DU RAPPORT QUI EXISTE ENTRE L'ÉLECTRICITÉ

A mesure que nous avons examiné les particularités diverses qui signalent la propagation des courants, l'origine des forces électro-motrices, la distribution du travail dans les conducteurs, nous nous sommes affermi dans celle idée, que l'électricité consiste en un transport du fluide éthéré, de ce même fluide qui produit la lumière.

Voilà un rapprochement qui pour beaucoup d'esprits sera sans doute inopiné. On n'a guère songé jusqu'ici à comparer la lumière et l'électricité, et pourtant nous en venons à regarder l'une et l'autre comme des mouvements divers d'un même fluide. Une liaison nouvelle apparaît entre ces deux modes de mouvement.

Si nous considérons la généralité des corps que nous ofl're la nature, nous pourrons remarquer que les corps diaphanes sont d'ordinaire isolants ; perméables à la lumière, ils ne laissent pas passer l'électricité. Au contraire, les corps conducteurs sont d'ordinaire opaques, témoin tous les métaux.

On objectera peut-être que l'eau est à la fois diaphane

et conductrice, la gutla-percha à la fois opaque et isolante ; mais ne parlons que des cas extrêmes, négligeons les intermédiaires.

Nous voyons se dessiner deux groupes très-nels, les corps diaphanes, les corps conducteurs. Ces désignations sont mal choisies, puisqu'elles ne se font pas opposition; mais sous les mots cherchons les faits : dans les corps de la première classe, Télher ne peut se mouvoir que transversalement; il ne peut prendre, au contraire, qu'un mouvement longitudinal dans les corps de la seconde catégorie. La différence d'agrégation moléculaire crée ainsi pour réther une différence de mobilité. Voilà tout ce que nous pouvons dire ; mais nous pouvons affirmer que les deux classes de corps renferment un même élher diversement mobile et non point deux fluides différents.

Si Ton voulait admettre l'existence d'un fluide lumineux propre aux corps diaphanes et d'un fluide électrique propre aux corps conducteurs, on serait amené aux conséquences les plus bizarres. Lorsque que le plomb se combine avec la silice pour former le verre, il faudrait donc supposer que le fluide électrique en est chassé et qu'il est remplacé par le fluide lumineux ! Quand le diamant passe à Télat de charbon, il cesse d'être diaphane et isolant: il devient opaque et conducteur ; il s'y opérerait donc une transmutation de fluide! Rien de semblable ne se peut concevoir. On conçoit au contraire aisément qu'un même élher, suivant la disposition moléculaire des corps, trouve tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre, un obstacle à son mouvement.

Ajoutons ici un argument que fournissent les vitesses de propagation de la lumière et de réleclricité. Celle de la lumière est de 75,000 lieues environ à la seconde. Celle de rélectricilé a été déterminée avec beaucoup moins d'exactitude, parce qu'elle dépend de la nature des conducteurs et de diverses circonstances qui n'ont pu être éliminées par les observateurs ; mais, si l'on prend une moyenne entre les nombres très-différents qu'ont donnés les expériences, on ne sera pas loin de trouver cette même valeur de 75 000 lieues par seconde.

Dans ce rapprochement, nous pouvons voir une confirmation de notre hypothèse. Nous ne devons pas nous étonner du moins qu'un même nombre représente deux vitesses qui correspondent pour nous à deux ébranlements du même fluide produits dans le même sens ; la vitesse de la lumière est en effet celle de l'impulsion longitudinale, d'où résultent les mouvements transversaux. Ce sont là des aperçus très-généraux, et l'on ne peut pas dire que nous voyions nettement la connexion des phénomènes lumineux et électriques. A peine concevonsnous les conditions qui peuvent produire cette double modalité dans les mouvements éthérés.

On sait les considérations ingénieuses auxquelles le père Secchi a recours pour montrer comment l'impulsion produite le long du rayon lumineux peut se traduire par des vibrations transversales. D'autres hypothèses ont été faites pour expliquer comment les vibrations transversales peuvent être éteintes dans les corps conducteurs au profit des mouvements longitudinaux.

ce qui concerne ces forces attractives, la gravité, la cohésion, l'affinité, quiparaissent résider dans les profondeurs de la matière, Elles conservent jusqu'ici un aspect plus mystérieux. Il nous reste à voir si nous pourrons dissiper en partie Tobcurité qui les entoure, en appliquant le principe qui éclaire maintenant pour nous tous les phénomènes naturels.

