CRISE ACTUELLE DE LA PHYSIQUE 5IATHÉMATIQUE

teur qui ne tiendrait compte que des mouvements de la matière, c'est-à-dire des électrons, et qui ignorerait ceux de rélhcr qu'il ne peut pas voir? Evidemment non. Quand môme la compensation serait exacte elle ne -saurait être simultanée. La perturbation se propage avec une vitesse finie; elle n'atteint donc le second électron que quand le premier est depuis longtemps rentré dans le repos. Ce second électron subira donc, avec un retard, l'action du premier, mais certainement à ce moment il ne réagira pas sur lui puisqu'autoiir de ce premier électron rien ne bouge plus.

L'analyse des faits va nous permettre de préciser davantage. Imaginons, par exemple, un excitateur de Hertz comme ceux que l'on emploie en télégraphie sans fil? il envoie de l'énergie dans tous les sens; mais nous pouvons le munir d'un miroir parabolique, comme l'a fait Hertz avec ses plus petits excitateurs, afin de renvoyer toute l'énergie produite dans une seule direction. Qu'arrive-t-il alors, d'après la théorie? c'est que l'appareil vn reculai-, comme s'il était un canon et si l'énergie qu'il a projetée était un boulet, et cela est contraire au principe de Newton, puisque notre projectile ici n'a pas de masse, ce n'est pas de la matière, c'est de l'énergie. Il en est encore de même d'ailleurs avec un phare pourvu d'un réflecteur puisque la lumière n'est autre chose qu'une

perturbation du champ électromagnétique. Ce phare devra reculer comme si la lumière qu'il envoie était un projectile. Quelle est la force qui doit produire ce recul ? c'est <;e qu'on a appelé la pression Maxwell-Bartholdi ; elle est très petite et on a eu bien du mal à la mettre en évidence avec les radiomèlres les plus sensibles ; mais il suffit qu'elle existe.

Si toute l'énergie issue de notre excitateur va tomber sur un récepteur, celui-ci se comportera comme s'il avait reçu un choc mécanique, qui représentera en un sens la compensation du recul de l'excitateur ; la réaction sera égale à l'action, mais elle ne sera pas simultanée, le récepteur avancera, mais pas au moment où l'excitateur reculera. Si l'énergie se propage indéfiniment sans rencontrer de récepteur, la compensation ne se fera jamais.

Dira-t-on que l'espace qui sépare l'excitateur du récepteur et que la perturbation doit parcourir pour aller de l'un à l'autre n'est pas vide, qu'il est rempli, non seulement d'éther, mais d'air, ou même, dans les espaces interplanétaires, de quelque fluide subtil, mais encore pondérable ; que cette matière subit le choc comme le récepteur au moment où l'énergie l'atteint et recule à son tour quand la perturbation la quitte ? Cela sauverait le principe de Newton, n\'d\> cela n'est pas vrai ; si

CRISE ACTUELLE DS LA PHYSIQUE MATHÉMATIQUi: 193

l'énergie en se propageant restait toujours attachée à quelque sub.stratura matériel, la matière en mouvement entraînerait la lumière avec elle et Fizeau a démontré qu'il n'en est rien, au moins pour l'air. C'est ce qucG Michelson et Morley ont confirmé depuis. On peut supposer aussi que les mouvements de la matière proprement dite sont exactement compensés par ceux de l'élher, mais cela nous amènerait aux mêmes réflexions que tout à l'heure. Le principe ainsi entendu pourra tout expliquer, puisque, quels que soient les mouvements visibles, on aura tonjours la faculté d'imaginer des mouvemenls liypothéliques qui les compensent. Mais s'il peut tout expliquer, c'est qu'il ne nous permet do rien prévoir, il ne nous permet pas de choisir entre les différentes hypo thèses possibles, puisqu'il explique tout d'avance, îl devient donc inutile.

Et puis les suppositions qu'il faudrait faire sur les mouvements de l'éther no sont pas très satisfaisantes. Si les charges électriques doublent, il serait naturel d'imaginer que les vitesses des divers atomes d'éther doublent aussi, et, pour la compensation, il faut que la vitesse moyenne de l'éther quadruple.

