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rempli, monstrera Testenduë que cette matière aura acquise. »

Mersenne sait, ce qu'ignore Jean Rey, que Teau échauffée se transforme non point en air, mais en vapeur d'eau, et que cette vapeur, par le froid, revient à son étal primilii; aussi, en la première lettre qu'il ait écrite au médecin du Bugue, lel*' septembre 1631, lisons-nous ce qui suit* :

« Quant aux Expériences de TEolipile dont vous parlés au chapitre Vil, je les ay faites; mais c'est une fausse imagination de croire que Teau qui en sort se tourne en air : elle demeure tousjours eau, qui revient après en sa nature. »

Cet éolipyle, dont parlent Jean Rey et le P. Mersenne, consiste, on le sait, en une sorte de petite cornue métallique, ouverte par un orifice fort étroit. Au moyen de cet instrument, on peut aisément prouver que Tair chaud est moins dense que Tair froid, à Tinverse de ce que soutenait Jean Rey; c'est ce que le Minime lui objecte en la même lettre":

« J'adjouste encore que l'^Eolipile estant eschauffé, et tout rouge dans le feu, devroit selon vos principes contenir un air plus espais et plus grossier que quand il est refroidi : et néant moins l'expérience convainc que l'air y est fort rare, puisqu'il tire une grande quantité d'eau, dont il se remplit, jusqu'à ce que le peu d'air qui y estoit, revienne à sa densité ordinaire. »

Un rien suffit à transformer cette expérience en

* Jean Rky : Essays^ 2« édition, p. 111.

* Jeam Rby ; Essaya^ 2« édition, p. 114.

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UD procédé pour déterminer le poids spécifique de l'air, procédé dont Mersenne usera plus tard. Lors donc qu'en une nouvelle lettre à Jean Rey, datée du preniier avril 1632, il revient sur cette expérience de Téolipyle et ajoute* : « Je pense avoir trouvé le moyen de peser Tair, et de sçavoir combien est plus léger l'argent et les autres corps tant solides que liquides : mais je n'ay pas encore la commodité de pezer à raison des instruments qu'il faut avoir », il nous est permis de supposer que le Minime faisait allusion à ce procédé, déjà entrevu par son imagination. Nous ne saurions toutefois l'affirmer, car, en ses écrits, nous n'en trouvons aucune mention jusqu'aux approches de l'an

Après avoir laissé passer des années entières sans « visiter » Mersenne par ses lettres, Jean Rey reprend avec lui, le 21 mars 1643, son commerce épistolaire* : « Ce néantmoins vostre dernière m'oblige de faire ce petit efibrl, pour vous déclarer mon jugement sur le moyen que vous dites avoir de peser l'air, puisque vous le demandés avecasseurance que si je l'appreuve, vous n'aurés pas peur que l'on y treuve à redire. »

Nous ne connaissons point la lettre où Mersenne exposait à Jean Rey son « moyen de peser l'air » ; mais Jean Rey en reproduit la description' :

« Vous pesez une phiole de verre étant froide, vous la chauffez par après sur un rechaut, et la

• Jean Ret : Essaye^ 2« édition^ p. 149.

• Jean Ret : Easays^ 2* édition, p. 166.

• Jean Rbt : Essays, 2« édition, p. 167.

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pesant, treuvés qu'elle pesé moins, parce qu'il en est sorti de Tair; et afin de Ireuver quelle quantité, vous mettes son tuyau (estant toute chaude) dans Teau qu'elle succe, jusqu'à ce qu'il en soit autant rentré comme il en esloit sorti d'air, ce qui vous a monstre que Teau est plus pesante 255 fois que l'air. »

Il suffirait d'apporter au procédé de Mersenne une bien légère modification pour en faire une méthode expérimentale précise. Au lieu de peser l'éolipyle de verre tandis qu'elle est chaude, qu'on en scelle la pointe ; puis, une fois qu'elle esl refroidie, qu'on la pèse, et qu'on en brise la pointe sous l'eau ; la manipulation que l'on aura à effectuer sera presque identique à celle qui a été imaginée par J.-B. Dumas pour déterminer les densités de vapeur; elle pourra certainement faire connaître avec une assez grande exactitude le poids spécifique de l'air.