Chemin faisant, nous avons, à mesure que Toccasion s'en présentait, indiqué brièvement les considérations qui permettent de ramener ces forces à des effets de mouvement. Nous avons donc surtout à grouper et à développer ici des hypothèses précédemment ébauchées.

Et d'abord le forces attractives ne sauraient être considérées comme inhérentes à la matière.

Quand Newton proclama la loi delà gravitation universelle, il eut bien soin de faire ses réserves à cet égard. Après avoir décrit les mouvements planétaires dans son livre des Principes mathématiques de la philosophie naturelle, il ajoute: « J*ai expliqué jusqu'ici les phénomènes célestes et ceux de la mer par la force de la gravitation. Cette force vient de quelque cause qui pénètre jusqu'au centre du soleil et des planètes, sans rien perdre de son activité ; elle agit selon la quantité de la matière, elsonactions'étenddetoutespartsàdes distances immenses en décroissant toujours dans la raison doublée des distances... Je n'ai pu encore déduire des phénomènes la raison de ces propriétés de la gravité, et je n'imagine point d'hypothèses... Il suffit que la gravité existe, qu'elle agisse suivant les lois qui viennent d'être exposées et

qu'elle puisse expliquer tous les mouvements des corps célestes et ceux de la mer. » C'est encore dans le livre des Principes qu'il dit : « J'exprime par le mol attraction l'effort que font les corps pour s'approcher les uns des autres, soit que cet effort résulte de l'action des corps qui se cherchent mutuellement ou qui s'agitent l'un l'autre par des émanations, soit qu'il résulte de l'action de l'éther, de l'air ou de tout autre milieu, corporel ou incorporel, qui pousse Tun vers l'autre, d'une manière quelconque, tous les corps qui y nagent. »

Ainsi Newton laissait la question en suspens; mais après lui on s'est peu à peu habitué à considérer la gra-« vite comme une sorte de qualité inhérente aux corps. Bien des gens admettent aujourd'hui pour premier axiome que la matière est inerte, et pour second qu'elle s'attire suivant telles et telles lois. Nous avons déjà dit qu'il faut choisir entre ces deux idées contradictoires. Si les molécules se portent les unes vers les autres en vertu d'une cause qui est en elles, que venez-vous dire qu'elles sont inertes? Elles sont actives, au contraire, et tout l'échafaudage que vous^ avez élevé sur l'idée d'inertie s'écroule par sa base.

Que sera-ce donc si de la gravité nous passons à l'affinité chimique! Si les molécules se choisissent en vertu d'un principe qui est en elles, elles ont donc une initiative propre, elles ont des volontés, des caprices! La chimie devient l'étude des passions moléculaires. Nous allons y trouver des sympathies et des haines, des instincts vils et de nobles sentiments, des tendresses légitimes et

des ardeurs coupables, des mariages heureux et des unions troublées, de sourdes inimitiés et des luttes éclatantes. Voilà les idylles et les drames que nous présente la chimie, si nous logeons dans les molécules un principe répulsif et un principe attractif, comme on loge quelquefois J'esprit du bien et Tesprit du mal dans les âmes humaines.

On fait une pure fiction géométrique quand on suppose que deux molécules agissent l'une sur l'autre à distance. En réalité, nous ne connaissons que des actions qui ont lieu au contact par la communication du mouvement. Entre les molécules se trouvent les atomes éthérés ; des uns aux autres les chocs se transmettent; la matière demeure inerte et ne fait que se mouvoir du côté où elle est poussée. Les forces répulsives se sont déjà évanouies devant l'idée de mouvement calorifique; les forces attractives doivent également se réduire à des effets d'impulsion.

Quand on compare les trois forces que nous trouvons rangées dans la même famille, la gravité, la cohésion, l'affinité chimique, on est d'abord frappé de la disproportion qu'elles présentent.

