IV. Ilag'nctisme
Électricité, courant galvanique -, fQ^^gg
V. Séparation chimique de certains corps [gj^jjjjj Union chimique de certains autres. 1
Ces cinq formes principales des forces physiques peuvent se métamorphoser les unes dans les autres; c'est ce que prouvent les vingt-cinq expériences que nous allons énumérer.
1. Transformation d'une force de chute en une autre : par exemple, au moyen du levier.
2. Transformation d'une force de chute en mouvement : descente d'un corps libre ou assujetti à une trajectoire.
3. Transformation d'un mouvement dans un autre : complète dans le choc central de masses élastiques égales ; incomplète dans le choc et le frottement.
4. Transformation d'un mouvement en force de chute disponible : par exemple, dans le mouvement
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ascensionnel verlical. Les deux forces peuvent so succéder périodiquement, comme dans les oscillations du pendule, et dans les mouvements des corp? célestes.
5 et 6. Transformation d'un efîet mécanique en chaleur: compression des fluides élastiques; choc et frottement ; absorption de la lumière, qui n'est qu'un changement des vibrations lumineuses en chaleur.
7 et 8. Transformation de la chaleur en effet mécanique : expansion des gaz, sous pression, comme dans la machine à vapeur; production d'étincelles et de flammes, qui n'est que le changement de la chaleur en vibrations lumineuses.
9. Transmission de la chaleur : par exemple, par la conductibilité.
10. Transformation de la chaleur en force chimique : destruction, par la chaleur, de composés formés avec dégagement de chaleur.
1 1 . Transformation d'une différence chimique en chaleur: la combustion.
12, 13 et 14. Transformation d'une différence chimique en courant galvanique, ou en nouvelle action chimique; ou d'un courant en action chimique. La pile.
15, 16 et 17. Transformation de l'électricité en chaleur et en effet mécanique: incandescence des conducteurs, étincelle, attractions.
1 S. Transmission des courants : induction.
19. Transformation de la chaleur en électricité : courants thermo-électriques, et leurs réactions.
20 et 21. Transformation d'effet mécanique en électricité: par frottement, rapprochement, éloignement.
22 c'i 25. Transformation d'effet mécanique en effet chimique, et réciproquement, au moyen d'intermédiaires tels que la chaleur ou l'électricité.
Des préjugés sanctionnés par le temps, et par la force de la propagation ; des impressions primitives accompagnées de témoignages ambigus et trompeurs, peuvent être en contradiction avec les propositions qui précèdent, mais contre ces apparences nous en appelons aux phénomènes naturels et à l'histoire dessciences.
Le mouvement existe, nous revendiquons hautement ce droit d'être, celte substantialité; elnouscontestons à la chaleur et hV électricité toute matérialité.
Ne serait-il pas absurde de chercher dans un fluide la causedu mouvement et de la séparation des corps, ou d'établir l'existence arbitraire tantôt matérielle, tantôt immatérielle, d'un seul et même objet?
Disons bien haut cette vérité si simple: «// n'y a pas de suùstajice immatérielle. »
Nous ne nous dissimulons pas que nous luttons contre des hypothèses enracinées, consacrées par les plus graves autorités. Nous voulons expulser de la science les. impondérables, derniers vestiges des dieux de la Grèce ; nous sommes soutenu par la
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conviction que la nature, avec sa vérité simple, est plus majestueuse et plus forte que toutes les productions et les illusions de l'esprit humain.
Le soleil, suivant les connaissances humaines, est une source inépuisable de force physique. Le torrent de cette force, sur notre globe, est le ressort constamment tendu qui entretient toute l'activité terrestre. Mais la grande quantité de force que notre globe renvoie continuellement dans l'espace sous forme de mouvement vibratoire, serait bientôt épuisée et suivie d'un refroidissement mortel, s'il n'existait pas une restitution incessante.
La lumière du soleil, transformée en chaleur, met l'atmosphère en mouvement, élève les eaux en nuages, et forme les fleuves; la chaleur, qui se dégage par le frottement des roues de nos mouhns à eau et à vent, a été communiquée à la terre par le soleil, sous forme de mouvements vibratoires.
La nature s'est imposé la tâche de saisir au vol la lumière qui afflue à la terre; elle s'empare de la plus mobile des forces, et la fixe pour la rendre disponible. Pour résoudre ce problème, elle a revêtu la croûte terrestre d'organismes vivants, qui absorbent la lumière du soleil, et la font servir ensuite à produire constamment une somme de différences chimiques.
