THÉORIE ATOMIQUE

vers est toujours et partout identique à elle-même, ou, autrement dit, qu'il n'existe qu'un seul corps simple, nous disons donc que. les atomes de ce corps peuvent s'associer de façons différentes pour constituer des molécules d'autant plus différentes les unes des autres que le mode d'agrégation, d'association, des atomes constituants, est plus différent.

La théorie atomique a reçu une confirmation éclatante par les expériences récentes de M. Grookes. Ce savant a montré que quand on fait le vide dans un ballon, si loin que le vide soit poussé, il reste toujours dans le ballon une certaine quantité de molécules d'air. Seulement le nombre de ces molécules ayant beaucoup diminué tandis que l'espace qu'elles occupent est resté le même, chacune d'entre elles se meut dans un espace plus grand. Les expériences de M. Grookes (1) mettent bien en évidence non seulement la présence des molécules matérielles, mais encore l'existence et la direction de leurs mouvements et montrei\t qu'elles se meuvent toutes en ligne droite, d'où le nom de matière radiante^ donné par M. Grookes, après Faraday, à ce quatrième état de la matière, qu'il considère comme distinct des états gazeux, liquide et solide.

« On considère, dit M. Grookes, les gaz comme composés d'un nombre presque infini de petites particules ou molécules, lesquelles sont sans cesse en mouvement et animées de vitesse de toutes les grandeurs imaginables. Comme le nombre de ces moUécules est extrêmement grand, il s'ensuit qu'une molécule ne peut avancer dans aucune direction sans se heurter presque aussitôt à une

(1) Voyez ; Revue scientifique^ 4880 ; et Dolre Appendice, note B.

autre. Mais si n(>us retirons d'un vase clos une grande partie de l'air ou du gaz qu'il contient, le nombre de» molécules diminue, et la distance qu'une molécule donnée peut parcourir sans se heurter contre une autre s'accroît, la longueur moyenne de la course libre étant en raison inverse du nombre des molécules restantes. Plus le vide . devient parfait, plus s'accroît la distance moyenne qu'une molécule parcourt avant d'entrer en collision ; ou, en d'autres termes, plus la longueur moyenne de la course libre augmente, plus les propriétés physiques du gaz se

modifient Dans les tubes où le vide est presque

parfait, les moUécules du résidu gazeux peuvent s'élancer d'un bout à l'autre en subissant un nombre de choc relativement faible, et en rayonnant du pôle avec une vitesse énorme ; elles présentent des propriétés assez nouvelles et assez caractéristiques pour justifier tout à fait l'application du nom de matière radiante que nous empruntons à Faraday. »

Dans l'état actuel de la science, la théorie atomique est, on le voit, une hypothèse parfaitement admissible, et nous pouvons considérer la matière constituante de l'univers comme formée d'atomes indivisibles, sans cesse en mouvement, se heurtant les uns les autres, s'éloignant ou se rapprochant, tous formés d'une même substance, mais s'associant pour constituer des molécules qui, suivant le mode d'agrégation des atomes qui les composent présentent des propriétés différentes et sont elle-mémes susceptibles de s'associer les unes avec les autres en molécules plus complexes. Enfin par la réunion de ces molécules se forment tous les corps pondérables qui entrent dans la constitution de l'univers. Nous reviendrons plus bas sur les phénomènes

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physiques et chimiques dont la matière pondérable ou atomique est le siège. Auparavant nous devons parler du milieu daus lequel se meuvent les atomes. Il est, en effet, facile à comprendre que si toute la matière constatable par nos moyens actuels d'observation est formée d'atomes limités, il devra nécessairement exister toujours, entre ces derniers, quelques rapprochés qu'ils soient, un espace qui ne saurait être vide, car le vide n'est qu'une idée négative qui ne répond à rien de réel dans la nature.

Nous avons dit plus haut que les espaces dans lesquels se meuvent les atomes seraient, d'après l'opinion admise actuellement par la plupart des savants les plus auto<risés, remplis entièrement par une substance impondérable (1), mais cependant matérielle, l'éther. Cette substance serait toujours en mouvement, comme les atomes et les molécules de la matière pondérable, c'est-à-dire pourrait être ébranlée par cette dernière et l'ébranler à son tour. « Et c'est, dit M. Wurtz, cette communication incessante de mouvements, d'énergie, entre l'éther et la matière atomique, qui donne lieu aux phénomènes les plus importants de la physique et de la chimie. »

Il est intéressant de voir comment la science a été conduite vers l'hypothèse de l'éther. Cette revue rétrospective me permettra de parler des phénomènes les plus remarquables qui se produisent, d'une part, dans la matière pondérable et, d'autre part, dans la matière impondérable, ou éther.

Pendant longtemps, la lumière, la chaleur, l'électricité, le son, etc., ont été considérés comme des fluides, ou

(1) C'est-à-dire ne pouvant être pesée avec les moyens dont dispose la science. L'air a été pendant longtemps un corps impondérable ; on n'a pu le peser que le jour où on a su l'enlever d'un espace déterminé ou, au contraire, l'y accumuler.

sortes de substances particulières, très ténues, insaisissables àTaide de tous nos instruments d'observation, logées, dans la masse même des corps lumineux, chauds, électrisés ou sonores, pouvant être émises, c'est-à-dire expulsées en quelque sorte par ces derniers et traversant alors les espaces pour aller se loger dans d'autres corps situés à des distances souvent très considérables des premiers. Tous les termes employés dans les ouvrages de physique, ont été créés sous la domination de cette théorie, et contribuent à la perpétuer dans l'esprit des personnes, même les plus instruites, quoique depuis 'assez longtemps déj4, les savants aient renoncé à la théorie elle-même.

La théorie des fluides ne pouvait, en eff*et, pas manquer de disparaître devant l'expérience. En ce qui concerne le son, par exemple, il est facile de démontrer que sa transmission ne peut se faire que dans un milieu matériel et pondérable. Quand on agite une clochette dans un ballon de verre dont tout l'air a été retiré à l'aide de la machine pneumatique, on voit bien le battant frapper contre les parois intérieures de la clochette, mais on n'entend absolument aucun son ; qu'on laisse pénétrer de l'air et aussitôt on entend le son de la clochette. L'air est donc nécessaire à la transmission du son, mais il n'est pas le seul milieu pondérable qui puisse servir à /a transmission ; les corps liquides et solides, l'eau, le bois, le fer, etc., en un mot, tout corps matériel et pondérable peut aussi servir à sa transmission. Dans le vide, c'est-à-dire à travers un espace duquel on a enlevé même l'air, le son ne se transmet plus. Ces faits montrent bien que le son n'est

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pas un fluide émis par les corps sonores et venant frapper notre oreille.

D'autres expériences montrent qu'il existe la plus grande analogie entre la façon dont le son est transmis par Taîr ou par les corps liquides et solides ; par exemple : le phénomène qui se produit lorsqu'on jette une pierre dans l'eau. On sait qu'il se forme autour du point frappé des ondes de liquide qui sont d'autant plus larges qu'elles sont plus ou moins éloignées du point frappé. Le même phénomène se reproduit dans l'air lorsqu'on fait vibrer une corde de violon ou une peau de tambour. Sous le frottement de l'archet ou le choc de la baguette, la corde du violon ou la peau du tambour se déplacent manifestement; elles ébranlent Pair environnant; il se produit dans ce dernier des ondes qu'on peut rendre très manifestes à l'aide de certaines expériences, puis l'air ébranlé finit par venir frapper le tympan de l'auditeur qui 'vibré à son tour. Transmise au cerveau par le nerf auditif cette vibration devient un son. La conclusion était facile à tirer. Le son n'est pas un fluide ; il n'existe pas indépendamment de l'auditeur ; il n'est réellement qu'une série de vibrations du corps sonore et de l'air interposé enlre le corps sonore et l'auditeur.

Une foule d'autres expériences démontrent que la chaleur, la lumière et l'électricité sont transmises, comme le son, à l'aide d'un corps matériel, interposé entre le corps chaud, lumineux ou électrisé, et la main qui est impressionnée par la chaleur, l'œil qui est impressionné par la lumière ou le corps qui s'électrise sous l'influence d'un corps électrisé. Mais ces mêmes expériences montrent encore que la lumière, la chaleur et l'électricité ne sont que des vibrations du corps chaud, lumi-

neux ou électrisé,* produisant des vibrations analogues aux ondes liquides, dans un milieu interposé entre le corps chaud, lumineux ou électrisé et celui qui reçoit Timpression. Cependant, tandis que le son est transmis par Fair, par les liquides ou par les solides, c'est-à-dire par des corps pondérables et ne se transmet pas à travers le vide, les vibrations caloriques etélectriques, quoique transmises également par les corps pondérables sont aussi transmises à travers le vide, c'est-à-dire à travers un milieu dans lequel n'existe aucun corps pondérable. Quant à la lumière, elle est arrêtée par certains corps solides, mais se transmet bien à travers le vide. La lumière des astres, par exemple, nous parvient à travers des espaces dans lesquels il n'existe ni de l'air, ni aucun autre corps manifestement pondérable.

