LF. LIV. DE LA S AT. T. I

les liquides se manifeste encore par le phénomène de la mouillure dont nous parlerons plus bas.

Mais non-seulement les molécules homogènes s'attirent avec un certain degré de force pour constituer les corps, mais aussi celles de nature différente ont une tendance réciproque qui les porte à se mêler, souvent même à se combiner intimement pour former denouveaux corps. Ayez un verre plein d'eau, et à la surface de cette eau appliquez le plat de la main. Celle-ci se mouillera d'abord; et si vous essayez de la retirer doucement, vous verrez que l'eau y restera tellement adhérente qu'elle s'élèvera pour suivre la main au-dessus des bords du verre. Cependant la main se séparera de la masse aqueuse, mais elle restera mouillée; c'est-à-dire qu'elle emportera avec elle une couche d'eau qui restera adhérente et suspendue à la main, malgré la pesanteur qui la sollicite à tomber. Or, ici nous remarquons un double phénomène. D'abord la couche d'eau qui reste adhérente à la main entraînait les couches liquides sous-jacentes, puisque la masse s'élevait au-dessus des bords du verre; ce qui prouve la cohésion propre ou viscosité de l'eau. Secondement , il s'exerce entre les molécules de l'eau et celles delamaiu une attraction moléculaire, puisque autrement l'eau tomberait en vertu de la pesanteur. Cette attraction qui existe entre des molécules hétérogènes prend le nom spécial d'affinité. Or, elle n'est pas particulière à l'eau , puisqu'il existe une infinité de liquides qui mouillent les corps solides. Si elle ne s'exerce d'ailleurs qu'entre les liquides et les solides, cela ne tient pas à la nature propre des corps liquides, puisque la glace trèsfroide ne mouille pas; cela tient à I'élat liquide, en ce sens que, dans cet état, la cohésion propre des corps étant nulle ou extrêmement faible, elles obéissent sans résistance à l'action du solide qui les attire.

Toutes les fois qu'un liquide ne peut mouiller un solide, il faut en conclure ou qu'il u'existe entre eux au-

cime affinité, ou que l'affinité du liquide pour le solide est inférieure à la cohésion propre du liquide, qui retient celles de ses couches que le solide tend à entraîner. Tel est le cas de l'eau qui ne peut mouiller les corps gras, et du mercure qui ne mouille pas la peau, ni le bois, ni le verre, ni l'acier, quoiqu'il mouille parfaitement bien le cuivre, l'or et l'argent.

Lorsqu'une très-petite quantité de liquide est abandonnée à elle-même , elle prend spontanément la figure sphérique. Il faut par conséquent que les corps avec lesquels elle est en contact soient de nature à ne pas être mouillés par le liquide. C'est ce qu'on observe sur le mercure qui, projeté sur une table, s'éparpille en gouttelettes parfaitement rondes, et sur l'eau jetée en petite quantité sur un sol couvert de poussière. Les petites masses liquides composées d'atomes qui exercent les uns sur les autres des actions semblables, doivent prendre une ligure dont tous les points de la surface soient disposés d'uue manière semblable; or, cette propriété n'appartient qu'à la figure sphérique. Si le liquide est susceptible de mouiller le support, il prend la forme de celui-ci au contact, et la masse n'est plus qu'une demi-sphère ; telles sont les gouttelettes d'eau posées sur une table ou suspendues au doigt.

Lorsqu'on retire la main qu'on avait appuyée sur la surface de l'eau d'un vase, elle emporte une couche mince, dont l'adhérence prouve deux choses : d'abord l'affinité du liquide pour le solide est plus grande que la cohésion propre du liquide, puisque cette couche s'est séparée des autres pour rester adhérente à la main; en second lieu , comme cette couche est fort mince , et se compose d'ailleurs elle-même de plusieurs couches liquides, il s'ensuit que l'affinité de la main pour l'eau ne peut s'exercer au-delà de l'épaisseur de ces couches; et même en analysant l'expérience avec soin, on reconnaît que l'affinité ne s'exerce qu'à des distances inappiveia-

