Principes de la Philosophie, Il Partie

l'action et de la réaction. Il pense que le corps le plus petit subit une action observable, tandis que l’autre ne manifeste la trace d'aucune réaction. Descartes ne comprenait pas que pendant le choc la surface de contact est le siège d’une réaction égale à l’action. Si maintenant les deux corps en présence sont de dimensions, de vitesses, de « forces »comparables, alors le choc se manifestera, quoique inégalement, sur l'un et sur l'autre. On verra l'un des corps se déplacer dans un sens avec une vitesse nouvelle et l’autre se déplacer, soit dans le même sens, soit en sens opposé, avec une vitesse généralement différente. Un cas intéressant est celui où les deux corps sont de masse égale et se heurtent avec des vitesses égales. Dans ce cas Descartes, démontrait & priori que le choc devait être suivi de repos. En général le mouvement n'est pas détruit, il se conserve de part et d'autre, ou du moins il se conserve dans l'ensemble lamême « quantité de mouvement ».

On voit revenir ici cette notion qui est la seule vraiment précise de la mécanique cartésienne. Grâce à elle, dans le cas du choc Descartes est en état de donner une signification nette à la notion si flottante « d'action motrice ». Il mesure l’action par la quantité de mouvement et il démontre que la partie du mouvement qui est perdue par un des deux corps est intégralement recouvrée par l'autre. Ceci explique que les vitesses après le choc puissént différer des vitesses avant le choc et aussi qu’elles puissent différer entre elles. Le choc est régi par la répartition, non des vitesses, mais des «mouvements ». La quantité de mouvement, comme on l’a vu plus haut, se conserve théoriquement constante, et si elle diminue dans une partie du système il faudra qu’elle augmente de la même valeur dans l’autre. On pourra dire alors, abstraction faite des signes, que le mouvement communiqué aux deux corps, qui se rencontrent est nécessairement le même. Estimant les mouvements en sens contraire, on dira que leurs effets se balancent. Le principe de la conservation du mouvement donne ici un énoncé bien voisin de celui de l’action et de la réaction. Si Descartes n’a pas étendu ce dernier en dehors des lois du choc, c’est qu'il n'avait pas, en dehors de ce cas, de définition précise de

« l’action ».

La théorie de Descartes devait être reprise à la fin du xvire siècle par Malebranche, qui, dans ses lois de la Communication du Mouvement, essaye de mettre d’accord les déductions de Descartes avec les résultats expérimentaux si exacts qui venaient d'être publiés par Mariotle ‘. Avant lui des physiciens comme Wren et Huyghens s'étaient déjà résolument lancés dans la voie expérimentale pour aborder l'étude du choc et de la distribution des actions. Des expériences avaient été faites soit avec des corps partaitement élastiques, soitavec des corps relativement mous. Il est incontestable que ces expériences avaient été sollicitées par les théories de Descartes, et Newton qui devait les répéter avec plus de succès se trouve souvent, même à soninsu, sous l'inspiration d'idées cartésiennes.

Les expériences surle choc des corps préoccupèrent Newton pendant une grande partie de son existence et il répéta à plusieurs reprises les séries de mesures dont il devait faire état. Il se servait pour ces mesures de deux pendules qu'il faisait se heurter d'une certaine hauteur. Ces pendules avaient dix pieds de long, il y suspendait des corps tantôt égaux et tantôt inégaux, etilles faisait se choquer en tombant de très haut, comme de huit, douze et seize pieds. Il avait calculé d'avance, dans les différentes hypothèses possibles, à quelle hauteur devaient s'élever après le choc les deux pendules. Si la loi de action et de la réaction est vérifiée, si les corps sont parfaitement élastiques et se rencontrent bien‘'au point le plus bas de leur course, la théorie laisse prévoir qu’ils remontent chacun à une hauteur égale à celle d'où ils descendent, et que le phénomène se répétera, abstraction faite d'une petite perte de vitesse due au frottement de l’air et aux résistances passives. «Or, nous dit Newton, j'ai toujours trouvé, à des différences près qui étaient moindres que trois pouces dans les mesures, que lorsque les corps se rencontraient directement, les changements de mouvement vers les points opposés étaient toujours égaux, et que par conséquent la réaction était toujours égale à l’action ? ». Newton varie les conditions de l'expérience en opérant sur des masses inégales ou qui tombaient de hau-

1. Traité de la percussion ou du choc des corps. 2. Principes, L. I, Scholie p. 30.

teurs inégales. Les nombres trouvés confirmaient les premiers avec des erreurs qui ne dépassaient jamais deux pouces.

