SECRÉTAIRE PERPÉTUEL

PARIS GAUTHIER-VILLARS ET Ci

O AÙ IMPRIMEURS-=LIBRAIRES DE ‘L'ACADÉMIE DES SCIENCES. Jp. Quaï des Grands-Augustins, 55

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BIOGRAPHYÈ :

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Pour situer les éléments de cet ensemble dans l’histoire des idées générales et montrer leur influence sur elle, je dois rappeler que le fait dominant de cette histoire depuis cent cinquante ans, celui autour duquel les autres viennent se grouper, est l’échec de la tentative d'explication du monde par la mécanique newtonienne ou rationnelle et son remplacement par une synthèse plus vaste et non encore achevée, à travers les diverses étapes d’une conflit, latent d’abord, puis de plus en plus aigu, qui s’est traduit, au cours des trente dernières années, par les deux grandes crises de la relativité et des quanta, cette dernière encore en pleine évolution.

Le succès considérable de la mécanique céleste au sens de Newton avait donné l'illusion, au dix-huitième siècle, que la physique tout entière pouvait s’expliquer de manière analogue à ce qui concernait le mouvement des astres, par des mouvements de particules obéissant aux lois de la même mécanique et soumises à des forces du même type que celles de la gravitation, actions mutuelles déterminées instantanément à distance par les positions simultanées de toutes les particules. Aïnsi la mécanique était, de manière légitime avant preuye contraire, considérée comme devant servir de base à toute explication des phénomènes physiques. La qualification même de rationnelle soulignait assez la situation privilégiée qu’on lui attribuait dans l’ensemble des sciences, et la confiance qu’on mettait dans la valeur absolue des notions sur lesquelles Galilée et Newton l'avaient fondée.

Un écho très significatif de cet état d’esprit se trouve dans le livre, resté longtemps classique, où Privat de Molières a publié, de 1733 à 1739, son enseignement du Collège de France, et qu’il intitula : Leçons de physique contenant les éléments de la physique déterminés par les seules lois des mécaniques.

C’est dans le même esprit qu'a travaillé Coulomb lorsqu'en 1785 il établit les lois des forces électriques et magnétiques, en interrogeant, il est vrai, l'expérience, mais en impliquant a priori dans la question que le résultat devait être du type des actions instantanées à distance.

La crise du mécanisme, dont nous ne sommes pas encore sortis, a commencé, il y a plus d’un siècle, lorsqu'un lien fut établi entre les deux domaines, jusque-là complètement indépendants, de l'électricité et du magnétisme, par l’expérience qui découvrit à Œrstedt l’action du courant électrique sur l’aiguille aimantée. Je ne puis mieux comparer l'émotion soulevée dans le monde scientifique par cet événement qu’à l'enthousiasme avec lequel les physiciens, à l'automne de 1895, accueillirent la découverte des rayons de Rôntgen. J'ai gardé de cette époque un souvenir très vivant, grâce à la bonne fortune que j'eus d’entrer à ce moment même dans le laboratoire de l’École Normale, animé par Perrin, et où, de jour et de nuit, ronflaient les bobines et brillaient les ampoules pour pénétrer le mystère du rayonnement nouveau. À ce moment-là, comme en 1820, on eut l'impression qu’une chose essentielle était révélée et qu’une étape nouvelle allait être franchie. L’une et l’autre fois, l'instinct des physiciens ne s'était pas trompé.

Dès que la découverte d’'Œrstedt fut connue à Paris, Biot et Savart, au

laboratoire du Collège de France, donnèrent les premiers une loi quantitative concernant le nouveau phénomène, celle de l’action d’un courant rectiligne sur un aimant voisin. Mais, comme le montre le titre de leur mémoire : Sur l’aimantation imprimée aux métaux par l'électricité en mouvement, ils l'interprétaient de la même manière qu'Œrstedt : le passage du courant, le confit des électricités, comme disait Œrstedt, à l’intérieur du fil conducteur, communiquait au métal de ce fil une vertu magnétique analogue à celle qui résulte de l’aimantation d’un morceau de fer sous l’action d’un aimant. La loi élémentaire si importante par laquelle Laplace traduisit le résultat des expériences de Biot et Savart procède de la même conception et donne l’action magnétique exercée à distance par chaque élément du circuit électrique sous l’action du courant. L'action nouvelle était conçue comme proprement magnétique, comme due à une aimantation d’un type spécial prise par le conducteur sous l'influence du courant.