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bles. Aussi ne voit-on jamais l'eau s'élancer vers la main que lorsque celle-ci en est tellement voisine, que le passage au contact est insaisissable. Cette propriété explique une foule de phénomènes, et en particulier un fait que nous avons signalé plus haut. Lorsqu'on projettede l'eau sur un sol mouillable, le liquide s'étend sur sa surface en vertu de l'affinité réciproque, indépendamment de l'action de la pesanteur qui neutralise sur les masses un peu grandes l'effet de la cohésion, eu les obligeant de s'étendre concentriquement au globe selon la loi du niveau. Mais si le sol est couvert de poussière, l'eau jetée en petite quantité s'éparpille en globules à la manière du mercure. C'est que la couche de poussière séparant le liquide du sol empêche l'affinité de celui-ci de s'exercer sur l'eau qui s'en trouve trop éloignée; dès lors celle-ci, obéissant à son affinité propre , prend la forme obligée , c'est-à-dire la figure sphérique, tout en s'entouraut, par l'effet de l'affinité, d'une couche de la poussière qui la séparait du sol.

Lorsque nous versons doucement l'eau que contient un vase, le liquide, au lieu de tomber verticalement , glisse à l'extérieur le long des parois inclinées du vase. Ce phénomène assez incommode est dû, comme on le comprend bien , à l'affinité. Mais si on verse du mercure d'un vase de verre qu'il ne mouille pas, ou de l'eau d'un vase quelconque dont les bords supérieurs seraient graissés sur une petite largeur, les liquides tomberont verticalement, parce que l'affinité ne les sollicite plus.

Si l'on plonge un tube étroit dans un liquide susceptible d'en mouiller la matière , on observe que le liquide s'élève dans le tube au-dessus de son niveau extérieur, et s'élève d'autant plus que le tube est plus étroit. II s'exerce donc à l'intérieur une action ascendante dans laquelle il est bien aisé de reconnaître l'affinité de la matière du tube située au-dessus du liquide. Il y a là une classe très-variée de phénomènes qui constituent ce qu'on

appelle en physique la capillarité. Ces effets, que nous provoquons par nos expériences dans des tubes trèsétroits ou des lames très- voisines, existent dans la nature entre les filets non contigus qui composent les corps. Un morceau de sucre qui touche par quelques points un liquide , s'en imbibe entièrement en quelques secondes. Un linge se mouille complètement , s'il plonge dans l'eau par un seul coin. L'huile, le suif, la cire fondue, montent dans les mèches des lampes, des chandelles, des bougies, par une action de ce genre ; car le linge et les mèches sont , aussi bien que le sucre , des faisceaux plus ou moins serrés de tuyaux capillaires. Une tache d'huile, qui n'occupe d'abord qu'une très-petite place sur le tissu de nos vêtements, s'étend d'une manière étonnante par une action semblable. Mais c'est aussi par un effet capillaire qu'on la détruit, en la chauffant pour la rendre liquide et lui appliquant du papier non collé, ou quelque poudre absorbante, comme de la craie, du talc,... dans dans les pores desquels elle pénètre. L'eau mouille nos pieds à travers la matière très-épaisse de nos chaussures, qui exerce une action capillaire; la pierre môme est souvent un absorbant pareil : car telle est la cause qui mouille les piles des ponts à une assez grande hauteur, et qui altère les pieds des murailles au contact du sol. Enfin , surtout, toutes les parties des végétaux sont des tubes capillaires dans lesquels circule la séve comme l'huile dans les lampes , et qui saisissent les éléments humides que la capillarité des racines leur fait prendre dans le sol.

Cette action moléculaire qui unit les particules des corps sans les décomposer est l'affinité physique. Mais il y en a une autre qui s'exerce aussi entre des molécules hétérogènes, qui les unit d'une manière intime, et donne lieu à des composés tout différents des corps primitifs : c est I affinité chimique, puissance immense qui produit la transformation de tous les corps de la nature , et fait

subir à celle-ci de continuelles métamorphoses. Dans les combinaisons chimiques, les éléments primitifs disparaissent, parce qu'il y a pénétration intime;' et le plus souvent le composé nouveau jouit de propriétés tout à fait différentes de celles qui caractérisaient ses éléments.