Les physiciens furent donc obligés d'admettre qu'un milieu non pondérable, mais cependant matériel et sus-ceptible d'entrer en mouvement, existe dans les espaces non occupés par les corps pondérables que nous connaissons.

La nature de ce corps transmetteur fut interprétée de deux façons. Pour expliquer la transmission de la chaleur, de l'électricité et surtout de la lumière à travers les espaces vides, et notamment à travers les espaces qui séparent la terre et son atmosphère aérienne du soleil et des étoiles, « on supposa d'abord que ces espaces étaient occupés par une matière pondérable proprement dite, constituée par une extension des atmosphères de la terre et des planètes. » — « Cette hypothèse, dit l'illustre physicien Secchi, est inexacte, nous le déclarons sans hésiter, il n'existe aucune preuve de cette diffusion indéfinie des atmosphères, et l'admettre serait renverser d'un seul

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coup toute la mécanique céleste. Bien plus, il n^est pas possible de regarder cette matière comme extrêmement raréfiée (1), car alors, comment expliquer son élasticité considérable et la rapidité avec laquelle elle propage la lumière ? » Une autre . interprétation devenait donc nécessaire ; on imagina celle de Téther, substance ma-* térielle, mais non pondérable, qui est aujourd'hui admise par tous les physiciens les plus compétents ; Ton admet que cette substance est répandue dans tous les espaces interplanétaires et que c'est elle qui nous transmet les vibrations lumineuses et caloriques du soleil et des étoiles, ^on seulement Téther remplit tous les espaces inter-^ planétaires, mais encore il occupe tous les espaces situés entre les atomes de la matière pondérable, a On peut admettre, dit Secchi, sans difficulté, que Téther existe dans l'intérieur de tous les corps ; on sait en effet, combien sont poreuses les substances même les plus compactes en apparence ; du reste on doit les admettre comme telles pour expliquer le passage de la lumière à travers leur épaisseur quelque soit le système adopté. Mais il faut bien s'entendre sur le mot porosité : suivant que Ton adopte l'un ou l'autre des deux systèmes, cette expre,8sion n'a pas la même valeur, car pour les partisans de l'émission, les pores devront être rectilignes et dirigés dans tous lès sens, disposition presque impossible à comprendre, tandis que dans la nouvelle théorie, on peut leur conserver la disposition qu'on» leur attribue ordinairement, car rien

(1) Par matière pondérable a raréfiée », on entend une matière dont les atomes et les molécules seraient très écartés les uns des autres, ^expérience démontre qu'une semblable matière transmet moins rapidement les Yibrations qui lui sont communiquées qu^une matière dense, c'est-à-dire dont les molécules sont très rapprochées.

n'empêche les ondes lumineuses de contourner les molécules. »

L'éther, avons-nous dit, est matériel mais impondérable : « pénétrant tous les corps on ne peut constater son poids, car il arrive pour ce fluide ce qui se présente pour l'air, dont la pondérabilité ne fut pas soupçonnée jusqu'à ce que l'on eût imaginé des appareils propres à le condenser et à le raréfier ; nous trouvant ainsi dans Timpossibilité de reconnaître la pondérabilité de Téther, si nous voulons prouver sa matérialité, il nous reste à démontrer son inertie, c'est à dire sa résistance au mouvement,») ou, pour nous servir d'une expression plus facile à comprendre, la faculté qu'a Téther, d'une part, d'être mis en mouvement par les corps pondérables, et d'autre part, de mettre ces derniers en mouvement. La transmission de la chaleur, de rélectricité et de la lumière à travers le vide démontrent précisément, d'une façon très nette, cette faculté, sans parler d'autres faits plus importants encore, mais trop techniques pour que nous puissions les exposer

En résumé, dans l'état actuel de la science, nous pouvons admettre comme très plausible : 1° que toute la matière reconnue par nous comme pondérable est formée par un corps simple, composé lui-même d'atomes indivisibles, diversement associés, et sans cesse en mouvement ; 2° que les atomes de la matière pondérable sont suspendu» dans un milieu matériel impondérable, l'éther, capable d'être mis en mouvement par les atomes pondérables et de provoquer à son tour le mouvement des atomes pondérables.

Avec cette hypothèse tous les phénomènes physiques et chimiques connus sont facilement explicables. Laissons

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la parole au savant chimiste A. Wurtz pour nous en tracer Tadmirable tableau :

« Voici, dit-il, un cristal. Sous le microscope, sa masse apparaît compacte et homogène. Entre les faces ou les plans de clivage nulle solution de continuité. Et pourtant la matière n'est pas continue, et s'il s'agit d'un corps composé elle n'y est pas homogène. Les plus petits rudiments des cristaux sont formés par des agrégations sans nombre de molécules semblables et semblablement disposées. Chacune de ces molécules est formée d'atomes, en nombre plus ou moins considérable. Ils sont placés à des distances sensibles par rapport à leurs dimensions^ et vibrent d'une façon coordonnée, formant des systèmes en équilibre dont chacun est animé de mouvements déterminés et se trouve en rapport avec des systèmes du même genre. Pour le corps solide dont il s'agit, les systèmes atomiques, c'est-à-dire les molécules qui le forment, conservent leurs positions respectives et sont comme orientés et enchaînés les uns à l'égard des autres, quoique chacun ait son orbite et une certaine liberté d'allures. C'est la cohésion, dîsonsnous, qui maintient les molécules dans leurs sphères; c'est l'affinité qui maintient les atomes dans les limites plus étroites de la moUécule. Mais, qui sait, au fond, . ces forces sont peut-être de même nature. Seulement elles agissent à des distances différentes, et sous l'influence des mêmes causes, elles vont se manifester diversement, donnant lieu à des phénomènes chimiques, ces derniers n'étant en quelque sorte que la continuation* des autres.

« Fournissez, en effet, de la chaleur à un corps solide formé de molécules ainsi constituées. Elle pourra pro-

duire, indépendamment d'un travail extérieur, trois effets différents :

« Premièrement, une élévation de température par l'accroissement deTénergie vibratoire moléculaire (1);

« En second lieu, une augmentation de volume par Técartement des atomes et des molécules, et, cet écartement devenu très considérable, un changement d'état : le solide se fait alors liquide, le liquide se fait gaz. Dans ce dernier cas, Técartement des molécules est devenu considérable par rapport aux dimensions de ces dernières. Mais, quel que soit l'effet physique produit dans cet ordre de phénomènes, la chaleur qui a disparu comme telle a effectué un travail : le mouvement vibratoire qui a été communiqué aux molécules sous forme de chaleur a succombé dans la lutte contre les forces moléculaires, ou, en d'autres termes, a produit le travail représenté par la dilatation, la diminution de la cohésion et le changement d'état.

« Ce sont des phénomènes physiques que nous venons d*analyser.

« La chimie va suivre : car, en troisième lieu, la chaleur, agissant sur les atomes eux-mêmes qui composent la molécule, en amplifie les trajectoires, de telle sorte que l'équilibre qui existait dans le système peut se rompre, les atomes d'un système donné arrivant dans la sphère d'action des atomes d'un autre système. De cette rupture, de ce conflit, vont résulter de nouveaux systèmes d'équilibre, c'est-à-dire de nouvelles molécules. Là commencent les phénomènes de dissociation, de

(1} Gela se comprend facilement puisque « la chaleur iournie» n'est elle-même qu^un mouvement moléculaire du ccrps qui fournit la chaleur.

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décomposition, et, inversement, de combinaison, qui sont du ressort de la chimie : ils ne sont, comme on le voit et comme nous l'avons dit plus haut, que la continuation des phénomènes physiques, la même hypothèse, celle des molécules formées d'atomes, s'appliquant aux uns et aux autres avec une égale simplicité.