Ces organismes sont les plantes. Le monde des plantes est un réservoir dans lequel sont fixés les
rayons fugitifs du soleil : ils y sont déposés el façonnés pour un but. Prévoyance économique de la nature à laquelle se trouve liée indissolublement l'existence physique de la race humaine ! Voilà pourquoi sans doute la vue d'une riche végétation réjouit tant nos regards, et répand sur nous l'expression instinctive du bien-être !
Les effets réducteurs que la lumière exerce sur les substances organiques et inorganiques sont trèsconnus. La réduction est le plus forte à l'insolation, moins vive à l'ombre ; elle manque dans l'obscurité et à la lumière artificielle: elle repose sur la Iransormatiou d'une force donnée en une autre, d'une action mécanique en action chimique.
Le temps n'est pas Irès-éloigné de nous, où l'on agitait la question de savoir, si les plantes pendant leur vie créaient dessubstanceschimiques, ou si elles transformaient seulement des substances existantes. L'observation et l'expérience semblaient affirmer la création; niais une recherche plus exacte a enseigné le contraire, et la science a sur ce point une certitude absolue.
Nous savons que les matériaux dont une plante se nourrit, et ceux que l'on en tire, sont exactement les mêmes. L'arbre qui pèse plusieurs mille livres a tiré chaque molécule de matière du milieu qui l'entoure.
// n'y a dans la plante quww transformation, et non pas une création de matière.
' -Celte proposition est le trait d'union qui relie la
chimie h la physiologie des plantes; elle est plus claire rt/jnor/ que par l'expérience; cependant celleci n'a trouvé d'exception dans aucun cas particulier.
Les mêmes principes nous font admettre que les plantes peuvent transformer les forces, mais non les produire.
Les plantes s'emparent d'une force, la lumière, et restituent une force: la différence chimique.
La logique du principe oblige le naturaliste à mettre le produit en corrélation de cause avec la dépense (ou disparition).
Cette dépense, ou l'absorption de lumière, comme on le sait depuis Saussure, est absolument indispensable à la réduction.
La première question à examiner est celle-ci : la lumière qui tombe sur les plantes vivantes est-elle réellement absorbée d'une autre manière que celle qui frappe des corps morts ; en d'autres termes, les plantes sont-elles moins échauffées par la lumière que d'autres surfaces obscures ? Les résultats d'observations faites en petit paraissent tomber dans les limites des erreurs de pareils essais; mais nous savons familièrement combien une riche végétation est utile pour diminuer l'action des rayons solaires dans certaines contrées. Les feuilles par leur couleur obscure devraient éteindre ou absorber une plus grande partie de la lumière solaire tombant sur elles, que le sol nu.
Si donc, pour expliquer ce fait, l'évaporaiion des
plantes ne suffit pas, la question ci-dessus est incontestablement affirmative; c'est-à-dire que l'absorption de la lumière parles planles diffère de l'absorption par les corps inorganiques.
La seconde question est de savoir comment les plantes peuvent effectuer la différence chimique. Cette différence, comme onl'adéjàvu, est une force physique, égale à la chaleur obtenue par la combustion des plantes. Cette force naît-elle par le procédé de la vie sans dépense d'une autre force donnée? La création d'une force physique, h peine admissible en elle-même, paraît encore plus paradoxale, quand on considère ce fait, que la plante, sans l'aide de la lumière solaire, n'est jamais en état d'accomplirsa mission.
L'action hypothétique de la force vitale enraye toute recherche ultérieure et rend impossible l'application des lois des sciences exactes à la connaissance des phénomènes de la vie. Les partisans de cette hypothèse contraire à l'esprit de progrès qui se manifeste aujourd'hui dans l'étude de la nature, seront repoussés dans le chaos d'une spéculation fantastique et sans frein.
L'auteur compte sur l'intelligence de son lecteur en posant comme axiome le principe suivant qui sert de base à ce travail.
Dans le procédé de la vie Un y a qu une transformation, soit de matière, soit de force ; mais jamais me création de l'une ou de l'aidre.
Admettons donc que la différence chimique ne peut exister sans la consommation correspondante d'une autre force.
On aura la question suivante : cette force consommée est-elle réellement de la lumière solaire seule? ne peut-elle venir d'une autre source?