La conclusion naturelle de ces différentes expériences eût été de corroborer la théorie de Descartes et de confirmer, dans le cas du choc des corps, le principe de la conservation du mouvement. Pourtant Newton ne cite qu'accessoirement cette signification de ses expériences. C’est surtout le principe de l'égalité de l’action et de sa réaction qui lui paraît démontré par ses mesures. On a là un exemple curieux de la multiplicité d'interprétations dont certaines expériences physiques sont susceptibles. Selon les idées qui sont le plus en faveur ou dont la considération est la plus familière, la même expérience pourra mettre en lumière des propriétés bien différentes. Un siècle plus tard, Scheele trouvera dans la combustion de l'hydrogène où « air inflammable » comme principal produit de la réaction du « calorique », l’eau n'étant qu'un produit secondaire. Pour Lavoisier et Laplace, au contraire c’est la formation de l’eau qui est le phénomène essentiel, la chaleur dégagée n est qu'un accessoire. Il s'est passé quelque chose d'analogue dans le cas qui nous occupe. La considération de la « quantité de mouvement » était essentielle au système de Descartes, pour qui l’idée d'action et de réaction n'était pas encore parvenue à maturité. Sous l'influence des travaux de Wren et de Huyghens, Newton était arrivé à comprendre l'importance de cette idée, en même temps que les quantités de mouvement lui semblaient de plus en plus accessoires. On comprend alors que le même phénomène, le choc des corps solides, étudié théoriquement par Descartes et ses disciples, les ait amenés à construire une mécanique toute qualitative et souvent erronée, tandis que Newton abordant le problème par la voie expérimentale en a tiré tout de suite le principe général de l'égalité de l’action et de la réaction, et avec ce principe toute la mécanique rationnelle.

Descartes ramenait l'idée d'action à l'idée de mouvement, c'est-à-dire au produit de le masse par la vitesse. Newton est le premier qui ait vu que le principe de l'égalité de l'action et de la réaction s'applique non aux mouvements, mais aux forces, c’est-à-dire au produit des masses par les accélérations.

L'existence des forces de réaclion se constate non seulement dans le cas de la dynamique, mais encore dans le cas dela statique. Si par exemple le doigt presse la pierre, la pierre exerce en même temps sur le doigt une pression égale et de signe contraire. Tout corps qui en tire un autre est en même temps tiré par cet autre. « Si un cheval tire une pierre par le moyen d'une corde, il est également tiré par la pierre. Or la corde qui les joint et qui est tendue des deux côtés, fait un effort égal pour Urer la pierre vers le cheval, et le cheval vers la pierre! ». Dans tous les cas de ce genre, il y a équilibre de forces. Tantôt ces forces ne produisent qu'un effort statique, comme dans le cas du doigt qui ‘presse la pierre sans parvenir à la déplacer. Tantôt elles s'exercent pendant le mouvement, comme dans l'exemple du cheval qui transporte la pierre. Dans les deux cas,le mot de réaction peut se prendre en un double sens. Ou bien on considère la force de réaction comme une cause qui s'oppose àl'action, ou on la fait résider dans ses effets qui sont inverses de ceux de la force imprimée. C’est la même ambiguité que nous avons rencontrée lorsqu'il s'est agi de définir la force d'inertie. On pouvait se ranger à l'opinion vulgaire qui envisage la force d'inertie comme une cause préexistante dans le corps, ou adopter la définition de Newton, pour qui l’inertie est toujours consécutive à la force et révélée par les mouvements qu’elle produit. Il va sans dire que celte ambiguité est levée par Newton de la même manière lorsqu'il s'agit de la force de réaction et lorsqu'il s'agit de la force d'inertie. La force de réaction n'existe pas dans les corps comme une réalité antérieure au mouvement. Nous observons seulement que certaines conditions font naître dans les corps qui se touchent des mouvements inverses, et comme la mesure de: ces mouvements se fait loujours par des nombres contraires, nous disons que les uns sont le signe d’une action, les autres. le signe d'une réaction.

On voit que le principe de légalité de l’action et de la réacüon est au fond la définition précise du mot réaction, comme le principe de l'inertie est la définition précise du mot force. La force telle qu’elle est admise du vulgaire ne serait jamais.