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eut une profonde répercussion dans tout l’enseignement et dans l'orientation de la physique en France. Rien ne montre mieux que cet exemple l'importance de notre maison dans la vie scientifique du pays. Comme conséquence, les idées nouvelles apportées par Mascart furent difficilement acceptées avant que la découverte des ondes hertziennes en 1887 ait confirmé leur importance. C’est un des grands mérites de Mascart d’avoir, en même temps qu’il poursuivait ses travaux d'optique sur lesquels je reviendrai à propos de la relativité, consacré un si grand effort à réparer le temps perdu. Les difficultés étaient grandes, le milieu mal préparé; les mots qu'il employait, comme celui de potentiel, si familier aujourd’hui, éveillaient des résonnances étranges, comme celle du Cosmos où l’abbé Moigno qualifiait de « Chevalier du potentiel » le jeune défenseur des idées nouvelles.
Cependant celles-ci, après la liaison développée par Ampère entre le magnétisme et l'électricité, venaient, par la théorie électromagnétique de la lumière, élargir encore la synthèse et annexer le domaine de l’optique et de la chaleur rayonnante à celui, déjà unifié, de l’électromagnétisme ancien. Au moment où se produisit la confirmation éclatante apportée par la découverte de Hertz qui prolongeait l’infra-rouge par un rayonnement présentant toutes les propriétés physiques de la lumière, mais d’origine incontestablement électromagnétique » Mascart, en collaboration avec M. de Nerville, répéta immédiatement et confirma les nouvelles expériences. Il eut alors gain de cause et fixa définitivement l'attention des physiciens français sur le mouvement d'idées qui, parti d'Ampère, devait, à travers Faraday, Maxwell et Hertz, donner lieu, tout récemment, au merveilleux développement dé la radiotechnique. Ni Faraday, ni Maxwell, ni Hertz lui-même n'avaient, en s’efforçant d’aller plus loin qu’Ampère, la moindre idée qu’ils préparaient aux hommes un moyen de communiquer, de s'entendre et même de se voir, et de façon pratiquement instantanée, d’un point quelconque de la Terre à un autre. Le physicien préoccupé d’applications, l'inventeur qui aurait eu l’audace de se poser 4 priorr ces problèmes n'aurait certainement trouvé aucune voie raisonnable vers leur solution.
Huit ans après la découverte des ondes hertziennes, Mascart suivit encore avec un intérêt passionné celle des rayons de Rôntgen qui venaient, du côté opposé du spectre lumineux, celui de l’ultra-violet, prolonger notre connaissance de la gamme entière du rayonnement, complétée depuis par les découvertes des rayons y des corps radio-actifs et du rayonnement pénétrant d’origine cosmique.
J'ai plaisir et émotion à me rappeler avoir écouté ici même les dernières leçons de Mascart consacrées aux récentes découvertes des rayons de Rôntgen et de la radioactivité. Il en sentait toute l'importance et saluait en elles le commencement d’une période nouvelle, avec l'instinct du bon ouvrier qu'il avait été pendant les trente années de sa tâche au Collège.
Je dois à sa confiance d’avoir pu continuer, pendant les trente années qu'a déjà duré la nouvelle étape, particulièrement dramatique et dure, l'effort qu'il avait renouvelé, dans le sens de la mission historique du Collège, pour
ranimer la flamme et pour maintenir, par la recherche et par l’enseignement, une participation efficace et constante à la grande œuvre humaine de construction de la science. |
Je me suis appuyé sur son exemple et sur son enseignement comme sur ceux, plus récents, de Marcel Brillouin à! qui nous devons, indépendamment de tant d’autres contributions aux parties les plus importantes et les plus vivantes de la physique, d’avoir su faire, à une époque où la tâche était particulièrement ingrate et nécessaire, l'équivalent pour les théories cinétiques et moléculaires, de ce que Mascart avait fait du côté de la synthèse électromagnétique et optique. Il préparait ainsi la synthèse plus haute qui fut l’œuvre encore inachevée des trente dernières années et où se sont unies, pour une fécondation réciproque, les deux conceptions, celle de continuité en électromagnétisme et celle de discontinuité en atomistique.