« C'est la chaleur qui met les atomes en mouvement : ils en ont absorbé en se séparant les uns des autres, la rupture de l'équilibre moléculaire qui marque la fin de l'état de combinaison ayant exigé la consommation d'une certaine quantité de chaleur. Cette chaleur ainsi absorbée a restitué aux atomes l'énergie qu'ils possédaient avant la combinaison et qui représente l'affinité. Ils vont la perdre de nouveau, lorsque arrivant dans la sphère d'action d'autres atomes, ils fixeront en quelque sorte ces derniers et seront fixés par eux, de manière à former de nouveaux systèmes d'équilibre, de nouvelles molécules, où désormais ils vont vibrer et se mouvoir de conserve. Et cette action est réciproque : la nouvelle combinaison ne peut se former qu'à la condition que les mouvements des atomes qui la constituent s'adaptent en quelque sorte les uns aux autres et se coordonnent, perdant quelque chose en énergie vibratoire et en énergie potentielle. De là le dégagement de chaleur. On voit aussi que cette adaptation doit exiger certaines conditions de modalité. Des mouvements quelconques ne peuvent pas se coordonner de la même façon, et l'harmonie des mouvements moléculaires doit être influencée parle mode des mouvements atomiques. Cette circonstance, jointe aux difî*érences inhérentes à la nature même des atomes, détermine la variété des systèmes d'équilibre ou, en d'autres termes, les différentes formes de combi-

naison. Là intervient une propriété particulière dts atomes très différente de leur énergie chimique. Pour la distinguer de l'affinité, nous avons nommé atomicité cette propriété des atomes et nous supposons qu*elle est liée à leur nature même et à leurs modes de mouvements.

« Mais quoi ! ces mouvements divers, qui agitent continuellement les molécules et les atomes, mouvements vibratoires, mouvements de rotation, auxquels s'ajoutent des mouvements de glissement pour les liquides, de progression rectiligne pour les gaz, tous ces mouvements ne sont-ils pas pour les systèmes moléculaires des causes d'instabilité ? c'est le contraire qui a lieu. Immobiles, les agrégations atomiques seraient plus instables qu'elles ne le sont à l'état de mouvement: l'exemple vulgaire du bicycle ne montre-t-il pas l'influence du mouvement sur la stabilité de l'équilibre ? »

Connaissant la constitution intime de la matière, il nous sera facile de passer rapidement en revue les propriétés par lesquelles elle se manifeste à nous et les principaux phénomènes physiques et chimiques dont elle est le siège.

Les propriétés essentielles de la matière se réduisent exactement à trois : Vètendue^ c'est-à-dire la propriété d'occuper une portion déterminée de l'espace ; Vimpénètrabitïlé, en vertu de laquelle la portion de l'espace occupée par un corps ne peut pas l'être en môme temps par un autre ; la mobilité, c'est-à-dire la propriété qu'ont les atomes pondérables et l'éther de changer sans cesse de place, ce qui entraîne une action incessante des atomes les uns sur les autres et sur l'éther, et de l'éther sur les atomes. Quelques auteurs ont nommé résistance au mouvement ou inertie cette propriété qu'ont les

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atomes pondérables et l'éther de se mettre en mouvement sous Tactionles uns des autres.

Quant à ce que Ton a nommé des forces ou agents, comme la gravitation, TafiRnité chimique, la chaleur, la lumière, rélectricité, etc., ce ne sont que des abstractions créées par notre imagination, se réduisant à ,des manifestations du mouvement des atomes et des molécules pondérables et deTéther, manifestations perceptibles à nos sens ou à nos appareils d'observation.

Nous n'avons pas besoin d'insister sur les deux premières propriétés essentielles de la matière indiquées plus haut ; il suffit de les énoncer pour être compris. Il n'en est pas ainsi de la mobilité, au sujet de laquelle je crois nécessaire d'entrer dans quelques détails.

On admettait autrefois que la matière était naturellement immobile, et l'on supposait qu'elle ne pouvait être mise en mouvement que par des forces étrangères à elle, et par-dessus tout, paruneforce suprême, créatrice de la matière elle-même et de toutes les autres forces. Dieu.

L'idée de l'immobilité devait naturellement venir à l'esprit des anciens philosophes, qui n'observaient la matière que sur des masses considérables, ne changeant de place que sous l'influence d'un agent dont la puissance s'épuisait en déterminant le déplacement de la masse. La constatation des mouvements des astres et celle de la rotation de la terre fut un premier coup porté à cette manière de voir. Elle fut définitivement renversée, le jour où les physiciens établirent, d'une part, que toute modification dans l'état calorique, lumineux ou électrique d'un corps est accompagnée de mouvements de ses molécules, et, d'autre part, que tout mouvement

moléculaire produit de la chaleur, de la lumière, de Télectricité, qui de nouveau se transforment en mouvement ; le jour en un mot, où il fut démontré que la lumière, la chaleur et l'électricité ne sont que des formes du mouvement des molécules matérielles. La matière apparaissait dès lors dans un état de mouvement inces* sant. La mobilité se montrait comme une propriété essentielle de la matière, et le sens attaché au mot inertie était complètement modifié. On ne pouvait plus se servir de ce terme que, comme nous Tavons fait plus haut avec Secchi, pour indiquer que les atomes ou les corps matériels ne se meuvent dans une direction déterminée que sous l'influence del'aciion qu'ils exercent sur les autres.

Bien avant que ces faits fussent connus, Lucrèce avait, dès l'antiquité, formulé, en môme temps que l'idée de l'éternité de la matière, le principe da sa mobilité incessante et nécessaire, en termes si précis, que je ne puis résister au désir de les rappeler ici :

« La cohésion de la matière n'est certainement pas absolue, car nous voyons chaque objet diminuer, se détruire, pour ainsi dire, à mesure qu'il avance en âge et soustraire sa vieillesse à nos yeux, tandis que l'ensemble paraît persister indéfiniment. C'est que les éléments qui se séparent ,de chaque corps en le diminuant vont s'ajouter à d'autres dont ils augmentent la masse ; ils produisent la décrépitude des premiers et le rajeunissement des seconds, mais ne s'arrêtent nulle part. La somme des choses est ainsi sans cesse renouvelée et les êtres mortels vivent par les changements qui s'opèrent en eux. Certains êtres augmentent tandis que d'autres diminuent ; dans un court espace de temps les générations se succèdent

et, semblables à des coureurs, se transmettent le flambeau de la vie. »

Plus loin, pour donner une idée du mouvement de a atomes :

« Regarde, ce qui se passe lorsqu'un rayon de soleil se glisse dans les ténèbres de ta maison : tu verras dans la lumière de ce rayon une multitude de petits corps se mêler de mille façons à travers le vide, se livrer des assauts et des combats incessants, se disperser et se réunir sans prendre aucun repos. Par là tu pourras concevoir l'agitation incessante, dans le vide infini, des éléments primordiaux de la matière, autant qu'un petit fait peut servir à faire concevoir les grands et nous mettre sur les traces de la vérité. L'observation des corpuscules qui s'agitent dans un rayon de soleil doit d'autant plus frapper ton esprit, que leur agitation rend manifeste à tes yeux les mouvements cachés des éléments de la matière. Tu y verras, en effet, des milliers de ces corpuscules frappés par des agents invisibles, changer de route, retourner en arrière, s'en aller de ci, de là, dans toutes les directions. Ce trouble est produit par les éléments primordiaux de la matière, qui jouissent eux-mêmes d'un mouvement propre. Ce sont eux qui donnent l'impulsion, par des chocs invisibles, aux corpuscules de petite taille, dont les masses sont peu différentes des leur ; puis, ces corpuscules ébranlés transmettent leur mouvement à des corps un peu plus volumineux. Le mouvement, parti des éléments primordiaux, devient ainsi, par transmission, peu à peu sensible à nos sens, par les corpuscules que nous observons dans un rayon de soleil ; et cependant nous ne pouvons distinguer nettement les chocs qui déterminent l'agitation de ces derniers. »

Ne pouvant nier la mobilité actuellement incessante de la matière, certains philosophes ont cru pouvoir admettre que, primitivement inerte, la matière avait été mise en mouvement, à un moment déterminé, par un agent extérieur à elle. Mais, c'est là une hypothèse d'autant moins admissible qu'elle ne repose sur rien et qu'elle est en contradiction avec tous les faits que nous connaissons le mieux.

Quel motif avons-nous, en effet, de supposer que la matière a jamais été inerte, alors que nous la constatons dans un état de mouvement incessant et indestructible ?

Quel motif avons-nous de supposer l'existence d'un agent à la matière, alors que les propriétés manifestées par cette dernière nous suffisent pour expliquer tous les phénomènes dont nous constatons en elle la production ?

Si l'on admet que la matière a été, à un moment donné, absolument immobile, il faut supposer que l'agent auquel elle a dû sa mise en mouvement était luimême mobile, car un agent inerte n'aurait pas eu la puissance de produire le mouvement. Il faut aussi supposer, d'une part, que cet agent jouissait d'une mobilité éternelle; et, d'autre part, qu'il était matériel, un agent immatériel ne pouvait, en effet, posséder la mobilité qui consiste dans son changement de position et il pouvait encore moins jouir de la faculté d'agir sur les corps matériels pour les mettre en mouvement.

