SUJET DE CET OUVRAGE

de la loi qui nous occupe et de ses applications diverses.

Ce travail, comme on le voit, en dehors de ce qu'il a de neuf, touche à peu près à tout ce que les sciences nous présentent de plus élevé, de plus avancé.

Pour justifier notre entreprise, s'il était nécessaire après les démonstrations que nous donnons, nous rappellerions que, depuis plus de trente ans, nous suivons le progrès de toutes les sciences avec la plus scrupuleuse exactitude, et que nous n'avons pas laissé passer un seul fait important, sans l'apprécier et sans le consigner, soit dans nos ouvrages, soit dans les Revues dont nous étions chargés; notre vie tout entière a été consacrée à l'étude, et spécialement à celle de la physiologie et de la psychologie, qui rentrent spécialement dans cet ouvrage.

Sans ce concours de circonstances, il nous aurait été impossible d'arriver à cette loi, qui comprend sous sa dépendance tant de faits de classes si différentes.

De la transforiuatioiB flu mouvement,

Mouvomont visible et mouvement iavisible; leur transformation; les agents de la nature. — Principaux résultats obtenus; coup d'œil historique; mouvement purement mécanique et mouvement coordonné ; importance de cette distinction.

Un des plus magnifiques, des plus grandioses et des plus féconds problèmes que la science moderne est en voie de résoudre , c'est celui de la transformation du mouvement.

Toutes les sciences, dans leurs progrès, se donnent comme un rendez-vous commun vers cette solution ; elle présente une question à l'ordre du jour d'une manière permanente; il y a peu d'investigations nouvelles qui ne s'y rapportent plus ou moins.

Quand l'esprit pénètre pour la première fois dans la solution de ce splendide problème, il éprouve réellement une des jouissances les plus élevées qui lui soient réservées.

De prime abord on est naturellement porté à attribuer une force indépendante à chaque phénomène, et à multiplier les forces à l'infini. Ce n'est

to

qu'après avoir scruté la nature des mouvements divers que l'on est porté à soupçonner qu'ils pourraient bien avoir une origine commune, et posséder la propriété de se transformer les uns dans les autres.

L'analyse sagace, persévérante et comparée des diverses énergies qui produisent les phénomènes si variés qui se manifestent dans la nature , a conduit les savants à les regarder comme appartenant à une seule et même force, se manifestant diversement, suivant les circonstances.

On a d'abord été conduit à réduire tous les mouvements à un petit nombre de forces avant d'admettre une force unique pour tous; on les classait ainsi : chaleur, lumière, électricité, magnétisme, gravitation universelle, cohésion ou force qui unit entre eux les atomes d'un même élément; affinité, ou force qui unit les atomes de deux ou de plusieurs éléments.

Pendant longtemps le problème resta obscur et mal compris, mais des observations aussi précises que fécondes sont venues le simplifier et le mettre dans un jour nouveau. En sorte que pour la physique moderne, toutes les forces dont nous venons de parler ne sont à leur tour que des modes de mouvement. Une substance impondérable, impalpable, incoercible, répandue partout, nommée éther, occupe l'univers et détermine tous les phénomènes en agissant d'une façon purement mécanique.

Nous sommes en relation avec des mouvements visibles, tels que le transport d'un projectile, la chute d'un corps, etc., et avec des mouvements invisibles ou atomiques et moléculaires qui se manifestent à nous par des phénomènes divers, tels que la lumière, la chaleur, l'électricité, le magnétisme, le son, etc.

Un marteau, par exemple, frappe une cloche; après le choc, le mouvement du marteau s'est éteint, mais il ne s'est pas anéanti; il a passé dans la cloche et s'est transformé en une quantité équivalente de mouvement vibratoire de ses molécules, lequel à son tour passe dans l'air, et la sensation du son que nous éprouvons n^est que l'effet d'une petite fraction de ce mouvement communiqué aux nerfs acoustiques.

On voit dans ce simple fait une série de transmissions et de transformations d'un mouvement visible en mouvements invisibles bien remarquables. « Quant à la nature du mouvement intime des corps, dit le P. Secchi, les atomes étant invisibles, il nous est complètement impossible de la déterminer par l'examen direct; mais l'ensemble des faits indique une agitation continuelle des parties élémentaires, se faisant tantôt suivant des courbes fermées, tantôt suivant des lignes indéfinies, comme il arrive dans un véritable mouvement de projection, et on peut établir, en

CHAriTRE H.

thèse générale, que toutes les molécules des corps sont animées d'un double mouvement simultané de translation et de rotation »

Il suffît, pour l'ensemble de notre travail, de rapporter ici les principaux résultats obtenus dans le sujet qui nous occupe : tout mouvement visible peut se transformer en chaleur, en lumière, en électricité, en magnétisme, et ces quatre forces que l'on nomme à cause de leur vaste manifestation, les agents de la nature, peuvent à leur tour se transformer l'une dans l'autre.

La nature de ces agents qui sont partout, qui agissent partout, était restée si mystérieuse jusqu'à ces dernières années, que les physiciens, non plus que les philosophes, n'osaient se prononcer sur leur nature.

Dans cette incertitude et pour plus de facilité dans l'explication des phénomènes qu'ils présentent, on les considérait comme des fluides impondérables ou impondérés et incoercibles .

On a abandonné cette dénomination, maintenant que ces agents sont mieux étudiés. En physique, à cause de leur importance, on leur a donné le nom générique agents de la nature.