Sous la forme même que Mersenne lui a donnée, le procédé n'est susceptible d'aucune précision ; il prête le flanc à bien des critiques; ces critiques ne vont pas tarder à se produire.

Descartes, en effet, avait imaginé de son côté que l'on pouvait de la sorte mesurer le poids spécifique de l'air; dès le 19 janvier 1642, il mandait' à Mersenne le résultat de son expérience :

« Au reste, j'ay esprouvé ces jours un moyen de peser l'air qui m'a réussi ; car ayant une petite fiole de verre, fort légère et soufflée à lampe, de la figure

* Dbscartbs : Œuvres, publiées par Gh. Adam et Paul Tannery, t. III, Correspondance^ n» CGLXIII, p. 483.

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UP. MÀRTN XBUUINB

Fig. 3.

que vous la voyez icy peiote (flg. 3), de la grosseur d^une petite baie de jeu de paume, et n'ayant qu*une petite ouverture à passer un cheveu, en Textrémité de son bec B, je Tay pesée dans une balance 1res exacte, et estant froide elle pesoit 18 1/2 grains Apres cela, je l'ay chauffée sur des charbons ; puis la remetant dans la balance dans la situation qu'elle est icy peinte, c'est-à-dire le bec en bas, j ay trouvé qu'elle pesoit a peine 78 grains. Puis, plongeant le bec B dans de l'eau, je l'ay laissé ainsy rafroidir, et l'air se condensant a mesure qu'elle se refroidissait, il est entré dedans autant d'eau que la chaleur en avoit chassé d'air auparavant. Enfin, la pesant avec toute cete eau, j'ay trouvé qu'elle pesoit 72 1/2 grains plus que devant; d'où je conclus que l'air, qui en avoit esté chassé par le feu, est a l'eau qui estoit rentrée en sa place comme i/2 a 72 i/2, ou bien comme un à 145. Mais je me puis estre trompé en cecy, car il est malaysé d'y estre juste; seulement suis-je assuré que le pois de l'air est sensible en cete façon, et j'ay mis icy mon procédé tout au long, affin que, si vous avez la curiosité d'en faire l'espreuve, vous la puissiez faire toute semblable. »

Le Minime n'avait assurément pas attendu cette invitation de Descartes pour procéder à des essais analogues; bien qu'il n'en ait point mandé les résultats à ses correspondants, ce n'est certainement pas cette lettre qui lui a suggéré le procédé

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par lequel il a tenlé de peser 1 air. Nous en avons pour garants les indications que renfermait déjà la letlre adressée à Jean Rey le 1*' septembre 1631. Dailleurs, Mersenne, dont la probité en matière de découvertes scientifiques est si grande, qui rend justice, avec une exactitude bien rare à son époque, à la priorité de tous les inventeurs, mais particulièrement de Descartes, Mersenne, disons-nous, a toujours donné comme de lui la méthode dont il usait pour déterminer le poids spécifique de Tair. 11 répondit donc à la lettre du grand philosophe en lui décrivant ses propres essais. Pas plus que la lettre, relative au même objet, que Jean Rey avait reçue, cette lettre ne nous a été conservée ; nous en connaissons seulement l'existence par les missives ultérieures de Descarles; nous y pouvons, d'ailleurs, suppléer en partie par ce qu'en dit le philosophe et aussi par ce que Mersenne inséra^ peu de temps après, dans ses Cogitala physicomathematica\ Nous voyons, en particulier, que Mersenne employait presque exclusivement, pour ses expériences, des éolipyles métalliques, en bronze, en argent, voire même en or. Quant aux ballons de verre à col effilé, il en a également usé; mais ils lui ont semblé moins propres à donner des résultats exacts; ils étaient, tout d'abord, trop petits; leur volume ne dépassant pas celui d'une balle de jeu de paume, le poids d air que l'échauf-

* F. Marini Mbrsenni Minimi Cogifata pbysico-matbemê^ iiea in quibus Utm naturœ quam artis elTecius admirandi eertissjmis demoaslrationibus explicanlur, Parisiis* sumptibus Antonii Bertier, via Jacobeà. MDCXLIV. Do bydraaiieis et pneumaticis pbœnomeniSf Prop. XXiX, p. 140.