Le jésuite Secchi lui-même reconnaît, indirectement mais formellement, ce principe, quand il dit en parlant de l'éther : « Sa matérialité est démontrée par l'échange de travail qui s'accomplit souvent entre lui et la matière pesante. »

L'agent extérieur ayant imprimé le mouvement à la

matière, qu'on 1-appelle Dieu ou qu*on lui donne tout autre nom, ne pourrait donc avoir détruit l'inertie première et supposée de l'univers qu'à la condition d'rtre matérielle.

Si, pour é^^te^ cette déduction nécessaire, on admet que la matière a été éternellement mobile, celte mobilité suffisant pour expliquer tous les phénomènes qui se produisent dans l'univers, Dieu devient inutile, aussi bien que toute force extérieure à la matière.

Enfin, si l'on admet que, la matière n'existant pas, Dieu la créée et lui a imprimé, au moment même de la création, un mouvement qui ne s'est plus éteint, on se trouve en présence de la difficulté, indiquée plus haut : l'impossibilité dans laquelle se trouverait un agent immatériel d'imprimer le mouvement à un corps matériel ; on crée en outre une nouvelle difficulté : Timpossibilité dans laquelle se trouverait le Dieu supposé, de faire quelque chose avec rien, impossibilité que Lucrèce formule si admirablement : Xullam e mJiiio gigni divinitus unquam.

Ainsi, en refusant à la matière, dont nous constatons directement l'existence, que nous ne pouvons ni créer ni détruire, dont nous ne percevons ni n'imaginons les limites, dans laquelle nous constatons une mobilité moléculaire incessante et impossible à arrêter, en refusant, dis-je , à cette matière perceptible, l'infinité, l'éternité, et l'éternelle mobilité, nous nous trouvons dans la nécessité d'admettre qu'il existe, en dehors d'elle, un agent que nous ne percevons en aucune façon et que cependant nous serions obligés d'admettre étemel, infini, et éternellement mobile, c'est-à-dire matériel.

N'est-il pas plus simple de considérer la mobilité comme une propriété essentielle de la matière qui constitue l'uni-

vers perceptible ? Tous les phénomènes que nous présente la matière deviennent alors facilement explicables : <( D'une façon générale, dit Secchi, il est exact que tout dépend de la matière et du mouvement, et nous revenons ainsi à la vraie philosophie, déjà professée par Galilée, lequel ne voyait dans la nature que mouvement et matière, ou modification simple de celle-ci par transposition des parties ou diversité de mouvement. Ainsi disparaît cette légion de fluides et de forces abstraites qui, à tout propos, étaient introduits pour expliquer chaque fait particulier.... Dès l'instant où Ton aura compris que tout se fait par le mouvement, les recherches deviendront plus faciles, une nouvelle voie sera tracée qui conduira plus directement à la solution desproblèmes, c'est-à-dire à l'explication des phénomènes, car un problème bien posé est déjà à moitié résolu... Un phénomène sera réellement expliqué lorsqu'on connaîtra la quantité de travail dépensée à le produire, et le mode de transformation du mouvement qui lui a donné naissance. »

Un coup d'œil rapide jeté sur les principaux phénomènes physiques et chimiques que nous connaissons montrera en effet au lecteur que tous ces phénomènes peuvent être ramenés à des mouvements atomiques ou moléculaires et que, pour la plupart d'entre eux, nous pouvons déjà établir la quantité de travail dépensée et le mode de transformation du mouvement qui leur a donné naissance.

Définissons d'abord ce qu'il faut entendre par pAénomènes physiques et phénomènes chimiques.

Nous savons déjà que la matière pondérable est considérée comme formée d'atomes. « Les atomes, dit l'illustre physicien Wundt, n'existent jamais à l'état isolé; ils se

réunissent pour former, une molécule, et la réunion d'un nombre plus ou moins considérable de ces molécules constitue à son tour un corps. Nous pouvons dire dès lors que les phénomènes chimiques apportent un changement dans réquilibre des atomes constituant des molécules matérielles, qulls en modifient le groupement ou qu'ils atténuent la composition de la molécule. Les phénomènes physiques peuvent porter atteinte à Téquilibre des molécules les unes par rapport aux autres, mais leur action ne s*étend pas jusqu'aux atomes. Les propriétés chimiques d'un corps ne dépendent que de la nature et du mode d'arrangement de ses atomes ; les propriétés physiques dépendent en outre du groupement de ses molécules. Un corps ne change de nature que s'il survient une modification dans la constitution de ses molécules. En sorte qu'un même corps peut se présenter sous plusieurs états dilTérents, tout en restant le même sous le rapport chimique.On voit par là qu'il n'y a entre les phénomènes chimiques et physiques qu'une difiTérence du plus au moins. »

Tantôt, dit encore le même physicien, la substance du corps éprouve une altération profonde, qui va jusqu'à le transformer en un nouveau corps différent du premier ; on est alors en présence d'un phénomène chimique; tantôt le changement est moins considérable, il respecte la nature intime du corps ; il constitue, dans ce cas, un phénomène physique. La chute d'une pierre, l'attraction exercée sur des corps légers par un bâton de verre préalablement frotté avec de la laine, sont des phénomènes qui rentrent dans cette dernière catégorie. La métamorphose du fer en rouille, la formation du savon aux dépens des corps gras par l'intervention d'un alcali, sont des phénomènes chimiques. »

Le premier phénomène physique qui se présente à notre observation est celui qui a reçu nom de pesanteur et do gravitation: pesanteur, quand il s'applique à un corps qui, abandonné, à lui-même, tombe sur la terre; gravitation, quand il s'applique aux rapports qu'affectent entre eux les différents astres.

On admettait autrefois que si un corps tombe sur la terre quand on l'abandonne à lui-même, c'est qu'il est attiré par la terre ; que si la terre se meut autour du soleil suivant une orbite déterminée, c'est parce qu'elle est attirée par le soleil, etc. On considérait ainsi les corps matériels comme doués d'une propriété spéciale, en vertu de laquelle ils s'attireraient les uns les autres, propriété à laquelle on donnait le nom de gravité.

De môme on nommait affinité la propriété qu'on attribuait aux atomes et aux molécules de s'attirer les uns les autres quand ils sont de nature différente.

Mais, la gravité est une de ces nombreuses entités auxquellôs la science moderne renonce chaque jour davantage. Aujourd'hui, on tend à considérer la pesanteur, la gravité et l'affinité comme « un effet des atomes éthérés qui environnent de toutes parts la matière pondérable, et qui la choquent incessamment dans tous les sens : on conçoit que si l'action de ces chocs n'est pas symétrique (c'est-à-dire également énergique dans tous les sens), autour d'une molécule ou d'un corps pondérable, le corps en question se mettra en mouvement dans la direction de la résultante des chocs qui ont la plus grande somme d'énergie ; cette condition se trouve réalisée quand deux corps pondérables sont en présence l'un de l'autre, et l'inégalité d'intensité des chocs auxquels ils sont alors soumis est dirigée préci-

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sèment de façon à opérer le rapprochement de ces corps (1). »

Ce premier phénomène, la gravitatîbn, dont la pesanteur n'est qu'un cas spécial, n'est donc en réalité qu'un mouvement de la matière. Quand nous disons qu'un corps est pesant, nous exprimons, soit la quantité d'efforts que nous sommes obligés de faire pour l'éloigner du sol sur lequel il est pressé par l'éther, soit la pression qu'il exerce lui-même sur les instruments à l'aide desquels nous le tenons éloigné du sol.

Sachant cela, il nous est facile de saisir la différence qui existe entre les corps solides, liquides et gazeux.

Dans les corps solides, les molécules pondérables sont très énergiquement pressées les unes contre les autres par l'éther qui les environne ; c'est ce que l'on nomme la cohésion des corps solides. Si une force artificielle les écarte, elles se rapprochent de nouveau dès que cette force cesse son action, c'est ce que l'on novaraeV élasticité ,

Dans les corps liquides, la pression exercée par l'éther sur les molécules pondérables pour les rapprocher les unes des autres étant beaucoup moindre la cohésion est également moins grande ; il en est de môme de l'élasticité qui n'est qu'une conséquence de la cohésion. Les molécules des corps liquides étant moins cohérentes cèdent plus facilement aux actions qui s'exercent sur elles ; ellesi obéissent davantage, par exemple, à la pesanteur, c'est-àdire, à la pression verticale de l'éther, d'où ce fait que les liquides prennent toujours la forme du vase qui les contient. i

Dans les corps gazeux, l'action de l'éther sur les mo-

(1) Voyez : Secchi, Tt/'jîifé défi forces physiques^ et notre Appendice, n* C.

lécules pondérables étant plus énergique dans le sens de Técartement des molécules que dans celui de leur rapprochement, les gaz xfoui pas de forme déterminée et tendent toujours à remplir les vases dans lesquels ils sont renfermés quejle que soit la forme de ces vases, et à presser sur leurs parois, c'est ce que Ton a nommé VexpansibUité des gaz, et Ton distingue sur le nom de force d'expansion, force élastique, tension, la pression exercée de dedans en dehors par les molécules gazeuses sur les parois du vase qui les contient^ pression qui n'est que la résultante de l'action exercée par l'éther pour écarter les unes des autres les molécules des gaz.

