ET LA PESANTEUR DE L^IR

mais les fondements en étaient aussi peu solides que ceux qui portaient la première :

€ Cette pesanteur d'air peut estre confirmée par Tobservation que j'ay faite de la tardivité des mouvements des cercles qui se font dans Teau, lorsqu'on y laisse tomber une pierre, ou qu'on la touche d'un baston; car tandis que le diamètre des cercles de l'air fait 1380 pieds dans une seconde minute, comme témoigne le son, qui fait 230 toises dans cette seconde, c'est a dire 1380 pieds, le diamètre des cercles de l'eau ne fait pas neuf pouces, parce que la vitesse du mouvement de l'air est à celle du mouvement de l'eau, comme la pesanteur de Teau à celle de l'air, c'est a dire 1870 à 1. »

Mersenne s'est attaqué avec obstination au proolème qui consiste k déterminer la densité de l'air; jusqu'ici, les méthodes qu'il a proposées pour le résoudre partent de principes erronés. Il sera mieux inspiré dans les tentatives que nous allons rapporter.

IV. — L'horreur du vide et la densité de l'air SELON Galilée.

Mais avant que Mersenne n'eût fait imprimer ses nouveaux essais pour déterminer la densité de l'air, Galilée avait publié les siens.

C'est en i638, en effet, que parurent les Discours et démonstrations matlwmatiques au sujet de deux nouvelles sciences relatives à la Mécanique et aux mouvements locaux \

* Discorsi e dimostrêzioui ajatewutiche intorno ê due

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34 LE p. MARIN MBRSBI^NE

En la première journée de ces célèbres dialogues, les deux problèmes de l'horreur du vide et de la gravité de l'air sont longuement traités, sans que d'ailleurs Galilée établisse aucun rapprochement entre ces deux questions.

Galilée croit à Thorreur du vide [repugnanza al vaciio), mais il ne lui attribue pas une puissance infinie; il la regarde comme une force déterminée et mesurable; il propose môme des moyens propres à la mesurer. 11 veut prendre un vase exactement rempli d'eau et fermé par un piston de bois; en déterminant le poids dont la traction est capable de séparer les deux surfaces contiguës de Teau et du piston et de produire entre elles un espace vide, on mesurera la puissance dont est capable cette horreur du vide {la qaantità délia forza del vacuo).

D'ailleurs, une expérience toute semblable se trouve déjà réalisée L'un des trois interlocuteurs, Sagredo, se souvient d'avoir vu une pompe aspirante qui cessait d'élever Teau d'une citerne lorsque le niveau de cette eau s'abaissait trop; le maître fontainier, consulté, avait décl.iré qu'aucune pompe aspirante, qu'elle frtt large ou étroite, nt» pouvait faire monter l'eau au-dessus d'une certaine limite; il avait évalué cette limite h un peu plus de dix-huit brasses.

L'observation que rapporte Sagredo était, en efTel, et depuis fort longtemps, à la connaissance des maîtres fontainiers; en 1615, l'un des plus illustres

nnove acionze aUcnenii alla MeccauicHy ed ai movimenti Jocali; di Galileo Galilei, Linceo, filosofo e malematico primario del serenissinio Gran duca di Toscana; Leida, Elsevirii, 1638.

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BT LA t>lSANTIUR DE l'aIB 3H

d'eotre eux, Satomon de Caus, parlait de cette limile imposée à la puissance des pompes aspirantes comme d'un fait d'expérience vulgaire : « L'air, disait-il *, passe à travers l'eau quand il est pressé... L'air comme a esté dit, bouillonnera à travers de Teau; il y a aussi un pareil accident de la même nature qui arrive aux pompes simples; c'est quand Ton veut forcer Teau à monter plus haut que la nature de la machine ne souffre; Tair entrera à travers Teau, comme sera montré par cy après, aux machines propres pour hausser Teau avec des pompes. » Salomon de Caus savait, d'ailleurs, que cette hauteur au delà de laquelle une pompe aspirante ne peut élever l'eau est voisine de trente pieds, c:ar avec une machine à deux corps de pompe, il pensait l'élever à soixante pieds*.