C’est grâce à l’ionisation produite dans les gaz par les rayons de Rôntgen et par ceux du radium que fut mise en évidence expérimentalement la structure granulaire des charges électriques prévue par Helmholtz. Combinée avec ces résultats, l'étude des rayons cathodiques permit d'identifier l’électron, sinon complètement, du moins aux deux points de vue électrique et mécanique. Il fallait la spectroscopie pour révéler l'existence d’un moment magnétique propre de l’électron.
Mes premières années d'enseignement et de recherches furent consacrées, du côté expérimental comme du côté théorique, au développement de ce chapitre nouveau, l’ionisation des gaz. I1 m’a fallu, étant donné l'insuffisance du vieux laboratoire, qu’une reconstruction longtemps attendue va bientôt réparer, utiliser pour plusieurs de ces recherches la table même de l’amphithéâtre où nous faisons nos leçons publiques et j’ai souvenir d’y avoir installé, en particulier, le long tube de cuivre qui m'a servi pour la découverte des gros ions de l'atmosphère. Leur mise en évidence a été particulièrement facile ici, en raison de la présence en petites quantités de matières radioactives que nous transportions, souvent sans nous en douter, d’un laboratoire dans un autre et qui enrichissaient indûment l'atmosphère en ions par l'intermédiaire de leurs radiations pénétrantes et de leurs émanations.
La découverte de l’électron, prévue théoriquement par Lorentz et Larmor, a permis d'associer à la théorie électromagnétique du rayonnement la conception d’une matière constituée par des grains d’électricité doués d’inertie, et de construire, sous le nom de théorie de Lorentz, une représentation d’une si grande beauté que nous avons pu un moment la croire définitive, surtout après avoir vu triompher, au cours de la crise de la relativité, la mécanique nouvelle qui s’y trouvait implicitement contenue.
Puisque je me trouve conduit à nommer le grand Lorentz, j'ai plaisir à rappeler qu'il appartient aussi à l’histoire du Collège par les belles conférences qu'il y a faites en 1972, sur des points délicats de la théorie cinétique et sur l'interprétation si féconde que cette théorie a permis de donner du second principe de la thermodynamique. Je puis dire, sans exagération, que jamais
je n’eus l’occasion d'entendre, en français, de plus belles leçons, {plus riches de contenu et plus parfaites de forme. Et Lorentz aurait pu les prononcer, avec une égale aisance, en trois ou quatre autres langues.
J'ai rappelé plus haut qu’il me fut donné de développer l’application des théories électroniques nouvelles à l'interprétation des propriétés magnétiques si complexes de la matière, et de coordonner autour de la nouvelle synthèse les idées d'Ampère sur les courants particulaires avec la théorie du diamagnétisme proposée par Weber. Dans les leçons faites ici en 1904-1905, j'ai développé pour la première fois les conséquences de la représentation des courants d'Ampère par les électrons en mouvement à l’intérieur des atomes ou des molécules, et des circuits de Weber par les trajectoires de ces électrons. Ces idées ont eu la bonne fortune de provoquer un grand nombré de recherches, en particulier celles de M. Pierre Weiss sur l'interprétation du ferromagnétisme par culaire. Les formules qu’elles m'ont permis de donner pour le diamagnétisme le champ moléet le paramagnétisme ont traversé, sans modifications essentielles, les dures épreuves imposées depuis vingt-cinq ans par le développement de la théorie des quanta.
Ainsi se développait cette synthèse électromagnétique, fondée depuis Faraday sur l’idée d’action propagée de proche en proche, et dont le conflit profond, longtemps insoupçonné, avec la mécanique newtonienne ne devait révéler toute son importance qu’au cours de la crise de la relativité. Il devait ressortir clairement de celle-ci que l’opposition entre les deux points de vue ne concernait pas seulement la manière, supposée instantanée par Newton, Coulomb, Laplace et Ampère, dont les actions s’exerçaientf à distance, mais s'était déjà introduite, de façon très cachée, à la base même de la cinématique, par l'intermédiaire du temps absolu. Celui-ci, comme l’a montré la critique d’Einstein, n'aurait de sens expérimental que si nous disposions effectivement d’un moyen de signalisation, et par conséquent d’action, instantanée à distance, La seule cinématique conforme à l’expérience, fondée sur une signalisation propagée avec la vitesse de la lumière, était implicitement contenue dans les équations de la théorie électromagnétique, développées par Maxwell et Lorentz conformément aux idées de Faraday; et la seule dynamique compatible avec elle, d'autant plus différente de celle de Newton que la vitesse du mobile s’approche davantage de la vitesse de la lumière, s’est imposée complètement aujourd’hui après un ensemble impressionnant de confirmations d’ordre expérimental et d'ordre théorique.