Nous ne voulons pas entrer ici dans l'étude détaillée de tous ces phénomènes qui sont du doniaine de la physique, notre but est uniquement d'indiquer autant que possible leur nature essentielle.

Passons à uu autre phénomène physique, celui qui a reçu le nom de chaleur ; nous verrons que lui aussi est le résultat perçu par nous des mouvements des atomes matériels pondérables ou éthérés.

Pour la chaleur, comme pour la pesanteur, il faut bien distinguer les phénomènes qui se produisent en dehors de nous de ceux qui se passent en nous. Quand on approche un thermomètre à mercure du feu, on voit le mercure monter rapidement dans le tube c'est-à-dire augmenter de volume, se dilater. Si ensuite on plonge le même thermomètre dans l'eau froide, on voit le mercure baisser très rapidement, c'est-à-dire diminuer de volume, se contracter. Dans le premier cas, on dit que le mercure s'est échauffé, qu'il a absorbé de la chaleur, dans le second, on dit qu'il s'est refroidi, qu'il a perdu de la chaleur.

Ce qui se produit dans le merCure se produit égaleipent dans tous les corps qui absorbent ou perdent de la chaleur, qui s'échauffent ou se refroidissent; dans le premier cas, ils se dilatent, c'est-à-dire que leurs molécules pondérables s'écartent les unes des autres ; dans le second, ils se contractent, c'est-à-dire que leurs molécules pondérables se rapprochent les unes des autres. L'écartemeut ou le rapprochement des molécules, dont nous venons de parler, peuvent être assez considérables pour que le corps qui gagne ou perd de la chaleur change d'état physique. De la glace que l'on chauffe devient d'abord, de solide liquide, puis se transforme en vapeur, passant ainsi successivement par trois états différents ; refroidie, la vapeur se contracte en eau qui, à son tour, étant refroidie davantage, prend la forme solide de la glace.

Ces faits sont suffisants pour nous révéler que la chaleur n'est en réalité pas autre chose qn'un mouvement moléculaire, déterminé dans le corps chauffé ou refroidi par un corps plus ou moins chaud que lui. Et comme deux corps inégalement chauds placés au voisinage ou au contact l'un de l'autre ne tardent pas à offrir la même température, nous pouvons affirmer que le mouvement moléculaire du corps le plus chaud est utilisé pour produire un mouvement analogue dans le corps le moins chaud. Si les deux corps se touchent, l'action de l'un sur l'autre est directe ; s'ils sont à distance, elle s'exerce soit par rintermédiaire de l'air, soit par l'intermédiaire de l'éther. Le mouvement moléculaire du soleil ne peut, par exemple, se transmettre à la terre que par l'éther, puisqu'entre le soleil et la terre il existe des espaces où l'on ne peut constater la présence d'aucun corps pondérable. Nous pouvons facilement constater la transmission des

moijvements caloriques par l'intermédiaire de réther à Faide de Texpérience suivante.

Voilà pour les phénomènes caloriques qui se passent en dehors de nous. Ce sont uniquement des mouvements d'écartement ou de rapprochement des molécules matérielles en l'éther, soit' que les molécules pondérables agissent directement les unes sur les autres pour accroître 'intensité de leurs mouvements vibratoires, soit qu'ellcà agissent à distance par l'intermédiaire de l'éther.

Mais, si à l'aide de*nos instruments nous pouvons constater la dilatation ou la contraction des corps chauffés ou refroidis, nous pouvons aussi, dans certains cas, constater le changement qui se produit en eux, à l'aide de nos propres sens. Approchez la main d'un corps incandescent et vous éprouverez une sensation spéciale, à laquelle vous avez donné le nom de chaleur. En dehors de nous, il n'y a que des vibrations moléculaires ; c'est en nous que prend naissance le phénomène désigné sous le nom de chaleur. Il n'existe pas dans la nature de corps chauds ou de corps froids, il n'existe que des corps dont les molécules et les atomes vibrent avec plus ou moins d'intensité. Lorsqu'un corps dit chaud est porté au contact de notre main, ses vibrations se communiquent à nos cléments nerveux, qui, à leur tour, transmettent le mouvement provoqué en eux aux cellules nerveuses centrales ; nous avons alors conscience de l'impression produite en nous ; nous disons que nous avons éprouvé une sensation de chaleur. Si le corps avec lequel notre peau a été mise en contact était froid, les mêmes phénomènes se produisent. Si sa température est la m.ême que celle de notre corps, c'est-à-dire s'il y a équilibre entre l'intensité des

vibrations de ses molécules et celle des nôtres, nous .n'éprouverons aucune sensation ni de chaud, ni de froid. Au dedans de nous, comme au dehors, la chaleur n'est donc, en réalité, qu'un mouvement, mais un mouvement dont nous avons conscience quand il est provoqué dans notre organisme par les corps extérieurs. Le mouvement peut d'ailleurs, dans certaines circonstances, se produire sans que nous en ayons la moindre conscience.

Ce que nous venons de dire au sujet de la chaleur s'applique en grande partie à la lumière. Gomme la chaleur, la lumière est un mouvement moléculaire, mais un mouvement qu'il est plus difficile de constater que celui de la chaleur. Certaines expériences cependant ne permettent aucun doute à cet égard. Dans certains cas même les mouvements calorifiques et lumineux paraissent être de même nature ou, pour mieux dire, absolument identiques. Dans la région lumineuse du spectre solaire par exemple, les vibrations lumineuses ne sont pas distinctes des vibrations calorifiques et elles sont transmises du soleil à la terre par l'éther, mais ces vibrations nous donnent à la fois la sensation de chaleur et celle de lumière. Nous avons là un excellent exemple d'un fait sur lequel nous aurons à revenir plus tard quand nous étudierons la diff'érenciation de la matière vivante en éléments doués de propriétés difl'érentes : nous voyons un môme mouvement moléculaire extérieur à nous provoquer dans notre organisme deux sensations différentes suivant qu'il est transmis à tel ou tel élément anatomique récepteur. La vibration moléculaire, dont nous venons de parler, produit sur la surface entière de notre corps une impression à laquelle nous donnons le nom de chaleur ; tandis

que cette même vibration produit sur les éléments de notre œil seul une impression absolument différente à laquelle nous donnons le nom de lumière.

Le fait que les vibrations lumineuses et calorifiques sont confondues dans toutes les régions lumineuses du spectre solaire tendrait à faire admettre que les deux vibrations ont pour siège Féther (voir Append., note D).

En ce qui concerne les vibrations lumineuses les physiciens admettent tous, aujourd'hui, que leur siège exclusif est l'éther.

Ce qui plaide en faveur de cette manière de voir c'est que la lumière peut se propager à travers les espaces interplanétaires dans lesquels nous avons vu que la matière pondérable n'existe pas.

Il est du reste peut-être oiseux de discuter cette question, car l'éther pouvant communiquer ses mouvements à la matière pondérable, celle-ci, dans le cas de la lumière comme aussi dans celui de la chaleur, finit toujours par subir l'action des mouvements de l'éther. En admettant, par exemple, que la lumière venant du soleil traverse l'atmosphère de notre planète sans ébranler les molécules pondérables de l'air, lorsque l'onde éthérée lumineuse parvient au contact des éléments nerveux de notre œil elle ébranle les molécules d^ ces éléments et le mouvement de l'éther se transforme en mouvement de la matière pondérable. Les physiciens ont également constaté que quand une onde lumineuse est arrêtée , absorbée , disent-ils , par un métal opaque, le mouvement de l'éther est transformé en un mouvement des molécules pondérables qui se manifeste à nous sous forme d'élévation de la température du corps pondérable ; un métal opaque exposé au soleil s'échauff*e , tandis que la température d'un corps transpa-

rent varie à peine. La différence qui existe à cet égard entre les corps opaques et les corps transparents est attribuée par Secchi à la forme des molécules ; rappelant que les ondes liquides s'éteignent au contact des corps mous en transformant leur mouvement en une vibration de ces corps, tandis qu'elles ne s'éteignent pas au contact des corps durs, mais, les contournent, il suppose que les molécules des métaux opaques sont sphériques , « d'une grande mobilité, et pouvant facilement obéir aux moindres impulsions; par conséquent en se déplaçant pour occuper de nouvelles positions , pendant un temps plus ou moins long, elles absorbent la majeure partie de la force vive .communiquée à ces masses. Inversement, dans les corps diaphanes ( qui, pour la plupart, sont des corps composés), les molécules primitives ayant leurs axes d'inertie assez inégaux, sont moins facilement écartés de leurs positions d'équilibre pendant la transmission d'un mouvement à travers leur substance. Donc ces mouvements passeront facilement en contournant les molécules.»