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feinent en chassait était trop faible pour être évalué avec précision ; en outre, ils se refroidissaient trop vite.

Descartes écrit à plusieurs reprises au P. Mersenne pour discuter avec lui les causes d'erreur que comporte cette méthode propre à peser Tair; plusieurs des critiques qu'il formule sont justes; toutefois, le soin avec lequel il reprend, dans les expériences du Minime, des défauts qu'il n'avait point remarqués en sa propre expérience, nous laisse deviner un léger dépit de s'être laissé devancer.

Dès le 7 décembre 1642, le philosophe dit à son correspondant* :

« Je vous remercie de vostre Expérience touchant la pesanteur de l'air, mais il seroit besoing que je sceusse les particularilez que vous y avez observées, pour m'y pouvoir asseurer; car je la trouve extrêmement grande, si elle est à l'eau comme 2^25 à 19, qui est quasy comme 12 à 1. >>

La mauvaise écriture et le désordre des lettres de Mersenne ont sûrement induit Descartes en erreur; la lettre de Jean Rey nous permet de rectifier cette erreur; nous savons que, selon Mersenne, la pesanteur de l'eau est à celle de l'air comme 225 à 1 et non comme 225 à 19. Mersenne, du reste, en sa réponse, a dû rétablir l'exact résultat de ses expériences, car Descartcs ne reparle plu*^ de ce doute.

Il est vrai qu'il en soulève d'aulres. « Je vous remercie de vostre expérience, écrit-il le 4 jan-

• Descartes : Œuvres^ publiées par Ch. Adam et Paul Tannery, Correspondance^ no CCXC, t. 111, p. 601.

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Bt LA PBSANTEUR DK L*AIR 45

vier 1643*, et je veux biea croyre que vous Tavez faite fort justement ; mais il y a beaucoup de choses a considérer, avant que d'en pouvoir déduire la proportion qui est entre la pesanteur de l'air et de l'eau. Il faudroit peser une lame de cuivre aussy grande que vostre poire, mais qui ne fust point •creuse, et voir si, estant esgalement chaudes, leur pesanteur demeurera égale ; car si cela est, Tair enfermé dans la poire ne pesé rien, au moins qui soit sensible. Et, en effect, je voudrais que vous m'eussiez mandé la pesanteur de cete poire; car elle ne peut, ce me semble, estre si légère que la différence d'un grain ou deux s'y puisse remarquer, il faut aussy prendre garde, en la chauffant, qu'il ne s'y attache point de cendres qui la rendent plus pesante ; et le principal est que la chaleur de cete poire, eschauffant aussy tout autour l'air de dehors qui l'environne, le rend plus rare, au moyen de quoy elle est plus pesante. Ce que je n'ose toutefois bien assurer sans examen ; car cet air montant en haut en l'autre air, semble ne faire qu'un cors avec elle et ainsy la rendre légère. Il faudroit que M^ le Cardinal ' vous eust laissé deux ou 3 de ses milions, pour pouvoir faire toutes les expériences qui seroient nécessaires pour descouvrir la nature particulière de chasque cors ; et je ne doute point qu'on ne pust venir à de grandes connoissances, qui seraient bien plus utiles au public que toutes les victoires qu'on peut gaigner en faisant la guerre. >>

• Descarfes : QCuvroSy publiées par Ch. Adam et Paul Tannei-y, Correspondance, noGCXGlI, t. III, p. 609.

* Richelieu venait de mourir, le 4 décemJsre 1642.

