DU NOMBRE, DE LA SITUATION ET DU MOUVEMENT DES ÉLÉMENTS

Première conclusion. — Il y a quatre éléments, c'est-àdire quatre corps premiers, qui constituent tout le monde suhlunaire; ce sont la terre, Veau, l'air et le feu. C'est ce qu'ont dit presque tous les philosophes anciens et modernes : Ovide le dit en beaux vers (XV . Métamorphoses V. 239), et c'est Pythagore qu'il cite :

Quatuor ceternus genitalia corpora mundus Continet : ex illis duo sunt onerosa suoque Pondère in inferius, tellus atque unda, feruntur : Et totidem gravitate carent, nulloque premente Alta petunt, aer atque aère purior ignis.

Dans ses flancs éternels la nature féconde Contient quatre éléments, principes de ce monde : Deux, c'est la terre et l'eau, entraînés par leur poids, Vers un centre commun gravitent à la fois ; Deux autres, l'air fluide et la flamme éthérée, S'élèvent par nature aux champs de l'empyrée.

Aristote le prouve ainsi par la raison : Le monde étant sphérique, il faut nécessairement qu'il y ait des corps au au centre et que ces corps y soient naturellement portés : l'ensemble des corps destinés au centre , c'est ce qu'on appelle la terre. Et comme tout dans la nature a son contraire , il doit y avoir quelque autre corps porté naturellement vers le lieu le plus éloigné du centre , qui est la circonférence ; ce corps c'est le feu. Or les extrêmes ne se comprennent pas sans les intermédiaires qui les unissent; il faut donc trouver encore deux autres corps , dont chacun soit lié à l'un des extrêmes; celui qui est lié à la terre, c'est Veau; celui qui se rattache au feu, c'est l'air.

Confirmation. D'abord il est hors de doute, pour qui s'en rapporte à ses sens, que ce monde élémentaire contient

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trois sortes de corps principaux^ la terre, Y eau, et l'air. L'expérience prouve aussi qu'outre ces trois genres de corps, il y en a un autre, le feu élémentaire, le seul que quelques savants ne veulent point admettre. Qui ne sait que, comme la terre est portée en bas, le feu tend en haut? La nature n'at-ellepas donné à la flamme cette forme de pointe au sommet, pour qu'elle puisse fendre facilement l'air et gagner le site qui lui convient? Donc nous avons droit de conclure que le siège propre de cette nature est au-dessus de l'air; on peut même penser avec beaucoup d'anciens que là-haut se trouve une masse principale à laquelle les feux partiels d'ici- bas tendent à s'unir, comme les parties à leur tout.

Il faut donc rejeter l'idée de ceux qui voudraient que le soleil fût le principe et Vêlement du feu. Ce n'est point vers lui que se dirigent les feux partiels, ils ne se tournent pas en bas la nuit quand le soleil est sous nos pieds, ils vont toujours droit à la circonférence du ciel.

Objections. 1° Cet immense feu élémentaire consumerait bien vite l'air qui lui serait proche; 2o au moins il échaufferait étrangement l'air et la terre, et il n'y aurait pas d'hiver sur celle-ci; 3° il brillerait la nuit, par suite il n'y aurait point de nuit; ÂP il réfracterait les rayons des astres, car il serait plus subtil que l'air^ et les rayons se réfractent quand d'un milieu plus subtil ils passent dans un milieu plus dense : par conséquent on ne verrait pas les astres à leur véritable place ; 5° les influences froides des astres ne pourraient, à travers ce feu, s'exercer sur nous.

Je réponds : Qu'aucune de ces conséquences n'est à craindre : 1" parce que le feu élémentaire n'a pas à brûler l'atmosphère, pas plus que le feu allumé dans un foyer, bien que fort ardent, ne brûle l'air de la chambre où il se trouve ; 2» s'il est vrai qu'il échauffe les parties de l'air les plus rapprochées, la chaleur décroît peu à peu, et, à cause de la distance, elle n'arrive pas jusqu'à nous, ou du moins elle nous arrive fort diminuée, si bien qu'en hiver le froid de la