Deux autres phénomènes physiques restent à étudier : le son et l'électricité.

Nous ne reviendrons pas ici sur ce que nous avons dit plus haut à propos du son. Bornons-nous à rappeler qu'il se distingue nettement de la lumière et de la chaleur en ce que ses mouvements ont pour siège uniquement la matière pondérable.

Quant à l'électricité, on ignore complètement quelle est sa nature intime, mais il est permis de supposer qu'elle consiste, comme la chaleur, la lumière et le son, en mouvements moléculaires et que ces mouvements ont pour siège l'éther, car ils se transmettent, comme ceux de la lumière à travers les espaces considérés comme vides et

ne sont pas accompagnés de changement de volume des corps.

En résumé, nous voyons que tous les phénomènes dont Tétude constitue la science désignée sous le nom de Physique se réduisent à des mouvements de la matière pondérable ou de Téther, mouvements qui peuvent se transmettre de l'une à l'autre de ces deux formes de la matière. Nous avons déjà vu plus haut que les phénomènes chimiques sont également dus à des mouvements moléculaires.

• L'étude de la pesanteur, de la chaleur, de la lumière, du son, de l'électricité, nous a fourni la preuve que les phénomènes physiques n'altèrent pas la constitution des molécules, mais se bornent à déterminer leur rapprochement ou leur écartement, leur vibration ou leur déplacement.

Dans les phénomènes chimiques, au contraire, il y a modification de la constitution des molécules ; les atomes qui les forment se séparent, dans de certaines conditions, pour former des agrégations nouvelles, plus ou moins différentes des premières. On a, ainsi que nous l'avons dit plus haut, donné le nom ù' affinité à cette propriété qu'ont des atomes ou des molécules différents de se réunir pour former des molécules plus complexes, et Ton a considéré l'affinité comme une propriété spéciale de la matière, propriété en vertu de laquelle les atomes et les molécules tendraient à se combiner pour former des molécules complexes. Mais, résoudre ainsi la question, c'est tout simplement l'éluder, c'est traduire par un mot vague l'ignorance réelle dans laquelle nous sommes de la nature intime des phénomènes chimiques.

Certains faits peuvent cependant nous mettre sur la

PUÉNOMÔES CUIMIQUES 93

voie de la vérité. L'expérience montre que quand deux corps se combinent, il y a élévation de la température du milieu ambiant, tandis que quand un corps se décompose, il y a abaissement de cette température. Dans le premier cas ; on dit qu'il y a dégagement, et dans le second cas, on dit qn'il y a absorption de chaleur. L'expérience a aussi montré que la quantité de chaleur dégagée pendant la décomposition d'un corps est égale à celle qui a été absorbée pendant sa formation. Si l'on n'oublie pas que la chaleur n'est autre chose qu'un mouvement, on verra que la combinaison et la décomposition chimiques ne sont que des transformations du mouvement calorique, que des formes du mouvement atomique et moléculaire de la matière pondérable et probablement aussi de Téther. Gela est encore démontré par ce fait que les combinaisons et décompositions chimiques peuvent être déterminées par la lumière, par l'électricité, par les chocs, les frottements, la chaleur, et toutes les autres formes de mouvement.

Tous les phénomènes physiques et chimiques dont la matière est le siège se réduisent ainsi à des mouvements atomiques et moléculaires de la matière pondérable et de l'éther, mouvements qui se transforment sans cesse de l'un dans l'autre, qui se manifestent à nous sous une foule d'aspects différents, mais qui ne peuvent pas plus être créés qu'ils ne peuvent être détruits, étant éternels et infinis comme la matière.

Maintenant que nous connaissons la constitution intime et les propriétés de la matière, il nous sera facile de suivre pas à pas les diverses phases de son évolution, les divers états par lesquels elle a passé, les transformations qu'elle a subies, pour arriver à constituer les corps si

complexes que l'univers présente à notre observation, depuis les masses de vapeurs incandescentes que l'on nomme des nébuleuses, jusqu'aux roches qui forment la croûte de notre planète, en passant par les innombrables soleils ou étoiles qui peuplent l'immensité illimitée des cieux.

En admettant la théorie relative à la constitution intime de la matière, qui a été exposée plus haut, on peut considérer Téther comme Tétat de la matière le plus rudimentaire qu'il soit possible de concevoir. « Pour nous, dit Secchi, l'éther sera constitué par les atomes primitifs de la matière ordinaire. La simplicité de constitution que nous attribuons au corps simple le plus léger connu, c'est-à-dire à l'hydrogène, est certainement très éloignée de la simplicité atomique de l'éther ; toutefois il est bon de remarquer que les corps simples formant une série dont les termes ont une constititution de moins en moins complexe, cette série doit avoir une fin ; le terme extrême est l'éther, mais il est peu probable que nous disposions un jour de moyens capables de réduire la matière à un semblable état. »

Dans l'opinion des physiciens, l'éther n'est pas, on le voit, une matière distincte par sa nature de la matière pondérable, il n'en est qu'une forme aussi simple que possible, c'est, si l'on veut, le corps constituant unique dont nous avons parlé plus haut, dans sa forme la plus élémentaire et la plus primitive, et, par conséquent, celle qu'il a revêtu de toute éternité.

Quant à la matière pondérable, même la plus simple, elle peut-être envisagée comme un premier état de condensation de l'éther.

En admettant, que l'évolution de la matière non

vivante ait été ascendante, eomme nous verrons plus tard que Ta été celle de la matière vivante, il est permis de supposer que Tunivers a d'abord été constitué uniquement par de Téther ; puis, que certaines portions de cette matière se sont condensées en molécules de matière pondérable, se réunissant elles-mêmes pour former les corps que les chimistes considèrent comme simples. Ceux-ci en se mélangeant donnèrent d'abord naissance à des corps complexes ; puis, en se combinant, ils produisirent des corps chimiquement composés.

Ce qui est bien incontestable, c'est que, dans nos laboratoires, nous pouvons produire, à volonté, à l'aide des corps dits simples, un nombre extrêmement considérable de corps plus ou moins complexes. Pour cela, deux procédés sont à notre disposition : le mélange et la combinaison chimique.

En second lieu, nous pouvons, à volonté, modifier les propriétés physiques des corps simples ou composés, en changeant leur état moléculaire, par soustraction ou addition de calorique.

La simple modification dç l'état moléculaire et le mélange ne produisent que des corps peu distincts par leurs propriétés de ceux qui leur ont donné naissance, tandis que les propriétés des corps produits par la combinaison chimique de deux ou plusieurs éléments sont toujours très différentes de celles de ces derniers.

Prenons quelques exemples :

Voici dans deux épouvettes deux corps simples ; dans Tune de l'oxygène ; dans l'autre de l'hydrogène. Tous les deux sont à l'état de gaz ; mais un grand nombre de caractères permettent de les distinguer l'un de l'autre. Sans parler de la différence de densité qui existe entre eux,

complexes que Tunivers présente à notre observation, depuis les masses de vapeurs incandescentes que Ton nomme des nébuleuses, jusqu'aux roches qui forment la croûte de notre planète, en passant par les innombrables soleils ou étoiles qui peuplent l'immensité illimitée des cieux. ,

En admettant la théorie relative à la constitution intime de la matière, qui a été exposée plus haut, on peut considérer Téther comme l'état de la matière le plus rudimentaire qu'il soit possible de concevoir. « Pour nous, dit Secchi, l'éther sera constitué par les atomes primitifs de la matière ordinaire. La simplicité de constitution que nous attribuons au corps simple le plus léger connu, c'est-à-dire à l'hydrogène, est certainement très éloignée de la simplicité atomique de l'éther ; toutefois il est bon de remarquer que les corps simples formant une série dont les termes ont une conslititution de moins en moins complexe, cette série doit avoir une fin ; le terme extrême est l'éther, mais il est peu probable que nous disposions un jour de moyens capables de réduire la matière à un semblable état. »

Quant à la matière pondérable, même la plus simple, elle peut-être envisagée comme un premier état de condensation de l'éther.