Si l'on mêle à trois parties d'eau pure une partie de sel commun, celui-ci finira par disparaître entièrement , et il ne sera pas possible de distinguer dans le liquide le moindre atome de sel. Si, au contraire, au iieu de celuici, on mêlait à l'eau de la poudre de grès ou de talc, ces matières resteraient mêlées à l'eau, sans s'y dissoudre, et fou pourrait les séparer au moyen d'un filtre. Il y a action chimique dans le premier cas; elle est nulle, au contraire , dans le second. Il est vrai que les propriétés du sel n'ont pas disparu par la dissolution aqueuse; le composé conserve toute la saveur du sel. Mais celui-ci est dans sa composition un exemple de la neutralisation réciproque des propriétés élémentaires. Ce sel , d'une saveur si franche et si innocente , est composé de deux éléments binaires, dont l'un est le chlore, gaz d'une. odeur insupportable , et capable dans certaius cas de donner la mort; l'autre est le sodium, métal mou, inflammable et dangereux. La combinaison de ces deux corps singuliers donne lieu à un composé solide qui ne ressemble ni à l'un ni à l'autre.

Examinons maintenant quelles influences exercent dans la nature les forces moléculaires que nous venons d'étudier.

Si l'attraction moléculaire n'existait pas, il n'y aurait pas de corps , pas d'agrégats solides ; il n'y aurait qu'une poussière d'une ténuité infinie, qui ne serait même pas l'univers primitif d'Épicure.

Si la cohésion existait entre les molécules matérielles beaucoup plus grande ou beaucoup moindre, la division des corps serait impossible, ou leur ténacité serait nulle. Dans le premier cas , les arts qui s'exercent sur les for-

mes des corps, l'agriculture , la végétation même, seraient impossibles; dans le second, les corps se diviseraient pour ainsi dire spontanément et continuellement, puisque leur cohésion céderait à l'action des plus petites forces. Cet état de choses ne tarderait pas à ramener le chaos.

Si l'action moléculaire n'existait pas à des degrés différents , il n'y aurait dans l'univers que des corps solides; les liquides et les gaz n'existeraient pas ; toute organisation animale et végétale, toute vie, par conséquent, serait impossible dans l'univers.

Supprimons seulement l'affinité chimique, et dès lors la vie et l'organisation sont également impossibles. C'est par le jeu des affinités que le corps humain se forme et se renouvelle sans cesse; c'est par l'affinité que la respiration se produit , puisque cette fonction a pour but de combiner un des éléments de l'air avec le carbone du sang veineux. Les végétaux n'existent aussi et ne se renouvellent que par une action de ce genre; de sorte que toute organisation et-toute vie végétale et animale disparaîtraient du monde , sans l'action chimique qui est le principe de tout renouvellement.

Ainsi , en considérant ces lois fondamentales qui régissent l'existence et les habitudes de la matière , on rencontre des phénomènes obscurs, sanséclat, sans beauté apparente, et qui , ne frappant pas les imaginations vulgaires, n'ont jamais provoqué les réflexions de la plupart des hommes. Ces lois sont comme les pierres qui forment le fondement d'un édifice , et n'attireut plus les regards qui se portent avec intérêt sur les diverses parties de l'extérieur du bâtiment. Ces pierres néanmoins sont les plus importantes ; retirez-les , et l'édifice tombera dans le chaos. Ces obscurs soutiens ont exercé aussi la pensée de l'architecte; ils réfléchissent l'intelligence de l'homme autant que ces parties de l'édifice où l'art brille davantage. Ainsi se manifeste Dieu dans les lois primitives et

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fondamentales de l'édifice du monde , et leur contemplation nous rappelle ces paroles de la sagesse personnifiée dans l'Écriture : « Cum eo eram cuncta comportons, « guando appendebat fundamenta terrœ (1). >»

Xe CONSIDÉRATION.

Les éléments et la constitution des corps.

L'attraction moléculaire ne suffit pas pour donner naissance à tous les corps qui existent dans la nature. Elle en réunit les particules, mais elle est étrangère à leur composition, et avec elle seule l'univers serait un tout homogène sans variété et sans vie. La diversité des corps résulte des substances infiniment variées qui les constituent. La matière d'une feuille d'arbre est différente de celle de notre peau ; celle-ci diffère de notre sang; celuici est autrement composé qu'une pierre ; celle-ci n'a aucun rapport avec un morceau du plomb. En un mot, il y a une infinité de substances diverses, jouissant de propriétés différentes, et qui par leurs rapports mutuels , et des actions fondées sur la diversité de leur nature , constituent l'ordre de l'univers.