La supposition que les plantes absorbent, aux dépens de leur milieu, de la chaleur libre, et que cette chaleur produit la différence chimique, serait sans doute la plus acceptable; mais l'expérience contredit cette conjecture et nous apprend que la chaleur seule ne peut jamais entretenir l'action réductive: l'emploi de la lumière reste donc une condition indispensable de celte action. La faculté des plantes, de produire une métamorphose de force physique, paraît donc limitée à celle de la lumière (et de l'électricité ?).
Au temps de la germination, h l'obscurité et en partie aussi durant la fructification, les végétaux attirent de l'oxygène et rejettent en retour un volume à peu près égal d'acide carbonique. La force chimique dépensée ici est représentée par la production d'une autre force.
Quelle est cette forée? Nous sommes en présence de deux cas également possibles. Ou bien la différence chimique se transforme en chaleur libre, comme cela a lieu dans la fructification . Ou bien les plantes transforment la force qui résulte de la différence chimique, à la manière de la pile galvanique, en
autres effets chimiques, décomposition ou combinaison. Dans le dernier cas la plante ne dégage pas de chaleur, ou au moins l'on n'y trouve pas la chaleur correspondante à l'oxydation du carbone.
Si l'on considère la reconstitution d'acide carbonique qui a lieu chaque nuit dans les plantes, on trouvera invraisemblable que ces organismes non-seulement ne soient pas aidés, mais même ne soient pas gênés par les circonstances de leur position géographique ou physique , dans l'accomplissement de leur importante mission d'accumuler de la force.
Les plantes, en rejetant dans l'obscurité, avec un dégagement de chaleur, une partie du carbone dont elles s'emparent à la lumière , font dans le jour deux pas en avant, et en font un eu arrière pendant la nuit.
Grâce au petit angle d'inclinaison de. l'axe lejrestre sur le plan de l'écliptique, et à la vitesse de rotation de la terre, le partage le plus régulier du jour et de la nuit tombe dans la zone de la végétation la plus florissante ; l'absorption d'oxygène dans l'obscurité est absolument nécessaire à la vie .des plantes ; il est donc probable quela force gagnée pendant l'oxydation nocturne du carbone, trouve dans la plante même son emploi le plus important, au lieu d'être rejetée sous forme de chaleur libre.
Des recherches physiologico-chimiques assidues sur la vie nocturne des plantes, et des déterminations expérimentales exactes sur la combustion des
substances végétales pourront seules nous instruire sur cet objet encore ignoré.
La provision de force physique accumulée par l'activité des plantes échoit eu partage à une autre classe de créatures; les animaux vivants s'en emparent, et l'emploient à des buts individuels.
Ils exploitent continuellement le domaine végétal et réuuissent de nouveau la matière primitivement combustible à l'oxygène de l'atmosphère: cette consommation correspond au but caractéristique de la vie animale : production d'effet mécanique, de mouvement, soulèvement de fardeaux, etc. Chez l'animal cette mission est h la fois le but et le moyen de son organisme ; elle est la condition de sa vie.
A la vérité les plantes sont aussi capables d'effets mécaniques; elles peuvent mouvoir et soulever. Mais il est évident que dans le même temps et pour des masses égales, la somme des effets fournis par une plante isolée est infiniment petite comparée à la quantité fournie par l'animal. Ainsi, tandis que dans la plante l'effet mécanique n'a qu'un rôle très-inférieur en quantité et en qualité, la transformation de la différence chimique en effet mécanique individuellement utile , est le signe essentiel et inséparable de la vie animale.
La grandeur du produit mécanique d'un animal est facilement exprimée par un poids élevé à une certaine hauteur.
•i* LE MOUVEMENT ORGANIQUE.
On compte qu'un cheval par la tension de ses muscles pendant 8 heures par jour, peut élever 4,200 kiiog. à la hauteur d'un mètre par minute.
Par heure cela ferait 252,000,
Et par jour 6,048,000.
Le travail momentané ou continu de toutautreaniraàl, est une partie aliquote, ou un multiple du travail de notre cheval normal ; ce qui se rapporte à l'un doit aussi, mulatis mî/Ai/zr/?*, s 'appliquera l'autre.
Dans l'organisme animal il y a constamment ime dépense de forces chimiques. Des combinaisons ternaires ou quaternaires subissent pendant la vie les transformations les plus importantes dans leur constitution ; la plupart, après un temps assez court, sont ramenées à la forme binaire par la combustion.
Cette force, ou son équivalent de chaleur, fournie par les actions chimiques, n'est pas suffisamment déterminée par expérience. Comme il ne s'agit que de l'établissement d'un principe, il suffira de prendre la chaleur développée par la combustion de carbone pur : les nombres obtenus pourront être changés dans l'avenir, quand on aura des connaissances expérimentales plus exactes sur les valeurs des forces chimiques.