En admettant, que l'évolution de la matière non

vivante ait été ascendante, comme nous verrons plus tard que Ta été celle de la matière vivante, il est permis de supposer que Tunivers a d'abord été constitué uniquement par de Téther ; puis, que certaines portions de cette matière se sont condensées en molécules de matière pondérable, se réunissant elles-mêmes pour former les corps que les chimistes considèrent comme simples. Ceux-ci en se mélangeant donnèrent d'abord naissance à des corps complexes ; puis, en se combinant, ils produisirent des corps chimiquement composés.

En second lieu, nous pouvons, à volonté, modifier les propriétés physiques des corps simples ou composés, en changeant leur état moléculaire, par soustraction ou addition de calorique.

Prenons quelques exemples :

Voici dans deux épouvettes deux corps simples ; dans Tune de l'oxygène ; dans l'autre de l'hydrogène* Tous les deux sont à l'état de gaz ; mais un grand nombre de caractères permettent de les distinguer l'un de l'autre. Sans parler de la différence de densité qui existe entre eux,

quand on approche de l'ouyerture de Téprouvette cjui renferme l'oxygène une allumette éteinte, mais encore rouge, on la voit se rallumer instantanément ; si on plonge la même allumette dans Téprouvette qui contient l'hydrogène, elle ne tarde pas à s'y éteindre. Quand on approche une flamme de l'oxygène, on la voit devenir plus brillante, mais le gaz lui-môme ne s'enflamme pas. Placée en présence de l'hydrogène, la flamme s'éteint, mais le gaz s'enflamme. Un animal vivra dans roxygèn(% tandis que dans l'hydrogène il ne tardera pas à périr.

Mélangeons maintenant ces deux corps à la température ordinaire ; nous aurons encore un corps gazeux, mais srs propriétés diff'éreront à la fois de celles de l'oxygène et d»' celles de l'hydrogène, tout en rappelant, dans une certaine mesure, celles de l'un et de l'autre. Une allumette à demi éteinte, placée dans ce gaz ne se rallumera pas, comme elle le faisait dans Toxygène, mais elle ne s'éteindra pas aussi vite que dans l'hydrogène ; si on y place un animal, il y vivra plus longtemps que dans l'hydrogène pur. Par un simple mélange de deux corps tout à fait distinct* nous avons ainsi produit un corps nouveau qui se manifeste à nous par des propriétés nouvelles : mais ces dernières ont encore une certaine analogie avec celles des éléments qui le constituent.

Plaçonsjmaintenant dans un tube en verre bien clos, un mélange, en proportion déterminée, d'oxygène et d'hydrogène et faisons passer à travers le tube une étincelle électrique, le mélange gazeux qui le remplit est aussitôt remplacé par une petite quantité d'un corps liquide, transparent, incolore, que nous connaissons sous le nom d'eau, et qui résulte de la combinaison des deux gaz oxygène et hydrogène. Les propriétés par lesquelles se manifeste à nous ce

corps nouveau sont bien plus différentes de celles des deux gaz qui ont servi à le former que ne l'étaient celles du corps constitue par le simple mélange de ces gaz.

Ayant ainsi obtenu de l'eau, nous pouvons la mélanger ou la combiner aune foule d'autres corps simples ou composés, pour produire des corps nouveaux qui seront formés de trois, de quatre ou d'un nombre plu sconsidérable encore d'élément simples. En combinant, par exemple, un certain nombre de molécules d'eau avec des atomes de carbone, nous produisons des substances dites ternaires, c'est-à-dire contenant trois corps simples : l'oxygène, l'hydrogène et le carbone, etc.

Tous les corps ainsi produits sont composés et jouissent de propriétés très différentes de celles des corps simples qui ont servi à les produire. Il n'existe guère, par exemple, d'analogie entre l'amidon, simple composé de molécules d'eau et d'atomes de carbone, et les corps qui le composent : oxygène, hydrogène et carbone.

Mais, ainsi que nous l'avons dit plus haut, nous pouvons encore modifier, dans une très large mesure, les propriétés des corps simples ou composés, sans altérer leur composition chimique, en nous bornant à leur enlever ou à leur donner de la chaleur, c'est-à-dire en modifiant leur état moléculaire.

Prenons comme premier exemple un corps simple. Voici un bâton de soufre ; il est dur, cassant, coloré en jaune clair, et si l'on examine au microscope sa structure intime, on peut s'assurer qu'il est formé de cristaux octaèdriques. Plaçons ce bâton de soufre dans un vase et exposons-le au feu ; il fond assez rapidement et se transforme en un liquide jaune clair, très fluide ; continuons à chauffer ce liquide et nous le verrons bientôt s'épaissir,

TBANSFOBMISME 3*

à mesure qu'il se colore en brun. A 250** il sera brun et assez épais pour qu'on puisse retourner le vase qui le contient sans qu'il s'en échappe. Chauffons encore et un quatrième état va se montrer ; le soufre redevient liquide. Versons ce liquide dans l'eau, il s'épaissit rapidement, reste mou et peut être étiré en longs fils minces. Abandonné à lui-même, à la température habituelle des appartements, ce soufre mou change encore une fois d'état, il se durcit peu à peu et prend à peu près les caractères extérieurs qu'il possédait avant la série d'expériences que nous venons de faire ; nous pouvons constater que pendant ce temps, il perd de la chaleur. Examiné au microscope il se montre formé de prismes ; il diffère donc par sa structure interne du soufre dur qui lui a donné naissance ; mais, au bout d'un temps plus ou moins long il aura encore perdu une nouvelle quantité de chaleur et alors il se montrera formé de cristaux octaèdriques. Nous avons vd déjà le soufre à l'état solide et à l'état liquide ; nous pouvons encore l'obtenir à l'état de vapeur; pour cela, il nous suffit de le chauffer fortement. Le simple accroissement ou la diminution de la quantité de chaleur contenue dans ce corps simple suffit pour lui faire prendre une série d'états différents qui modifient considérablement ses propriétés, mais n'altèrent en aucune façon sa composition chimique. Prenons pour deuxième exemple de ces changements moléculaires, l'eau dont nous avons étudié plus haut la formation. Versons dans une capsule l'eau liquide que nous avons obtenue par combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène, et plaçons ensuite cette capsule au-dessus d'un foyer de chaleur; nous ne tarderons pas à voir s'élever au-dessus du vase un nuage transparent et incolore, une vapeur qui, suffisamment dilatée, constituera un

véritable gaz. Disposons, au contraire, la capsule qui contient Teau liquide, dans un milieu capable de lui enlever de la chaleur et nous verrons l'eau qu'elle renferme se transformer en un corps solide que tout le monde connaît sous le nom de glace. Eau liquide, vapeur d'eau et glace ont exactement la même composition chimique, et cependant elles possèdent un assez grand nombre de propriétés différentes. De même que les états divers du soufre, ces états de l'eau sont dus à la quantité de chaleur que le corps renferme. Le gaz renferme plus de chaleur que le liquide, et ce dernier davantage que le solide. Gomme conséquence, les atomes du gaz sont plus distants les uns des autres ou plus mobiles que ceux du corps liquide et du corps solide.

Ces faits sont d'une haute importance parce qu'ils peuvent nous donner idée de la nature des modifications qu'a pu subir Féther pour passer à l'état de matière pondérable et former, sans se modifier chimiquement, tous les corps dits simples que nous connaissons actuellement et qui sont les mêmes dans toutes les parties de l'univers qu'il nous a été permis d'explorer jusqu'à ce jour.

Modification de l'état moléculaire, mélange, combinaison de deux ou plusieurs corps simples ou composés, tels sont les moyens que nous avons à notre disposition et qui sont sans cesse mis en œuvre dans l'univers pour produire des corps nouveaux, se manifestant par des propriétés différentes.

Il est important d'ajouter que la simple modification de l'état moléculaire et le mélange ne produisent que des corps peu distincts par leurs propriétés de ceux qui leur ont donné naissance, tandis que les propriétés des corps nouveaux résultant de la combinaison chimique de

AOO LE TRANSFORMISME

deux ou plusieurs éléments sont toujours très différentes de celles de ces derniers.

En s'appuyant sur leurs propriétés, ainsi que sur la nature et le nombre de leurs éléments constituants, on a divisé tous les corps composés que nous connaissons en deux grands groupes, sous les noms de corps inorganiques et corps organiques.