Ce n'est pas à dire que ces substances diverses soient d'une nature intime essentiellement différente. 11 est possible qu'il n'y ait qu'une matière primitive, dont lesmolécules , groupées d'une certaine manière , ou soumises à quelque autre condition inconnue, produisent ces phénomènes qui font pour nous la distinction des corps. On peut admettre, par exemple, qu'un atome de fer et un atome de phosphore diffèrent l'un de l'autre en ce que le premier se composerait d'un certain nombre d'atomes de la matière élémentaire, placés à certaines distances, et

(l) Prov., cap. 8, v. 29.

donnant à lieu à certaines figures, tandis que ces diverses circonstances seraient tout autres dans le composé élémentaire que nous appelons l'atome de plomb. C'est une question sur laquelle il n'est guère probable que l'expérience puisse jamais nous éclairer ; mais l'hypothèse d'une matière homogène élémentaire puise dans certaines considérations métaphysiques une haute vraisemblance.

Quoi qu'il en soit , tous les corps de la nature qui peuvent entrer dans le domaine de nos expériences se résolvent en un certain nombre de substances distinctes que nous nommons corps simples ou éléments. Lorsque nous affirmons qu'une substance est simple ou élémentaire, ce n'est qu'une vérité relative que nous entendons exprimer. Nous indiquons par là que cette substance échappe ultérieurement à nos moyens d'analyse; mais nous n'avons pas le droit d'en conclure qu'elle ne subira pas quelque jour une décomposition. Les substances simples, connues jusqu'à ce jour, sont au nombre de cinquante-quatre, sans y comprendre les fluides dits impondérables, qui ne sont très-probablement que des modifications de l'éther.

Il est à remarquer que ces éléments, en se combinant deux à deux , trois à trois , quatre à quatre , donnent lieu à des composés qui diffèrent prodigieusement par leurs qualités extérieures, quoique leurs éléments soient les mômes et ne paraissent différer que par les proportions du mélange. Ainsi , le sucre , le pain , l'alcool , les huiles , le bois , ont des propriétés extérieures qui les éloignent bien les uns des autres, et cependant leur composition élémentaire est identique. Toutes ces substances sont formées de trois autres , dont deux sont des gaz ou fluides élastiques invisibles , connus sous le nom d'oxygène et d' 'hydrogène; la troisième est une matière solide, nommée carbone, qui est à peu près la même chose que le charbon commun. Mais les proportions de ces éléments

diffèrent, et probablement aussi leur mode d'association n'est pas identique.

Il existe une foule de composés binaires, c'est-à-dire de corps constitués par deux éléments. Toutes les substances du règne végéta! dans l'état adulte n'en contiennent que trois , à un très-petit nombre d'exceptions près. Les substances animales en contiennent quatre; savoir l'azote, autre gaz simple, outre les trois éléments du règne végétal avec lesquels il est combiné. Bien peu de corps dans la nature ont une composition plus compliquée que la quaternaire.

Cette composition intime des corps terrestres était inconnue aux anciens, qui la réduisaient à des conditions beaucoup plus simples. Tout le monde connaît les quatre éléments d'Aristote. Le feu, l'air, l'eau et la terre étaient , suivant eux , les principes de tous les corps ; mais peut-être s'est-on mépris sur le sens que le philosophe de Stagyre attachait à ces mots. Sans doute, ou du moins probablement, il considérait les trois premiers de ces éléments comme des substances simples; ce qui n'avait rien d'absurde; mais pour ce qui est de la terre, il ne la considérait certes pas comme un élément homogène, à moins de remonter par la pensée jusqu'à la matière première; ce n'était pour lui que le type de la partie solide des corps. Quoi qu'il en soit , la division d'Aristote n'a plus de sens aujourd'hui. Disons cependant un mot de chacun de ses termes.