lerre et de l'eau l'emporte dans l'air le plus proche de ces deux éléments ; 3° ce feu n'a point d'éclat sensible , parce qu'il est très-subtil , et que la subtilité ôte au feu son éclat et le rend diaphane ; A° il ne réfracte pas les rayons des astres, du moins d'une manière considérable, car la réfraction a lieu quand la transition d'un milieu à un autre est brusque. Or l'air en contact avec le feu élémentaire est presque aussi subtil que ce dernier, et cette subtilité va toujours en décroissant insensiblement jusqu'à nous, comme elle va en croissant vers le feu supérieur; il ne se produit donc qu'une réfraction presque insensible. 5" Les influences froides des astres peuvent aussi bien se produire à travers le feu qui est chaud , que leurs influences chaudes peuvent se produire à travers la région moyenne de l'air qui est toujours froide; car ces influences ne sont point chaudes ou froides formellement , mais virtuellement, et celte force qui les constitue, ils la répandent dans l'objet final à ce disposé, non dans un corps intermédiaire qui ne l'attend pas. Ainsi les rayons du soleil, concentrés par une surface convexe, traversent de la glace et brûlent la matière inflammable au centre où ils convergent, aussi bien que s'ils avaient passé à travers un miroir ardent.

Deuxième conclusion. — Telle est la situation des éléments, que la terre occupe le centre, l'eau est au-dessus de la terre, l'air au-dessus de l'eau, le feu au-dessus de l'air. C'est l'opinion de tous ceux qui admettent la théorie des quatre éléments.

Cela est prouvé d'abord par l'expérience même, ensuite par le raisonnement. Le feu est le plus subtil des éléments et la chaleur raréfie ; le feu sera donc plus léger, la légèreté étant une conséquence du peu de densité. De plus, il a plus de rapport avec les corps célestes, puisqu'il est brillant, actif et essentiellement mobile, toutes qualités qui conviennent à la nature céleste ; il doit donc être au-dessus des autres éléments et plus proche du ciel. Après le feu, Vair, qui

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est plus que les autres analogue au feu, étant plus subtil et plus mobile; Veau ensuite, qui est moins subtile que l'air et moins dense que la terre, et qui cou\Tirait la surface de la terre, si celle-ci était parfaitement sphérique; il en était même ainsi au commencement du monde. Moïse nous apprend que Dieu l'a réunie dans des parties plus basses qu'il a creusées pour elle au milieu des terres, pour faire la place aux animaux et aux plantes.

La terre enfin est le plus dense des éléments^; elle est obscure, inerte , froide, et par là plus que tout autre différente des cieux : sa place naturelle est donc au point le plus éloigné des cieux, c'est-à-dire au centre. Elle s'y trouve suspendue, non par l'effet de forces étrangères, mais par sa propre inclination, qui dirige toutes ses parties vers le centre et leur fait fuir les cieux ; aussi entourée de tous côtés par les cieux, reste-t-elle immobile au centre du monde , observant dans sa masse ce qu'elle observe dans chacune de ses parties, la tendance naturelle vers le centre. C'est ce que dit le roi-prophète (versetO, psaume cm) s'adressantà Dieu: C'est vous qui avez fondé la terre sur sa stabilité, c'est-à-dire dans sa pesanteur et sa solidité ; elle ne penchera point dans tous les siècles des siècles. Fundasti terrant super stàbilitatem suam, non inclinahitur in sœculum sœculi.

On demandera d'abord si Vêlement pesant gravite toujours vers le centre.

Je réponds que la gravitation est l'acte d'un corps pesant ; or un corps pesant a une double action par rapport au centre : Tune, par laquelle il tend vers ce centre ; l'autre, par laquelle il y reste uni , de telle sorte qu'on ne puisse l'en arracher qu'en lui faisant violence. Quant à la première action, la terre ne l'a pas, parce qu'elle est dans son centre, et comme cette première action reçoit plus particulièrement le nom de gravitation, on dit généralement que les éléments ne gravitent pas au centre. Toutefois un corps pesant a pour le centre la seconde action ; il se trouve uni au centre par

toute la force de sa pesanteur, et ne peut en être arraché que par la violence, comme l'expérience le prouve.