.Les premiers peuvent être dépourvus de carbone, les seconds en contiennent toujours ; les premiers sont relativement stables, c'est-à-dire qu41s ne se décomposent que difficilement ; les seconds sont très instables, se décomposent avec une facilité beaucoup plus grande. Les uns et les autres peuvent être formés de deux, de trois, ou d'un nombre plus grand et très variable de principes constituants simples ou composés. Dans les corps organiques, cependant, il n'entre, en général, qu'un petit nombre de corps simples : le carbone et l'hydrogène, qui no manquent jamais, suffisent, avec l'azote et l'oxygène (auxquels s'ajoutent parfois le fer, le soufre et le phosphore), pour former un nombre indéfini de corps organiques qui diffèrent les uns des autres soit par l'absence de l'un ou l'autre de ces éléments, soit par la quantité d'atomes de chacun d'eux, soit enfin par le mode d'arrangement de ces atomes. Les propriétés de ces corps sont d'autant plus variées et leur tendance à subir des modifications d'autant plus grande que le nombre des atomes constituant la molécule est plus considérable, et que leur arrangement est plus complexe. Les propriétés d'un corps organique binaire, dont la molécule est constituée seulement par du carbone et de l'hydrogène, sont, par exemple, moins nombreuses et moinsvariées que celles d'un corps ternaire dans lequel l'oxygène s'ajoute au carbone et à l'hydrogène:

la stabilité du corps ternaire est également moindre que celle du corps binaire.

Par l'union des quatre éléments : carbone, hydrogène, oxygène et azote, et en aséociant leurs atomes d'une façon qui nous est malheureusement encore inconnue, il s'est produit, non pas directement, mais par une suite très grande de combinaisons, des corps composés de plus en plus riches en propriétés, et, parmi eux, les plus complexes de tous, ceux qui ont recule nom de matières albuminoîdes et qui forment la base de la matière vivante.

Entre Téther qui représente la forme la plus simple de la matière et les corps albuminoïdes qui en représentent la forme la plus complexe actuellement connue, se trouvent un nombre incalculable de corps dont l'étude constitue l'objet de la Chimie. Ces corps en s'associant de diverses façons, en se combinant, en se mélangeant, constituent les masses énormes que nous connaissons sous les noms de nébuleuses, d'étoiles et de planètes, et parmi ces dernières le globe qui nous porte et qui a produit, par la simple transformation, dans des conditions déterminées, des éléments chimiques qui le constituent, tous les êtres vivants, végétaux ou animaux sans en excepter le plus parfait de tous : l'homme.

Nous connaissons maintenant la constitution et les propriétés de la matière ; nous savons par quels procédés ont pu être produits à l'aide d'un corps unique : l'éther, tous les corps simples ou composés qui font l'objet des études des chimistes ; nous avons suivi l'évolution de la matière dans toutes ses phases, depuis l'éther qui occupe le bas de l'échelle des éléments chimiques, jusqu'aux matières albuminoïdes qui en occupent le sommet, en passant par les divers principes inorganiques et organiques ; il ne nous

reste plus, pour terminer la tâche que nous nous sommes imposée dans ce chapitre, qu'à étudier l'évolution des masses de matière pondérable qui occupent l'immensité infinie des espaces célestes et celle de la planète qui nous forme de sa substance et qui s'empare après notre mort des éléments dissociés de notre cadavre.

Les formes les plus simples d'organismes matériels dont il nous soit actuellement permis de constater l'existence et d'étudier la structure sont représentées par les nébuleuses, que l'astronome armé de puissants instruments peut seul découvrir dans la profondeur illimitée des espaces célestes.

Les plus illustres astronomes sont aujourd'hui d'accord pour admettre que les nébuleuses sont des masses purement gazeuses. On a pu même reconnaître, à l'aide du spectroscope, un certain nombre des gaz qui les composent. Dans une nébuleuse douée d'une lumière très intense, découverte par Struve, on peut affirmer l'existence de l'hydrogène et celle de deux autres corps, dont l'un est peutêtre l'azote, le fer ou le plomb et dont l'autre est tout à fait inconnu.

Il importe de remarquer que les gaz constituants des nébuleuses paraissent être toujours en fort petit nombre. Rudimentalres par leur forme qui est relativement peu définie, et par leur densité qui est très faible, les nébuleuses sont encore au point de vue de la composition chimique les plus simples de tous les organismes qui forment l'univers.

Dans quelques-unes d'entre elles on peut cependant déjà constaterune tendance à la condensation de la matière. Certains points de leurs masses sont plus denses et marquent une transition sensible entre la nébuleuse et l'étoile. «Quel-

ques-unes d'entre elles, dit Secchi, ont une énorme étendue et une densité très irrégulière; d'autres ont une densi-té presque uniforme ; d'autres, enfin, présentent une condensation croissante vers le centre, comme si elles n'étaient que des étoiles inachevées; quelques-unes son l annulaires et semblent destinées à former des sytèmes plus compliqués. »

Quant au nombre, à la dimension et à la distance de ces masses de gaz lumineux, nous pouvons à peine nous en faire une idée. En 1864, J. Herschel en admettait plus de cinq mille et le chiffre augmente chaque jour, à mesure que des instruments plus puissants nous permettent de plonger plus profondément dans l'espace illimité qu'elles habitent. Les distances qui les séparent de la terre sont tellement considérables qu'il nous est impossible de les nombrer ; quant à leurs dimensions, Secchi dit qu'une « nébuleuse du diamètre de l'orbite terrestre serait imperceptible », or, l'orbite terrestre a 296 millions de kilomètres.

On peut admettre, sans crainte de se tromper, que les nébuleuses en se condensant, en prenant une forme d'autant plus définie que leur densité devenait plus grande, ont donné naissance aux innombrables étoiles qui scintillent dans l'obscurité de nos nuits et au soleil, autre étoile plus rapprochée de nous qui éclaire nos jours, en même temps qu'il produit et entretient par sa chaleur, la vie sur notre globe.

En même temps que la matière se condense dans les étoiles, elle revêt des formes plus nombreuses. Le spectroscope nous permet en effet de reconnaître dans les étoiles un plus grand nombre de principes chimiques que dans les nébuleuses. Mais, quoique la densité des étoiles soit beaucoup plus grande que celle des nébuleuses, elles sont encore

formées de corps à Tétat de vapeurs incandescentes et no •marquent qu'une seconde phase de révolution des organismes matériels.

Pour qu'une forme nouvelle et manifestement différente de ces organismes apparaisse, il faudra que la masse incandescente se refroidisse peu à peu, et que Tastre, d'abord vaporeux, devienne solide. C'est cette troisième phase qui nous est offerte par les planètes et notamment par la torn». Il serait inutile de songer à calculer quel temps il a fallu pour que ce refroidissement s'effectue. Dans les questions qui font l'objet de cet ouvrage le temps n'est rien et il eî«t tout; l'éternité de la matière se confond avec son infinité et son incessante mobilité, pour présider à une évolution dont les termes extrêmes ne peuvent être enchaînés dans les limites étroites de notre intelligence.

Quoiqu'il en soit, à mesure que le refroidissement s'effectue nous voyons le nombre des corps chimiques constituants augmenter, la complexité des corps composés devenir plus grande, à des corps inorganiques gazeux succéder des corps inorganiques liquides et solides, puis des corps organiques. Les principes albuminoïdes viennent ensuite ; et enfin la vie apparaît, avec des formes d*abord rudimentaires, mais devenant d'autant plus complexes que le milieu cosmique devient plus favorable.

Quant au moment où la vie s'est montrée sur notre globe, et au moment où elle en disparaîtra, il ne peut pas davantage être prévu que nous ne pouvons préjuger celui où la terre, perdant son état solide sous des influences qu'il est à peine possible de deviner, retournera à l'état primitif .que nous présentent aujourd'hui les nébuleuses, de même qu'après le refroidissement de notre cadavre, les principes qui le constituent reprennent la forme gazeuse qu'ils possé-

daient avant de s'associer pour produire les substances solides ou liquides qui forment toutes les parties de notre organisme.

La seule chose que nous puissions affirmer c'est que la condensation de la matière ne sera jamais qu'un phénomène local et temporaire. Tandis que telle masse nébuleuse se condense en étoile, tandis que telle étoile se condence en planète et se refroidit, telle autre masse solide et froide se dissocie, pour former de ^es principes devenus libres de nouvelles nébuleuses et un nouvel éther. Ce que nous pouvons affirmer encore, parce que tous les faits que nous observons nous le démontrent chaque jour davantage, c'est quela matière ne conserve jamais le même état pendant le laps de temps même le plus court que nous puissions imaginer, c'est que jamais aucune partie de l'univers ne sera figée dans une immobilité qui serait la suppression de tout phénomène cosmique, c'est que jamais l'activité d'une partie quelconque de la matière ne s'éteindra, c'est que, fatalement, la vie succède à la mort comme la mort succède à la vie, c'est qu'avec les débris des vieilles terres la nature fait les jeunes soleils, de même qu'elle fait les enfants frais et roses avec les détritus des immondes cadavres.