Cette observation, bien connue des ingénieurs hydrauliciens, et que Sagredo vient de rapporter, Galilée l'interprète par la voix de l'interlocuteur Salviati : « Si nous pesons le cylindre d'eau que contient un canal quelconque, large ou étroit, haut de dix-huit brasses, nous connaîlrons la valeur de la résistance au vide. »

Galilée admet donc, comme Baliani le lui suggérait en 1630, que la violence qu'il faut faire à la Nature pour produire un espace vide a une valeur limitée; pour déterminer cette valeur, il prend une

• t.es raisons des forces mouvantos avec diverses marhians tant util les que plaisantes aus quelles sont adioints plusieurs desseinas de groles et fontaines^ par Salomon de Cai78, Ingénieur et architecte de son Altesse Palatine Électorale. A Francfort, en Ja boiiti(|ue de Jean Norton, 1615. Ttiéorème IX, p. 3, v*».

* Salomon ob Cadb : loc, ci t. y p. 11, yo.

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méthode qui semble très conforme aux pensées de Baliani; mais il ne suit pas jusqu'au bout la voie que le physicien génois lui avait tracée; il ne va pas jusqu'à regarder la pression de Fair pesant comme Texplicalion de cette résistance au vide; il demeure fort en arrière des vérités que les physiciens les plus divers avaient entrevues depuis plusieurs années.

Il sait cependant que Tair est pesant et, dans le même dialogue, il décrit le procédé expérimental par lequel il s'est efforcé d'en déterminer le poids spécifique.

Au col d'un nacon, un doigt de gant est fixé; ce doigt de gant se rattache à un tuyau qu'intercepte une soupape, et ce tuyau se relie lui-même à une seringue. En manœuvrant la seringue, on peut refouler dans le flacon une certaine quantité d'air. On pèse d'abord le flacon plein d'air condensé; on le repèse après avoir ouvert la soupape et laissé échapper l'air que l'on avait refoulé; la perte de poids qui se produit entre la première et la seconde pesée est précisément égale au poids de l'air ainsi refoulé.

Cette expérience suffit à démontrer que l'air est pesant; elle ne suffit pas à en déterminer le poids spécifique. Une légère modification permet d'atteindre ce dernier objet.

Après que le premier flacon a été rempli d'air condensé, on sépare la seringue du tuyau qui conlient la soupape ; à l'aide d'un doigt de gant, on relie ce tuyau à un second flacon rempli d'eau; un pelil orifice est percé dans la paroi de ce second flacon et une lige de fer passe par cet orifice. Au

KT LA PESANTEUR DE l'aIR 37

moyen de celte tige de fer, on ouvre la soupape ; Tair refoulé s'échappe non plus dans l'atmosphère, mais dans le flacon plein d'eau; l'eau qu'il chasse s'écoule par le petit orifice; elle est recueillie et pesée. On connaît donc le poids d'un volume d'eau égal au volume d air refoulé par la seringue. Le poids de ce volume d'air peut, d'ailleurs, être déterminé comme précédemment, ce qui permet d'évaluer le poids spécifique de l'air.

Galilée ne dit pas en quelles circonstances il a réalisé cette expérience qui semble, tout d'abord, bien délicate, et susceptible d'une bien faible précision ; sur les dimensions des appareils employés, sur les nombres directement fournis par les pesées, il garde le silence. Il se borne k dire que « l'eau est plus grave que l'air non pas seulement dix fois, comme l'estimait Aristote, mais quatre cents fois, ainsi que le montre cette expérience ».

Nous savons aujourd'hui que la densité de l'eau est égale, non pas à quatre cents fois, mais à sept cent soixante-treize fois la densité de l'air. Le rapport donné par Galilée est donc fort éloigné d'être vrai ; mais on ne pouvait guère espérer mieux des moyens dont il disposait ; une faveur du hasard a pu seule l'empêcher d'errer davantage.

Les correspondants de Galilée qui tentèrent, sur ses indications, de déterminer le poids spécifique de l'air, ne furent pas tous aussi heureux que lui : Baliani confesse, nous l'avons vu, qu'il ne parvint jamais à réussir cette expérience.

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38 LK p. MAHiy KSRSBNNB