C'est pourquoi j'ai longtemps pensé que ces conséquences de la théorie, contraires au principe de Newton, finiraient un jour par être aban-

LA VALEUR Dl LA SCIENCE

onoées et pourtant les expériences récentes sur les mouvemenls des électrons issus du radium semblent plutôt les confirmer.

Le principe de Lavoisier. — J'arrive au principe de Lavoisier sur la conservation des masses. (>ertes, c'en, est un auquel on ne saurait toucher sans ébranler la mécanique. Et maintenant certaines personnes pensent qu'il ne nous paraît vrai que parce qu'on ne considère en mécanique que des vitesses modérées, mais qu'il cesserait de l'être pour des corps animés de vitesses comparables à ce'le de la lumière. Or, ces vitesses, on croit maintenant les avoir réalisées; les rayons cathodiques cl ceux du radium seraient formés de particules très petites ou d'électrons qui se déplaceraient avec des vitesses, plus petites sans doute que celle de la lumière, mais qui en seraient le dixième ou le tiers.

Ces rayons peuvent être déviés soit par un champ électrique, soit par un champ magnétique, et on peut, en comparant ces déviations, mesurer à la fois la vitesse des électrons et leur masse (ou plutôt, le rapport de leur masse à leur charge). Mais quand on a vu que ces vitesses se rapprochaient de celle de la lumière, on s'est avisé qu'une correction était nécessaire. Ces molécules, étant électrisées, ne peuvent se déplacer sans ébranler l'éther ; pour les

TR-SX ACTUELLE DE LA PHYSIQUE MATIiCMATigt'E 19o

mettre en mouvement, il faut triompher d'une double inertie,, de celle de la molécule elle-même et de celle de l'éther. La masse totale ou apparente que l'on mesure se compose donc de deux parties : la masse réelle ou mécanique de la molécule, et la masse électro-dynamique représentant l'inertie de i'étlier.

Les calculs d'Abraham et les expériences de Kaufîman ont alors montré que la masse mécanique proprement dite est nulle et que la masse des électrons, ou au moins des électrons négatifs, est d'origine exclusivement électro-dynamique. Voilà qui nous force à changer la définition de la masse : nous ne pouvons plus distinguer la masse mécanique et la masse électro-dynamique, parce qu'alors la première s'évanouirait; il n'y a pas d'autre masse que l'inertie électro-dynamique ; mais dans ce cas la masse ne peut plus être constante, elle augmente avec la vitesse ; et même, elle dépend de la direction, et un corps animé d'une vitesse notable n'opposera pas la même inertie aux forces qui tendent à le dévier de sa route, cl à celles qui tendent à accélérer ou à retarder i-a marche.

11 y a bien encore une ressource : les éléments ultimes des corjis sont des électrons, les uns chargés négutivement, les autres chargés positivement. Les électrons néiiulifs n'ont pas de masse.

19o LA VALEUR DE LA SCIENCE

c'est entendu ; mais les électrons positifs, d'après le peu qu'on en sait, semblent beaucoup plus gros, l'eut-être ont-ils, outre leur masse électro-dynamique, une vraie masse mécanique. La véritable masse d'un corps, ce serait alors la somme des masses mécaniques de ses électrons positifs, les électrons négatifs ne compteraient pas; la masse ainsi définie pourrait encore être constante.

Hélas ! cette ressource aussi nous échappe. Rappelons-nous ce que nous avons dit au sujet du principe de relativité et des efforts faits pour la sauver. Et ce n'est pas seulement un principe qu'il s'agit de sauver, ce sont les résultats indubitables des expériences de Michelson. Eh bien, ainsi que nous l'avons vu plus haut, pour rendre compte de ces résultats, Lorentz a été obligé de supposer que toutes les forces, quelle que soit leur origine, étaient réduites dans la même proportion dans un milieu animé d'une translation uniforme; ce n'est pas assez, il ne suffit pas'que cela ait lieu pour les forces réelles, il faut encore qu'il en soit de même pour les forces d'inertie; il faut donc, dit-il, que les masses de toutes les particules soient influencées par une translation nu même degré que les mas$es électro-magnétiques des électrons.