Le carbone, d'après Dulong, fournit en brûlant 8,558 calories; le poids soulevé par la combustion de l'unité de poids du carbone à raison de 367 kilogrammètres par calorie, correspondu 3,140,786 kilogr. élevés à 1 mètre.
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Pour exprimer en poids de carbone la force chimique dépensée mécaniquement chez le cheval, on trouve que cet animal dépense environ 13 grammes de carbone par minute de travail.
Un joueur de quilles qui jette un boulet de 8 livres avec une vitesse de 30 pieds, absorbe à ce travail 1/1 0 de carbone.
Un homme qui élève h 2'",S0 un poids de 75 kilogr. use pour cela 0''"',0d3 de carbone; pour monter au sommet d'une montagne de 10,000 pieds ou 3,139 mètres, la dépense, en ne comptant pas la perte d'effet mécanique qui a lieu à chaque pas par le choc non élastique est de 66 grammes environ de carbone.
Si l'organisme animal employait en effet mécanique tout le combustible disponible, les quantités de carbone calculées suffiraient; mais, en réalité, en même temps que la production d'effet mécanique, il y a chez l'animal une production constante de chaleur.
La force chimique contenue dans les aliments introduits et dans l'oxygène respiré, est la source de deux genres de forces, le mouvement et la chaleur, et la somme des forces physiques fournies par un animal est l'équivalent de la somme totale fournie par le procédé chimique qui a lieu en même temps.
Si l'on ajoute, après l'avoir converti en chaleur, tout le travail mécanique fourni dans un certain temps par un cheval, à la chaleur produite immédiatement dans son corps, la somme sera la quantité exacte de chaleur qui équivaut au phénomène chimique.
Ni d'un côté ni de l'aulre, il n'est permis de supposer plus ou moins. Ex 7iihilo nihil fit; ?ul jil ad nihiliim.
La seule cause de la chaleur animale est im fait chimique , spécialement une oxydation.
C'est un des f^^rands mérites de Liebig d'avoir victorieusement combattu tous les doutes que soulevait la vérité de cette proposition résullant des découvertes deLavoisier, Les célèbres expériences de DuLONG et Desprets ne suffisent pas pour démontrer un miracle, la création d'une force physique. Abstraction faite des erreurs de ces sortes de recherches, en voici les raisons.
1. Comme la respiration coïncide avec l'acte chimique dans les animaux, on doit admettre, que l'animal à sang chaud produit pendant sa respiration libre autant de chaleur qu'il en faut pour entretenir sa température constante. Si un animal passe de cet élat à celui de la respiration gênée, alors la production de chaleur doit diminuer, et l'animal devra pendant un certain temps dépenser plus de chaleur qu'il n'en produit.
C'est dans cet état, où la respiration est gênée par la peur, que se trouvaient les animaux dans les deux premières heures des expériences de Dulong et Desprets ; il s'ensuit que dans ce temps les animaux rayonnaient plus de chaleur qu'ils n'en produisaient : ils devaient donc perdre une portion de leur chaleur. (Liebig.)
Aucun doute sérieux ne peut s'élever contre l'exactitude de cet argument. Chacun sait les variations (le température qu'éprouve la surface du corps, sous l'influence de diverses impressions.
Les affections qui dépriment le sentiment réduisent l'opération chimique; la peau se refroidit, car il y a plus de chaleur perdue que de gagnée. Les expériences intéressantes de Scharling (Wohler et Liebig, Annales, \o\.XW) ont démontré la dépendance qui existe entre le travail chimique des animaux et leur état intérieur passager.
Une jeune fille de dix ans, dans le cours prodromique d'une légère indisposition, respirait beaucoup moins d'oxygène qu'avant et après cet accident, et cela dans le rapport de 5 à 8.
Admettre que dans les expériences de Dulong et Desprets la respiration des animaux se soit continuée sans être modifiée par la crainte, et fonder sur une petite différence un résultat aussi grand que le miracle de la force vitale, cela ne mérite pas le nom d'un procédé scientifique.
Lorsque Kollrausch prétend que la masse d'eau [Physiologie et Chimie dans leur état présent, Gœtting, 1844), versée dans l'appareil peut influer de manière à corriger un rapport inexact entre la production et la perte de chaleur, il montre que sa polémique contre l'argument de Liebig l'a conduit à avancer une erreur.