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Parmi les objections que Descartes adresse à Mersenne, il eo est une qui a pu surprendre le lecteur : Le naétal chaud ne serait-il pas plus léger que le métal froid? Il était cepeodaat uaturel que le grand philosophe s'y arrêtât, et qu'il la signalât ùTatlention de son ami. Elle était courante dus renseignement d(*s Écoles depuis le milieu du xiv* siècle. Par réchauffement, le feu léger s'unit au métal lourd ; ainsi se forme un mixte dont la gravité résultante n'est que l'excès du poids du métal sur la légèreté du feu. G»^tte proposition était tr«s généralement enseignée; plusieurs s'imaiçinaient qu'ils l'avaient vérifiée par l'expérience; tel Léonard de Vinci :

« Si deux choses do poids égal sont placées sur la balance, dit-il', celle qui sera embrasée sera plus légère que l'autre, qui est froide. »

€ Tu feras cette épreuve au moyen de deux balles de cuivre attachées aux balances par deux fils de fer ; tu mettras l'une des deux au feu que tu attiseras en soufflant ; quand le feu l'aura portée au rouge, tu Ten retirera^, afin que le poids ne soit pas soulevé par la vapeur chaude qui monte ; tu verras alors que cette balle, qui avait même poids que l'autre lorsqu'elle était froide, est devenue plus légère par l'effet de la chaleur. >>

Les cahiers de Léonard de Vinci sont remplis de projets d'expériences qu'il n'exécutait guère ; Mersenne, au contraire, aimait à soumettre au

* Los nmniisrrits de Léonard de Vinci, publiés par Gh. Ravaisson-Mollien, ms. A de la Bibliothèque de l'Institut, fol. 56, verso.

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contrôle des faits ses idées ou celles qu'on lui suggérait ; il éprouva donc Tobjeclion que Descartes lui avait faite, et l'épreuve lui montni que l'objection n'était pas fondée; il manda ce résultat au philosophe, qui l'accueillit avec faveur* :

« Mon Révérend Père, je vous remercie de ce que vous avez encore fait Texperic^nce de peser une lame de cuivre à mon occasion ; (luisqu'elle ne se trouve point plus légère, chaude que froidi», et qu'uue poire de cuivre se Irouve plus lejçere, c'est une marque tns assurée que cela vient de Tair enfermé dans la poire, lequel est pesant, en dépit des peripaleticiens. »>

Bien que sauf de cette objection, le procédé par lequel Mersenne détermine la gravité de l'air prête le flanc à mainte critique ; Descartes en a formulé quelques-unes et Jean Rey, qui les aperçoit également, en conclut* que ce procédé ne saurait donner de résultats constants :

« Je suis asseuré que toutes les fois que vous ferés cette espreuve, vous y treuverés de la diversité, et partant demeurerés toujours dans le doute. Car tanlost vous chaufferés plus vostre phiole, tantost moins : tantosl vous meltrés promptement son tuyau dans l'eau, et tanlost vous y apporlerés plus de longueur. Ce plus ou moins de chauffage, et ce plus ou moins de promptitude, vous produiront sans doute de la diversité. »>

* Descahtes : Œuvrvs, publiées par Ch. AdHin et Paul Tannery, t. III, Correspondance, Art. CC(-, p. 655; Descaries à Mersean«, Eadegeest, 2() avril IGi'J.

• Jean Rky : Essa^s^ 2*5 édition, p. 267.

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CetteMiversité n'a point manqué, en effet, de se manifester dans les résultais des expériences du Minime. Les essais communiqués à Descartes et à Jean Rey lui avaient montré que Teau, sous le même volume, est !225 fois plus lourde que Fair. De nouvelles épreuves, répétées « en présence de géomètres et avec leur aide », sont publiées dans les Cogilatata pùysico-malhematica* ; elles donnent le nombre 1356 pour rapport en Ire la densité de Teau et la densité de Tair. Cette nouvelle évaluation de ce rapport plaît d'ailleurs à Mersenne, car elle se rapproche de celle qu'il avait obtenue, en V Harmonie universelle^ par la comparaison de la vilesse du son à la vitesse de propagation des ondes liquides.