Ainsi les masses mécaniques doivent varier d'après les mêmes lois que les masses électro-dynamiques; elles ne peuvent donc pas être constantes.

CJliiSE AGTULLLE DE Là PH\blQUE MÂT[JÊMAT:g;;£ il)"'

Ai-je besoin de faire observer que la chute du principe de Lavoisier entraîne celle du principe de Newton. Ce dernier signifie que le centre de gravité d'un système isolé se meut eu ligne droite : mais s'il n'y a plus de masse coiislante, il n'y a plus de centre de gravité, on ne sait même plus c • que c'est. C'est pourquoi j'ai dit plus haut que les expériences sur les rayons cathodiques avaient paru justifier les doutes de Lorentz au sujet du principe de Newton.

De tous ces résultats, s'ils se confirmaient, sortirait une mécanique entièrement nouvelle qui serait surtout caractérisée par ce fait qu'aucune vitesse ne pourrait dépasser celle de la lumière * pas plus qu'aucune température ne peut tomber au-dessous du zéro absolu. Pour un observateur, entraîné lui-même dans une translation dont il ne se doute pas, aucune vitesse apparente ne pourrait non plus dépasser celle de la lusmière; et ce serait là une contradiction, si l'on ne se rappelait qu..; cet observateur ne se servirait pas des mêmes horloges qu'un observateur fixe, mais bien d'horloges marquant le « temps local ».

Nous voici alors en face d'une question que je

i. Car los corps opposfîraient une inertie croissante aux causes qui tendraioni à accélcrer leur mouvemerjt ; et celte inertie deviendrait intioie quàiiu cr apiirochcrait de U fitesse da k iuniièra.

108 LA VALEUR DS LA SCiENCB

iîic borne à poser. S'il n'y a plus do masse, q^e devient la loi de Newton ?

La masse a deux aspects, c^est à la fois un coefficient d'inertie et une masse attirante entrant comme facteur dans Faltraction newtonienne. Si le coefficient d'inertie n'csl pas constant, la masse attirante pourra-t-elle l'être? Voilà la question.

Le principe de Mayer. — Du moins le principe de la conservation de l'énergie nous resîait encore et celui-là paraissait plus solide. Vous rappellerai-je comment il fut à son tour jeté en discrédit? L'événement a fait plus de bruit que les précédents et il est dans toutes les mémoires. Dès les premiers travaux de Becquerel et surtout quand les Curie eurent découvert le radium, on vit que tout corps radio-actif était une source inépuisable de radiation. Son activité semblait subsister sans altération à travers les mois et les années. C'était déjà là une entorse aux principes; ces radiations, c'était en effet de l'énergie, et de ce même morceau de radium, il en sortait et il en sortait toujours. Mais ces quantités d'énergie étaient trop faibles pour être mesurées; du moins on le croyait et on ne s'en inquiétait pas trop.

La scène changea lorsque Curie s'avisa de mettre le radium dans un calorimètre ; alors on vil que la

GRISE ACTUEMiE DE LA PHYSIQLIE MATHÉ?»!ATIQrf: 100

([uanlité de chaleur incessammeat créée élaii liés notable.

Les explications proposées furent nombreuses; mais en pareille matière on ne peut pas dire qu'abondance de biens ne nuit pas; tant que l'une d'elles n'aura pas triomphé des autres, nous ne pourrons pas être sûrs qu'aucune d'entre elles soit bonne. Depuis quelque temps toutefois, une de ces explications semble prendre le desssus et on peut raisonnablement espérer que nous tenons la clef du mystère.

Sir W. Ramsay a cherché à montrer que le radium se transforme, qu'il renferme une provision d'énergie énorme, mais non inépuisable. La transformation du radium produirait alors un million de fois plus de chaleur que toutes les transformations connues ; le radium s'épuiserait en 1250 ans; c'est bien court, mais vous voyez que nous sommes du moins certain d'être fixés sur ce point d'ici quelques centaines d'années. Jàn attendant nos doutes 8ubsisteût«