J'insiste ici sur la théorie de la relativité non seulement parce qu’elle a joué depuis vingt-cinq ans et continue de jouer un rôle tout à fait fondamental dans l’histoire de la physique, mais aussi pour souligner le fait que les travaux de Mascart ont contribué de manière importante à l'établissement des bases expérimentales sur lesquelles s’appuie l'énoncé du principe même de relativité, à savoir : l’équivalence complète de tous les systèmesfde référence galiléens pour l’ensemble des lois de la physique, et l'impossibilité de mettre en évidence, par une expérience quelconque intérieure à un système matériel, un mouvement
de translation uniforme de ce système par rapport à l’ensemble de notre nébuleuse. Avant d’être établies par Michelson avec une précision du second ordre, c'est-à-dire supérieure au dix-milliardième, pour la propagation isotrope de la lumière, ces données! essentielles avaient été établies par Mascart au premier ordre, c’est-à-dire avec une précision de l’ordre du millionième, pour tout l’ensemble des lois de l’optique : réflexion, réfraction, diffraction, phénomènes d’interférence en général. Il faut donc reconnaître en Mascart un des fondateurs de la théorie de la relativité,
La concordance de tous ces résultats a imposé de plus en plus, comme l’avait reconnu Henri Poincaré, l’affirmation d’un principe de relativité restreinte dont Einstein a montré, prolongeant l’œuvre de Lorentz, qu'il était parfaitement conciliable avec la théorie électromagnétique, à condition de remplacer l’ancienne notion du temps absolu par celle d’un temps relatif, directement accessible à l’expérience grâce à l’emploi de signaux lumineux ou hertziens. L'importance et la fécondité de ce renouvellement de la notion de temps se retrouvent, encore accrues, dans la seconde partie de l’œuvre d’Einstein dans cette direction, celle qui concerne la relativité généralisée, où la critique de la notion d’espace et l’abandon du point de vue euclidien ont jeté une lumière imprévue sur le mystère de la gravitation et renouvelé l'astronomie sous ses divers aspects, mécanique et physique.
Je tiens à rappeler, à cette occasion, la circonstance émouvante qu’a représentée, en 1922, cette visite d'Einstein au cours de laquelle, [sur l'invitation du Collège de France, il est venu y discuter les idées géniales qui semblaient, en raison même de leur importance, difficiles à admettre pour beaucoup de bons esprits. Dans le court laps de temps qui s’est écoulé depuis, les idées nouvelles non seulement ont eu gain de cause, maïs se sont incorporées à toute la physique au point d’être devenues des instruments indispensables de travail et de découverte, du côté expérimental aussi bien que du côté théorique. L'expérience a vérifié les conséquences prévues par Einstein en relativité restreinte comme en relativité généralisée, et c’est grâce à la cinématique nouvelle que M. Louis de Broglie a pu, tout d’abord, développer les idées qui ont conduit au remarquable développement actuel de la mécanique ondulatoire. La conformité aux conditions imposées par le principe de relativité, restreint ou généralisé, est devenue un critérium d’exactitude et fournit un contrôle des nouvelles théories. Au milieu des difficultés de plus en plus grandes devant lesquelles se trouve aujourd’hui la physique théorique, le nouveau principe, plus encore peut-être que celui de la conservation de l’énergie, représente un des rares points d’appui qui nous restent pour la construction des représentations nouvelles dont la nécessité s'affirme chaque jour plus impérieuse.
Ceci m'amène, pour terminer, en liaison toujours avec le rôle joué par notre maison, à dire quelques mots de cette crise nouvelle, celle des quanta, qui marquera certainement, dans l’évolution de nos idées, une étape pour le moins aussi importante que celle de la relativité. D’après les indications déjà fournies
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