Combien la cohésion est plus puissante que la gravité l Un fil de fer ne peut rompre sous son propre poids que s'il atteint une longueur de 5000 mètres. Il faut donc que la pesanteur accumule des masses énormes de métal pour vaincre l'adhérence qui se produit dans une seule tranche du fil.

LES FORCES ATTRACTIVES. t23

Mais ce qui est plus extraordinaire à coup sûr, c'est qu'une fois l'adhérence vaincue et le fil brisé, le rapprochement le plus étroit des parties disjointes n'y fait pour ainsi dire renaître aucune trace de la cohésion primitive. Ainsi la cohésion, incomparablement plus intense que la pesanteur, n'est sensible qu'à des distances extrêmement petites ; la pesanteur, plus faible au contraire, continue son action à des distances infinies.

Si l'on veut d'ailleurs se faire une idée comparative de ces forces diverses, on peut recourir aux indications suivantes: elles sont dues à un savant physicien, M. Dupré, qui depuis longues années s'est voué à l'étude des actions moléculaires.

M. Dupré déduit de ses expériences et de ses calculs la force nécessaire pour vaincre l'affinité mutuelle des éléments de Teau, pour séparer violemment l'oxygène et rhydrogène sur une section d'un millimètre carré; il trouve que celte force devrait aller à 1673 kilogrammes.

Pour vaincre la simple adhérence moléculaire de l'eau, pour arracher une tranche à sa voisine, il faudrait une force de 70 kilogrammes par millimètre carré.

On sait enfin que sur cette même surface la pesanteur n'exerce qu'une action de lO»', 33.

En comparant les trois nombres qui représentent dans cet exemple les puissances respectives de l'affinité, de la cohésion, de la pesanteur, on peut apprécier l'énorme différence de leurs valeurs.

LA GRAVITE PEUT ETRE CONSIDEREE COMME UN EFFET DES MOm'EMENTS DE L*ÉTHER ET DE LA MATIÈRE PONDÉRABLE.

Abordons, sans plus tarder, les considérations théoriques qui peuvent nous éclairer sur la nature des forces attractives, et commençons par la gravité.

Imaginons l'éther uniformément répandu dans l'espace ; ses atomes, animés de mouvements de projection et de mouvements rotatoires, se choquent les uns les autres de la manière que nous avons déjà dite.

Supposons maintenant qu'en un point de ce milieu il y ait une cause spéciale et permanente d'ébranlement; ce sera, par exemple, une molécule pesante animée elle-même d'un mouvement vibratoire. L'ébranlement va se répandre dans la masse éthérée et, en raison de la nature du milieu, s'y propager dans tous les sens. Les atomes les plus rapprochés de la molécule pesante recevront des chocs violents, ils seront puissamment chassés, leurs rangs s'éclairciront dans le voisinage du centre d'ébranlement, et la couche contiguêà la molécule deviendra moins dense que le reste du milieu. L'action motrice persistant, ce même effet va se propager de couche en couche à travers

l'espace. Comme résultat final, l'éther se trouvera distribué autour du centre d'ébranlement en couches concentriques dont les premières, les plus voisines de la molécule, seront les moins denses, et qui iront indéfiniment en augmentant de densité. On peut se représenter facilement cet état de choses et en tracer la figure : la molécule au centre, autour d'elle des sphères d'atomes espacées d'abord, puis de plus en plus rapprochées. Notons même en passant que la différence de densité des couches contiguës, comme tous les effets qui se propagent suivant des sphères concentriques, est inversement proportionnelle aux surfaces de ces sphères, c'est-à-dire aux carrés de leurs rayons.

Cela établi , supposons qu'une seconde molécule se trouve en un point quelconque de ce système. Elle rencontrera, du côté de la première, des couches d'éther jnoms denses que du côté opposé; choquée par l'éther dans tous les sens, elle recevra cependant moins de chocs du côté de la première molécule, et elle tendra par con-, séquent à s'en rapprocher.

Ainsi apparaît la cause de la gravité.

La seconde molécule est poussée vers la première parce qu'elle rencontre des couches éthérées de densités différentes, et l'énergie de cette action, par la raison que nous avons indiquée tout à l'heure, est inversement proportionnelle au carré de la distance des deux molécules. On reconnaît, dans cet énoncé, la loi suivant laquelle agit la gravité.