Mersenne ne se contente pas d'avoir déterminé la densité de Tair dans les conditions normales ; il veut encore se faire une idée des limiles entre lesquelles cette densité peut varier, savoir à quel degré l'air peut être condensé ou raréfié*.

Son expérience de Téolipyle lui apprend déjà que l'air peut subir un très haut degré de raréfaction ; elle lui montre que la masse d'air qui remplissait le volume entier de cet éolipyle incandescent n'en occupe plus que la soixante-dixième partie lorsque le vase métallique est refroidi ; on peut donc, par la chaleur, dilater une masse d'air

» F. Marini Mbrsenni Minimi Cos/iiaia p bysico-ma thème" tica. De hydraulicis et pneumaticis phsenomenis, Prop. XXXI, p. 147.

» F. Makini Mbrsbnisi Minimi Coqitata physico-mathematica. De hydraulicis et pneumaticis pheenomenis, Prop. XXXil, p. 150.

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rr LÀ PBSÀNTBUR DE L^ÀIR 49

jusqu'à lui faire prendre un volume soixante-dix fois plus grand que celui qui la contenait à froid.

Pour apprécier à quel degré Tair se laisse condenser, Mersenne fait usage du fusil à vent'.

Il le pèse d*abord plein d'air à la pression ordi* naire, puis plein d*air comprimé; l'augmentation de poids lui fait connaître le poids de Tair que la compression a forcé d'entrer dans le réservoir du fusil ; quant au volume de ce réservoir, il lui est aisé de le jauger.

Le Minime nous donne en détail les résultats de Tune de ses expériences. Le réservoir du fusil avait un volume d'un demi-setier, en sorie que Tair qui le remplit à la pression ordinaire devait, selon l'expérience de l'éolipyle, peser au moins quatre grains. Par suite de la compression, le poids du fusil augmentait de 60 grains. On voit donc que l'air peut être condensé jusqu'à occuper un volume quinze fois plus petit que celui qu'il occupe librement dans Tatmosphère.

Des résultats ainsi obtenus par Mersenne, il nous est malaisé aujourd'hui de saisir l'importance ; pour la comprendre pleinement, il nous faut rappeler à notre mémoire certains points de l'enseignement de l'Ëcole. La Physique scolastique professait, même au commencement du xvii^ siècle, que l'air, dilaté jusqu'à un volume décuple de son volume primitif, se transforme en feu et que, concentré jusqu'à devenir dix fois plus dense, il se

' F. Marini Mbrbknni Minimi Cogita ta physieo-mathtma" tioa. De hydraulicisetpneumaticis phœnomenis, Prop. XXIX, p. 140.

BO LE p. MAHtN iKRâBNNI

convertit en eau. Nous avons vu un esprit aussi original que celui de Jean Rey, encore tout imprégné de ces opinions. Les expériences de Mersenne, en montrant que la densité de Tair peut varier entre des limites très étendues sans que ce Ûuide change de nature, ont grandement contribué au progrès de la saine Physique.

D'ailleurs, beaucoup plus que Galilée, dont Texpérience, trop sommairement décrite, n*a pu élre répétée par personne, beaucoup plus que Descartes, dont l'unique essai n'a connu que la publicité restreinte d'une lettre, Tactif et ingénieux Minime a contribué à prouver par expérience celte vérité : Tair est pesant. Pas plus que celle de Galilée, sa détermination du poids spécifique de Tair n'est susceptible de quelque précision; du moins a-t-elle l'avantage de' donner une idée de l'ordre de grandeur de ce poids spécifique.

Or, que Tair soit pesant, c'est l'un des postulats fondamentaux sur lesquels repose l'explication que Torricelli va donner de son expérience. Connaître Tordre de grandeur de la densité de l'air, cela est nécessaire pour discuter cette explication et juger de son degré de vraisemblance. On doit donc compter Mersenne au nombre de ceux qui ont frayé la voie à la doctrine de la pression atmosphérique ; parmi les œuvres qui ont préparé cette doctrine, la sienne mérite peut-être d'être comptée au premier rang.

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