C’est ici qu’apparaît le trait de génie d'Ampère qui, en un temps très court, en quelques jours à peine, donna une signification beaucoup plus profonde au nouveau phénomène où il vit la manifestation d’une propriété nouvelle de l'électricité, du courant électrique plutôt que des aimants, cherchant une interprétation, une base d’explication du côté électrique, plutôt que du côté magnétique, de la liaison découverte par Œrstedt. D'où l’idée féconde de ne plus considérer le courant comme transformant le fil en un nouveau type d’aimant, ce qui ne conduisait à rien de simple, au moins immédiatement, mais de chercher au contraire ce que devenait l’action quand on remplaçait l’aimant par un autre courant. L’électrodynamique était créée, ainsi que l'interprétation du magnétisme par les courants particulaires.

C'est le 11 septembre 1820 qu’Ampère connut l'expérience d’Œrstedt répétée devant l’Académie des sciences de Paris par Arago, qui l'avait vue luimême pour la première fois au laboratoire de de la Rive, à Genève, le mois précédent. Le feu sacré jaillit dans le cerveau d'Ampère et, à la séance suivante, le 18 septembre, il apportait déjà les idées essentielles, puisqu'on lit dans ses notes à propos de cette séance :

« Je décrivis les instruments que je me proposais de faire construire et, entre autres, des spirales et des hélices galvaniques. J’annonçai que ces dernières produiraient, dans tous les cas, les mêmes effets que les aimants. J’entrai ensuite dans quelques détails sur la manière dont je conçois les aimants, comme devant uniquement leurs propriétés à des courants électriques circulant dans des plans perpendiculaires à leur axe, et sur les courants semblables que j'admets dans le globe terrestre, en sorte que je réduisis tous les phénomènes magnétiques à des effets purement électriques. »

À propos de la séance suivante du 25 septembre, il écrivait : « Je donnai plus de développement à cette théorie et j’annonçai le fait nouveau de l’attraction et de la répulsion de deux courants électriques, sans l'intermédiaire d'aucun aimant, fait que j'avais observé sur des conducteurs pliés en spirale, Je répétai cette expérience dans le cours de la séance. »

Et ce fut ainsi de séance en séance. Arago ayant constaté l’action magnétisante d’un courant rectiligne sur le fer doux, Ampère conclut de ses propres idées que, si l’on enroulait le fil conducteur autour d’un noyau de fer, cette action deviendrait beaucoup plus énergique, ce qui fut immédiatement confirmé. Ainsi était trouvé le principe de l’électro-aimant, et réalisé pour la première fois ce merveilleux appareil qui joue un rôle si essentiel dans la plupart des applications de l'électricité.

Cette rapidité de vision, cette faculté d’intuition géniale qui se retrouvent dans d’autres parties de l’œuvre d'Ampère, par exemple dans la manière dont il découvrit, indépendamment d’Avogadro, l'égalité du nombre des molécules dans des volumes égaux de gaz différents, justifient l'expression que Maxwell emploie pour désigner Ampère : « le Newton de l’électrodynamique ».

Cette comparaison est exacte encore à un autre point de vue. Lorsque, quelques années après la période d'activité fiévreuse de 1820, Ampère fut conduit, par une analyse qui est restée un modèle d’ingéniosité expérimentale, d’habileté mathématique et de rigueur logique, à énoncer la loi élémentaire de l’électrodynamique, celle qui donne l’action entre deux éléments de courants, il le fit, comme autrefois Coulomb et plus récemment Laplace, à l’image de la loi de gravitation qui avait triomphé en mécanique céleste, sous une forme du type newtonien d'action instantanée à distance. Comme ses prédécesseurs, Ampère avait introduit ce postulat, de manière qu'il eût jugé nécessaire s’il en avait eu conscience, dans les raisonnements par lesquels il aboutit à cette loi qu'il considérait comme « uniquement déduite de l'expérience ». Aïnsi, sans toujours s’en rendre assez compte, notre esprit apporte beaucoup de lui-même dans les questions qu'il pose à la nature et dans l'interprétation des réponses qu'il en reçoit.