Ce que nous venons de dire de molécules isolées s'applique d'ailleurs à des molécules groupées de manière à former un corps. Un pareil assemblage déterminera, dans réther, cette variation de densité que nous avons décrite: il la déterminera avec d'autant plus de force que les molécules seront plus nombreuses ou la masse du corps plus grande. Les astres enfin ne sont que des corps volumineux sollicitéfe par cette même cause qui fait tomber les graves à la surface de la terre. Pour les uns comme pour les autres, l'atlraction n'est que cette tendance au rapprochement dont nous venons de rapporter l'origine à des impulsions extérieures.

Sans doute les indications sommaires qui viennent d'être données ne constituent pas une démonstration rigoureuse. Pour éclaircir une question de si haute importance, il faudrait suivre les phénomènes par le menu, montrer dans leur détail les percussions d'ordres divers au moyen desquelles l'éther se dispose autour des molécules en couches différemment denses. Il faudrait aller au devant des doutes que peut faire naître un pareil, exposé, répondre aux principales objections qui peuvent se présenter.

On demandera, par exemple, pourquoi l'effet que nous décrivons est propre aux molécules matérielles, pourquoi il ne se produit pas, au moins çà et là, autour des atomes éthérés? Ici la réponse est facile. Au milieu de la masse éthérée, en l'absence de toute molécule, tout est symétrique par rapport à chaque atome; l'effet commence, si l'on veut, autour de chacun des atomes; c'est comme s'il ne

commençait autour d'aucun d'eux, et le milieu reste uniformément dense: il faut un centre d'ébranlement pour en rompre l'uniformité.

On demandera encore si ce n'est pas une supposition bien arbitraire que de donner aux atomes, et surtout aux molécules, la forme, ronde qui semble nécessaire, au premier abord, pour expliquer la régularité des (îhocs et la symétrie de leurs effets. Ici encore il est aisé de répondre. La théorie des rotations enseigne, en effet, que les chocs ne dépendent pas de la forme extérieure des corps, et qu'on peut toujours imaginer qu'un solide de forme quelconque soit remplacé par un globe ellipsoïde. La forme ronde n'est donc réellement nécessaire, ni aux molécules, ni même aux atomes.

Bien d'autres objections seraient à détruire; mais on conçoit que nous ne puissions pas, ici, analyser toutes les circonstances du phénomène. Notre but est atteint si l'on a saisi le principe général de l'explication qui vient d'être donnée, et si l'on voit comment le mouvement de l'éther peut produire l'attraction terrestre aussi bien que l'attraction sidérale.

Il reste un point cependant dont nous ne pouvons nous empêcher de dire quelques mois.

On peut remarquer que l'astronomie moderne s'est faite tout entière sans la notion de l'éther. Ce sont les physiciens qui, d'abord par leurs études sur la lumière, puis par les inductions qu'ils en ont tirées, ont imposé à la science l'idée de ce fluide universel. On peut se demander, dès

lors, si celte idée ne va pas se trouver en désaccord avec les lois astronomiques qui ont été établies sans elle. Ceux qui répugnent à admettre l'existence de Téther ne manquent pas d'objecter que la marche des astres doit être retardée par ce fluide ; que les planètes, en raison de la résistance qu'elles rencontrent, doivent aller sans cesse en se rapprochant du soleil, et que cependant les astronomes ne constatent aucun symptôme d'un semblable effet. — Le retard existe peut-être sans qu'on puisse le constater, répondent les partisans de l'éther. Si nous nous plaçons sur le terrain des faits, nous sommes certains que ce retard ne peut être que très-faible en raison delà ténuité du fluide qui le produit. On a établi des calculs d'après lesquels la résistance de l'éther raccourcirait de 3 mètres par an la distance de la terre au soleil; la durée de l'année serait ainsi abrégée d'une seconde en mille ans ; l'état de nos observations astronomiques ne permet pas de distinguer une pareille conséquence au milieu des perturbations déjà connues de l'orbite terrestre.