L'air est un fluide binaire, résultant du mélange de deux éléments gazeux , savoir : V 'oxygène etYazote , qui s'y trouvent toujours dans le rapport constant de vingt et un à soixante-dix-neuf ( i ). Il contient d'ailleurs accidentellement, quoique toujours, de la vapeur d'eau et du gaz acide carbonique, indépendamment des poussiè-

(1) Ou plus exactement, de 20,8 à 79,2.

res qu*y mêlent toutes les substances terrestres. Ixous traiterons plus tard avec détail de sa nature et de ses propriétés.

L'eau est une combinaison d'oxygène et d'hydrogène, dans le rapport constant de un à deux, en volume. Il existe une foule de moyens de la décomposer. Si on mêle ces deux gaz dans le rapport ci-dessus, et qu'on développe au travers une étincelle électrique , ou qu'on les enflamme à la façon ordinaire, ii en résulte toujours de l'eau en vapeur qui se coudense et se liquéfie sur les parois des vases. Pour avoir de l'eau pure, il faut la distiller, ou recevoir directement l'eau de la pluie. Toute eau courante ou stagnante, et surtout les eaux de puits, et celles dites eaux minérales, contiennent en dissolution des substances solides qui en modifient les propriétés.

La terre est quelque chose , ou plutôt une foule de choses que cette expression vague ne définit pas suffisamment. La croûte de notre globe se compose d'une multitude de substances diverses, dans lesquelles, outre les métaux qu'on considère comme des corps simples, on distingue des pierres, des sels, des oxydes métalliques et la terre végétale proprement dite. Or, celle-ci est encore composée de plusieurs éléments immédiats, qui ne sont pas des corps simples. La terre franche comprend en général un tiers de silice ou sable, un tiers d'alumine ou terre argileuse, et un tiers de pierre calcaire ; le tout mêlé d'une quantité variable CC humus , produit résultant des débris annuels des végétaux qui sont morts sur le sol. Dans l'ancienne nomenclature chimique, on nommait terres, des oxydes métalliques, appartenant aux métaux qui composent maintenant la seconde section.

Lejfeif, qui réside dans tous les corps, n'en est jamais un clément. Le principe que ce mot désigne a reçu dans la nouvelle, nomenclature le nom de calorique- celui de chakur étant réservé en général pour exprimer les sensations qu'il occasionne, et celui de température pour in-

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diquer son énergie ou la mesure de ses effets. A quelque température qu'ils soient, tous les corps contiennent du calorique, même ceux que nous appelons excessivement froids, comme nous le prouverons quand nous examinerons en détail les propriétés de cet agent. Le calorique est ou parait être un fluide subtil , éminemment élastique et jouissant d'une force expansive propre, que rend manifeste sa diffusion hors des foyers qui le recèlent. Ses molécules se repoussent donc et se fuient mutuellement. Si elles rencontrent sur leur passage des molécules soiides qui leur fassent obstacle, elles les presseront en conséquence de leur force expansive, et leur communiqueront plus ou moins de leur propre mouvement. Tels sont le principe et la cause du phénomène de la dilatation des corps soumis à l'action du calorique. Nous étudierons cet effet en son lieu; mais arrêtons-nous ici quelques instants pour examiner le rôle que joue le calorique dans la constitution des corps et leurs changements d'état.

En réfléchissant à la disposition que prennent les particules matérielles en vertu de l'attraction moléculaire, on ne tarde pas à reconnaître que ces particules ne se touchent pas, même dans les corps solides. Eu effet, il n'en est aucun qui ne puisse être dilaté par la chaleur, tout, en conservant sa solidité, et qui ne diminue de volume par l'action du froid, ou, en termes plus exacts, par la suppression d'une certaine quantité de calorique. Or, le volume ne pourrait pas diminuer, si les molécules se touchaient; il n'y a donc pas contact, puisqu'il y a rapprochement possible. Si donc les molécules adhèrent ainsi à distance en vertu de l'attraction moléculaire, pourquoi n'obéissent-elles pas entièrement à cette action, et ne se précipitent-elles pas les unes sur les autres? S'il en est ainsi, il y a évidemment une cause quelconque qui s'oppose à une réunion plus intime. Cette cause est nécessairement une force répulsive, puisque son effet est

d'élider l'attraction. Or, cette cause on la trouve dans la force expansive du calorique. Comme ce fluide réside dans tous les corps , cette action de sa part est admissible au moins comme hypothèse ; mais l'expérience la plus simple vient la confirmer.