Une remarque encore, qui souligne l'intérêt d’un rapprochement entre des disciplines diverses et l’utilité d’une information variée comme l'était celle d'Ampère. Familiarisé par la chimie de cette époque avec les conceptions moléculaires, et par ses réflexions sur les gaz avec la théorie cinétique, il fut conduit, l'esprit de Newton étant en lui fécondé par celui de Bernouilli, à exprimer ses conceptions par l’hypothèse des courants particulaires dont la circulation à l’intérieur des atomes lui servit à expliquer les propriétés magnétiques des corps. [1 devançait ainsi de plus de quatre-vingts ans l'interprétation que la théorie des électrons m’a permis de donner de sa géniale conception.

La solution apportée par Ampère au problème posé par la liaison étroite entre l'électricité et le magnétisme, solution qu’on peut appeler électrodynamique, s’est montrée extraordinairement féconde pendant plus d’un siècle, non seulement au point de vue scientifique pur, mais encore au point de vue technique. Depuis quatre ou cinq ans, cependant, la découverte du moment magnétique propre de l’électron, du fait que celui-ci se comporte comme un aimant et sous une forme telle que le pivotement de sa charge élec trique sur elle-même ne suffit pas à l’interpréter dans le sens des idées d'Ampère, remet celles-ci en question et donne à la liaison découverte par Œrstedt un

aspect plus complexe que nous ne le supposions. Seules, probablement, les propriétés des ondes électroniques de M. Louis de Broglie et de M. Dirac nous permettront d'exprimer de manière adéquate le côté électromagnétique des aspects de la matière. Exemple, entre tant d’autres, de ces recommencements que les physiciens de ma génération suivent avec un intérêt qui, pour être passionné, n’en est pas moins mêlé d’un peu d’angoisse. Comme toute adaptation, celle de notre esprit est parfois douloureuse, et pourtant nécessaire,

L'espace me manque ici pour évoquer plus complètement la figure si humaine et si grande d'Ampère, pour retracer sa vie, agitée comme son époque, pleine d’idéalisme et de désintéressement, plutôt difficile et sombre mais traversée d’éclairs d'enthousiasme ou de génie. De même qu'il fallut soixante ans pour montrer toute l'importance théorique et pratique de son œuvre, la valeur de l’homme, en raison peut-être de sa dispersion, n’apparut pas immédiatement telle que nous la voyons aujourd’hui. Les grandes idées, dont les fruits sont longs à mürir, assurent difficilement le succès matériel de ceux qui les apportent. La comparaison que j’établissais tout à l’heure entre Ampère [et Regnault se prolonge par le contraste entre la carrière facile et unie dans l’ensemble, la gloire précoce du second, et les difficultés dans lesquelles ne cessa de se débattre le premier. Qualités et défauts complémentaires. Un aspect de ce contraste, qui concerne le Collège de France, trouvera sa place ici. Autant l’entrée de Regnault y fut facile, autant l’élection d'Ampère fut agitée et pittoresque, d’ailleurs comme tout ce qui concerne sa vie romantique. Il avait déjà donné l'essentiel d’une œuvre admirable lorsqu'il posa sa candidature en 1824, après la démission de Lefèvre-Gineau. Ses concurrents étaient Fresnel, de génie comparable au sien, Beudant et Pouillet. À part deux bulletins blancs, ces deux derniers eurent toutes les voix au scrutin de ballottage, Beudant l’'emportant de deux voix sur Pouillet. L'Académie des sciences bouleversa complètement ce résultat en présentant Fresnel à une énorme majorité; la section de physique avait proposé ex-æquo Ampère et Fresnel, et Ampère avait demandé à ses amis de soutenir Fresnel. L'assemblée du Collège, consultée à nouveau, se sentit offensée et, Beudant ayant annoncé qu'il n’accepterait pas elle désigna Ampère par onze voix sur dix-neuf.

Avant sa mort en 1836, Ampère eut le temps de voir son œuvre prolongée, surtout par Faraday qui découvrit en 1832 les phénomènes d’induction si près desquels Ampère était passé, et qui vinrent compléter l'outillage scientifique nécessaire au développement ultérieur de l’électrotechnique.

Des idées de Faraday qui, grandi à l’écart et n’ayant pas subi l'influence de l’École, n’admettait pas la possibilité d'actions immédiates à distance du type newtonien, est sorti, grâce à leur traduction sous forme mathématique et précise par Maxwell, un développement nouveau de l’électromagnétisme. L'écho n’en parvint au Collège qu'avec Mascart, les successeurs immédiats d'Ampère, Savart et Regnault, orientés de manière toute différente, ne s’y étant pas intéressés.

Cette lacune de près de quarante ans dans l’activité théorique du Collège