Ne trouvant point de faits décisifs dans les mouvements planétaires, la controverse se rejette sur les comètes. Si la résistance éthérée est insensible pour les planètes à cause de la grande densité qu'elles présentent, elle doit être appréciable pour les comètes, qui n'ont pour ainsi dire pas de masse, et qu'on a pu appeler des riens visibles (1).

(1) Il n*y a pas fort longtemps que Ton est fixé sur TeKlrême ténuité de la matière cométaire. Auparavant on avait toujours considéré le choc de ces astres comme redoutable pour les planètes. C'est à un choc de cette nature que Buffon attribuait Torigine de noire système

Ici une considération intervient pour obscurcir le problème. L'extrême légèreté des comètes doit les rendre sensibles à la résistance d'un milieu universel, sans nul doute; mais elle les expose aussi à des perturbations d'autres sortes. Elles sontpuissammentdéviéesdeleurroutelorsqu'elles passent dans le voisinage des corps planétaires. Quand la comète de Lexell a traversé, en 1770, les satellites de Jupiter, la durée de sa révolution s'est trouvée brusquement réduite de cinquante ans à cinq ans et demi. Comment discerner, au milieu de perturbations de cet ordre, l'influence de l'éther? La comète de Encke, dont la périodicité est connue depuis 1818, n'a qu'une révolution de trèscourte durée, trois ans et un quart environ; son orbite est comprise tout entière dans celle de Jupiter. En comparant ses apparitions successives depuis 1818, on a remarqué une diminution graduelle dans la durée de sa révolulion; on a prouvé d'ailleurs que cet effet ne provenait pas

planétaire; une comète, en se jetant sur le soleil, en aurait détaché des fragments de matière et les aurait lancés dans l'espace. C'est encore à des chocs de cette espèce que divers géologues attribuaient les cataclysmes terrestres: des comètes, rencontrant la terre, en auraient déplacé Taxe de rotation et déterminé les grands déluges. Il ne reste plus rien de pareilles opinions. Les comètes sont regardées aujourd'hui comme des astres tout à fait inoffensifs, incapables de troubler la paix du monde. On les a vues passer tout près des planètes sans y causer aucun désordre ; on a vu deux fois la comète de Lexell se jeter au travers des satellites de Jupiter sans y produire aucun dérangement. D'après les récents calculs de M. Faye, le noyau des comètes, qui en est la partie la plus compacte, est à peine neuf fois plus dense que l'air qui reste dans nos machines pneumatiques après que nous y avons fait le vide aussi complètement que possible ; quant à la densité de la queue, elle serait dix billions de fois moindre.

montra dans les perturbations réciproques de Jupiter et de Saturne la raison des anomalies signalées par les observateurs, et qui les expliqua par une inégalité à longue période dont le développement exige plus de neuf cents ans.

On connaît d'ailleurs des inégalités dont la période est bien plus longue : celles qui dépendent de la précession deséquinoxes ont une durée de deux cent soixante siècles; Texcentricité de l'orbite terrestre va en diminuant depuis les âges les plus reculés suivant une période dont la durée ne se compte ni par siècles ni par milliers d'années; c'est une étendue dans laquelle l'histoire des observations astronomiques, celle même de la race humaine, ne figurent en quelque sorte que comme un point.

Nous venons de suivre l'idée newtonienne jusqu'au moment où elle a rendu compte de tous les phénomènes célestes ; mais il ne faut pas croire qu'elle se soit imposée tout de suite à tous les esprits. Ses origines furent signalées par les luttes les plus vives. La querelle du cartésianisme et du newtonianisme remplit toute la première moitié du xvin® siècle.

La physique de Descartes ne céda que lentement devant celle de Newton, et sur le terrain même des faits l'avantage resta longtemps indécis entre les deux doctrines. Non-seulement la synthèse que Newton avait tirée des lois de Kepler, mais ces lois mêmes furent longtemps contestées. A la fin du xvii® siècle, Dominique Cassini proposait de substituer aux ellipses de Kepler une courbe qui pa-