Qu'on chauffe un morceau de glace , en y introduisant , par un moyen quelconque, une dose suffisante de calorique, cette eau solide ne tardera pas à fondre, ou a passer à l'état liquide. Chauffée elle-même, l'eau liquide passera à l'état de vapeur. Si on refroidit celle-ci , on la condensera en eau liquide; un nouveau refroidissement la ramènera à l'état de glace. Ces transformations successives ne sont pas particulières à l'eau; une foule de substances habituellement solides et dures, telles que le soufre, le phosphore, le zinc, passent très-facilement par ces trois états. Si un certain nombre de corps ne peuvent passer à l'état liquide, et qu'un nombre encore plus grand se refuse à passer à l'état gazeux , une analogie puissante nous permet de croire que cela tient à ce que nous ne pouvons disposer d'une quantité suffisante de calorique.

Or, ces diverses métamorphoses trouvent leur raison dans la force expansive de ce fluide combinée avec l'attraction moléculaire. Quand le volume d'un corps n« change pas, c'est que ses molécules sont maintenues par l'excès de l'affinité sur la force expansive du calorique. Accumulez celui-ci , il détruira encore une partie de l'affinité, et la cohésion sera moindre; mais les molécules s'écarteront jusqu'à ce que l'énergie du calorique, qui diminue par l'expansion, soit bridée par l'affinité qui diminue, il est vrai, par l'éloignement, mais dans un moindre rapport. 11 y aura alors seulement dilatation. Si l'on introduit une dose suffisante de chaleur, la répulsion des molécules finira par les amener à la limite de l'attraction moléculaire, ou à la surface de la sphère d'activité de cette force ; alors le corps passera à l'état liquide

LE UVItE

parfait. Cet état est caractérisé par l'indépendance complète des molécules, qui ne se tiennent plus, parce que l'action moléculaire est nulle; mais ue se repoussent pas non plus, parce que la force expansive du calorique est équilibrée,, et par conséquent élidée. Mais une nouvelle quantité de chaleur fera passer le liquide à l'état gazeux; car l'affinité étant déjà neutralisée , la force expansive s'exercera sans obstacle, et se communiquera aux molécules aqueuses qu'elle viendra heurter. Celles-ci prendront donc également uu mouvement répulsif mutuel , qui les dissiperait dans uu espace indéfini, si elles n'étaient coercées par des parois solides. Or, c'est la précisément ce qui constitue l'état gazeux. Le passage inverse par les mêmes phases s'expliquerait au moyen des mêmes principes ( i ).

Ainsi , chaque atome de la matière est un monde en miniature, balancé comme les corps célestes entre deux forces dont chacune , s'exerçant isolément , produirait des effets désastreux. L'attraction, si elle agissait seule , amènerait les molécules en contact; et il est probable que la division des corps deviendrait impossible. Le calorique, au contraire, livré à lui-même , dissiperait les corps en atomes qui iraient se perdre au loin dans l'espace. Mais la main qui a créé la matière et organisé le monde, a tellement balancé ces forces, que , malgré leur lutte continuelle, uu équilibre général s'établit eutre leurs effets et maintient entre des limites très-resserrées l'ordre de l'univers. Si l'esprit envisage le nombre des atomes qui composent le monde matériel, il voit surgir un résultat qui épouvante l'imagination la plus calme. Eh bien! il n'est pas un de ces atomes que Dieu ne ba-

(1) Celle théorie n'est pas l'expression rigoureuse des faits, mais elle représente d'une manière très-simple, et esl une sorle «l'abrégé delà théorie véritable, qui est trop compliquée cl trop abstraite pour pouvoir être exposée ici.

lance pour ainsi dire à chaque iustant entre ses mains pour le fixer à la place qu'il doit tenir, eu égard à la stabilité et à l'harmonie du monde. Que sera-ce donc de l'homme, objet de la création et de cette sollicitude providentielle qui veille sur l'univers? Aucune de nos actions ou de nos pensées ne lui échappe ; il n'en est aucune dont Dieu ne pèse le plus ou moins de conformité à cet ordre moral auprès duquel l'ordre physique est à ses yeux sans grandeur et sans prix.