On les définit ainsi : Vélectricité est l'agent qui donne à certains corps frottés la propriété d'attirer les petits corps environnants; le calorique est l'agent

Unité des forces physiques, liv, III, chap. XV.

qui produit en nous la sensation de la chaleur; la lumière est l'agent qui produit en nous la sensation de la vision; le magnétisme (magnétisme minéral), est l'agent qui donne à certains corps naturellement et sans l'auxiliaire du frottement, la propriété d'attirer d'autres corps; l'électro-magnétisme est l'action réciproque de l'électricité et du magnétisme.

A l'heure qu'il est, la science arrive à démontrer que les différences encore récemment admises comme essentielles entre les diverses forces de la nature n'existent pas; que ces forces ont, au contraire, des liens étroits de parenté et de filiation; qu'elles peuvent s'engendrer l'une l'autre, naître les unes des autres; en un mot, que chaque force de la nature peut se transformer en toutes les autres; par conséquent qu'elles ne sont pas précisément des forces initiales, mais des mouvements qui se transmettent et se transforment.

Peu de question ont jeté autant d'étonnement dans l'esprit humain que la transformation de ces diverses forces; elles ont donné les conséquences les plus surprenantes, les plus grandioses et les plus fécondes.

La chaleur produit de la force mécanique et la force mécanique produit de la chaleur. Là où la chaleur disparaît, le mouvement se pioduit, et réciproquement, lorsque le mouvement s'arrête, il y a déve-

loppement de chaleur. Cette transformation s'opère avec une exactitude mathématique.

Pendant longtemps , on a cru que la chaleur était une matière, un (luide qui apparaissait dans une foule de circonstances et dont on ne pouvait se rendre compte. Humphry Davy, chimiste anglais, vit que deux morceaux de glace frottés l'un contre l'autre fondaient peu à peu , même quand on opérait dans une atmosphère au-dessous de zéro; il varia les expériences et établit scientifiquement ce fait important. Ces observations ont eu lieu vers le commencement du siècle.

A peu près à la même époque , le comte Rumford, Américain, frappé de l'énorme quantité de chaleur dégagée par le forage d'un canon à l'arsenal de Munich, où il dirigeait les travaux, arriva à démontrer avec plus ou moins d'exactitude et avec des appareils spéciaux, que la chaleur est une espèce de mouvement, que le mouvement visible ordinaire se transforme en un mouvement moléculaire ou atomique invisible que nous appelons la chaleur. Le principal appareil qu'il construisit pour ses expériences consistait en un cylindre creux en bronze dans lequel entrait un cylindre massif d'acier trempé; cet appareil était placé dans un récipient contenant de l'eau, un cheval faisait tourner le cylindre massif, la température de l'eau ne tardait pas à s'élever et même à entrer en complète ébullilion. Il dit lui-même, en rapportant cette expérience : « Jl serait dilïicile de

décrire la surprise et la stupeur dont furent frappés les spectateurs en voyant une si grande quantité d'eau réchauffée et portée à Tébullition sans feu, quoique, dans un tel résultat, il n'y eût rien d'extraordinaire. Je dois toutefois avouer qu'elle éveilla en moi une joie d'enfant si grande, que j'eusse certainement dû la cacher si j'avais eu l'ambition de passer pour un grave philosophe. »

Les expériences de Rumford sont regardées comme un point de départ important dans la théorie mécanique de la chaleur.

Vers 1839, Séguin démontra le premier qu'il y avait toujours perte de chaleur dans une machine, lorsqu'elle accomplissait un travail.

Mayer, médecin à Heilbronn, reconnut qu'il existe nécessairement une relation déterminée entre le travail exécuté dans la machine animale et la quantité de chaleur dégagée dans les combustions internes. C'est le premier savant, dit le P. Secchi, qui fut appelé à employer l'expression équivalent mécanique de la chaleur.

Mais c'est à Joule, de Manchester, que nous sommes redevables de la détermination de l'équivalent mécanique de la chaleur. Il conclut de ses expériences nombreuses et variées que la quantité de chaleur produite par le frottement, s'il nous était possible de la conserver et de la mesurer exactement, serait toujours proportionnelle à la quantité de travail dépensé. Joule commença ses recherches en 1844.

CHAPlTRE'll.

Ces belles théories expliquent les faits les plus grandioses de la nature comme les plus vulgaires. Citons un exemple. D'après les principes qui reposent sur ces expériences, la chaleur engendrée par un corps qui tombe , croît proportionnellement à la simple hauteur, et par conséquent, aussi proportionnellement au carré de la vitesse : il est clair, d'après cela , que si nous connaissions la vitesse et le poids d'un projectile, nous pourrions calculer sans peine la quantité de chaleur développée par l'extinction de sa force motrice. Ainsi, connaissant le poids de la terre comme nous le connaissons, et la vitesse avec laquelle elle se meut dans l'espace, un simple calcul nous donnerait la quantité exacte de la chaleur qui naîtrait, si la terre était arrêtée brusquement dans son orbite, le nombre de degrés, par exemple, que cette chaleur communiquerait à un globe d'eau d'un volume égal à celui de la terre.

Mayer et Helmholtz ont opéré ce calcul et ils ont trouvé que la quantité de chaleur engendrée par ce fait, suffirait non seulement pour fondre la terre entière, mais pour la réduire en grande partie en vapeur.

Ainsi, le seul arrêt brusque de la terre dans son orbite, amènerait les éléments à l'état de fusion