raissait s'adapter plus exactement aux mouvements sidéraux; cette courbe a pris le nom de cassinoïde (1). On niait une des premières conséquences de la théorie de Newton, l'aplatissement de la terre vers les pôles ; les fils de Cassini, héritiers des traditions paternelles, prouvaient par la mesure d'un arc de méridien que la terre était un sphéroïde allongé dans le sens de son axe. Cetle opinion prévalut dans notre Académie des sciences jusqu'au moment où une grande expédition fut organisée pour déterminer les longueurs comparatives d'un degré près du pôle et près de l'équateur. Bouguer et La Condamine partirent en 1735 pour le Pérou; Mauperluis et Clairaut se rendirent en Laponie. L'hypothèse de Newton sortit victorieuse de cette épreuve, et vers 1744 la plupart des savants, les deux Cassini eux-mêmes, reconnurent les erreurs d'expérience et de raisonnement qui leur avaient fait prendre la terre pour un sphéroïde allongé. C'était le moment où la physique de Descartes sombrait enfin avec une grande partie de sa métaphysique, et l'idée newtonienne, vulgarisée par Voltaire, puis par les encyclopédistes, demeura triomphante.

Mais quel était, si nous allons au fond des choses, le point spécialement discuté entre les cartésiens et les disciples de Newton?

Descartes était parti de ce principe, que tout l'univers

(1) Dans rpllipse, la somme des rayons menés d'un point de la courbe aux deux foyers est constante. Dans la cassinoïde, courbe du quatrième degré, c*est le produit des deux rayons qui est constant.

lU LA PHYSIQUE MODERNE.

doit être expliqué par le mouvement, et ce n'est pas nous qui lui en ferons un reproche ; c'est à ce point de vue même que se place la science contemporaine, et la plupart de nos physiciens, qu'ils le veuillent ou non, se trouvent cartésiens à cet égard. Seulement, le principe posé, Descartes, sans faits, sans observations, sans expériences, sans aucune preuve, par une pure conception de son esprit, avait créé un système du monde : le monde était plein de matière, absolument plein, sans aucun vide; de vastes courants circulaires régnaient à travers cette matière et entraînaient avec eux les planètes comme le courant d'un fleuve entraîne des bateaux. Les disciples de Descartes n'avaient rien rabattu de l'idée du maître, et ils accumulaient de laborieuses explications pour montrer comment les tourbillons pouvaient se propager dans le plein absolu, comment les particules de matière pouvaient glisser les unes sur les autres sans aucun vide interstitiel.

En face de cette doctrine. Newton vint placer la loi de la gravitation universelle ; cette loi contenait en elle-même une masse énorme défaits: non-seulement elle expliquait tous ceux qui étaient connus, mais elle en faisait prévoir de nouveaux, et l'expérience venait justifier toutes ses prévisions. Les newtoniens se sentaient donc sur un terrain très-solide. Dans leur enthousiasme, ils sortaient du domaine des faits et en venaient à regarder la gravitation comme une cause mystérieuse d'un ordre supérieur à tous les phénomènes physiques. Newton, nous l'avons montré tout à l'heure, s'était gardé de cet excès^ au moins

dans les commencements de sa carrière et dans le livre des Principes, Peut-être fut-il moins réservé à cet égard dans sa vieillesse. Quant à ses disciples, ils avaient une pente manifeste à se croire en possession d'un principe surnaturel.

C'est contre cette tendance que réagissait l'école cartésienne; elle repoussait la cause occulte qu'on lui présentait, mais elle rejetait du même coup la cause et les effets démontrés par l'expérience. Elle fermait les yeux pour ne pas voir l'astronomie nouvelle et elle s'obstinait dans sa physique de fantaisie. Elle tomba sous le ridicule, et l'hypothèse des tourbillons, dontFontenélle fut le dernier défenseur, entraîna dans sa chute toute la doctrine cartésienne.

On voit ainsi souvent dans le conflit des idées humaines, lorsque deux grandes doctrines se sont combattues avec acharnement, l'une d'elles succomber tout entière, et les vainqueurs effacer sans distinction tout ce que les vaincus avaient inscrit sur leur drapeau.

Pour nous, qui regardons maintenant ce débat historique à travers l'apaisement des années, nous voyons le terrain où les deux doctrines ennemies pouvaient se concilier. La gravilalion newtonienne et tous les faits qu'elle embrasse nous apparaissent, conformément au principe cartésien, comme des conséquences de mouvements matériels.

SAIGEY. 9