Écartons donc la ridicule opinion de quelques-uns , qui font de la terre une sorte d'animal sauteur, se déplaçant de son centre à chaque mouvement qui s'y opère, parce que la suppression du moindre poids suffît pour y rompre l'équilibre; à coup sûr, si la variation d'un poids quelconque donnait à la terre l'occasion d'un mouvement même insensible, comme on le dit, les agitations admirables de l'Océan, ou les vents si violents que l'on entend quelquefois, ou les tremblements de terre qui secouent et bouleversent des régions entières la mettraient sensiblement en mouvement, et jamais on n'a rien vu ni senti de pareil; la portion de ce globe qui est ébranlée, ne communique point son agitation au reste, le globe reste immobile; une partie s'en arrache, s'en sépare violemment, elle s'élève démesurément ou s'abaisse dans des profondeurs, ou se déchire par des fentes sans fond ; mais elle agit seule^ et le globe reste ferme et stable dans son centre; nulle cause, au moins parmi les causes naturelles à nous connues, ne peut l'en écarter, même tant soit peu.

Il est fixé d'abord, comme je l'ai dit, par sa propre pesanteur qui est immense ; et un corps une fois placé à l'état de repos par l'effet de sapesanteur, ne peut pas être dérangé de ce repos par la première force venue. Il faut pour lui imprimer un mouvement quelconque une force mesurée à sa pesanteur : ainsi une masse de plusieurs milliers de li\Tes, mise dans le plateau d'une balance, si elle est au repos, ne se mettra pas en mouvement pour quelques grains dont on la chargera ni pour quelques coups dont on la frappera. Non, la terre ne se meut pas à la suppression ou à l'addition d'un oiseau qui s'envole, et son équilibre n'en est pas changé : cette variation n'est rien, vu la masse où elle s'opère; elle n'y peut apporter aucune perturbation, elle n'a aucune influence sur sa position ni sur son repos.

Mais, comme le poids de l'eau de la mer semble avoir quelque importance relativement à la masse de la terre, surtout quand la mer est agitée , comme aussi les tremblements de terre, quand ils sont violents et grandement éten« dus, pourraient faire craindre pour le principe d'immobilité et d'équilibre qu'elle trouve dans sa pesanteur, on peut sans doute ajouter une autre cause : ce sera la force magnétique, qui, comme je l'ai dit plus haut, réside en la terre même. Par elle la terre occupe une position déterminée dans l'univers, et conserve cette position si constamment que , même quand son équilibre *serait considérablement troublé, par exemple dans les tempêtes , les soulèvements violents de la mer, ou les tremblements de terre, elle ne serait pourtant pas dérangée de la place qu'elle a une fois prise.

On demande en second lieu si Veau ou la mer est plus élevée que la terre.

Quelques-uns répondent affirmativement, et disent que la mer s'élève en ses gonflements plus haut que les plus grandes montagnes; qu'elle reste ainsi suspendue hors de son niveau et ne s'épand point de manière à couvrir la terre, par une sorte de force miraculeuse qui la retient. Mais il est vrai seulement de dire que si la mer est plus élevée que certaines parties basses de la terre, elle est en général contenue par les montagnes comme par desprisons ; onle voit très-bien dans la Zélande, où, s'il arrive à la mer de rompre ses digues, la plaine est inondée; c'est ce que dit aussi saint Basile delà mer Rouge, par rapport à l'Egypte. Du reste la mer, quelque haute qu'elle soit, ne s'élève point au-dessus de ses rivages, et, à plus forte raison, au-dessus des montagnes de la terre, et, si l'on menait une ligne du centre du globe à la surface de l'eau et à celle des rivages, cette ligne serait plus longue pour les rivages que pour le milieu de la mer.

Je le prouve. D'abord, parce qu'il est dans la nature même de l'eau de s'étendre en une surface plane, et de couler vers les pentes inclinées plutôt que de s'élever; si quel-

quefois elle est élevée par l'action d'une force extérieure , aussitôt qu'elle est abandonnée à elle-même, elle retombe et redevient plane : la mer ne peut donc être plus élevée que la terre, ni se gonfler qu'autant qu'elle est dans un état ■violent.

Et c'est à tort que Von dit que la mer peut prendre la forme sphérique, comme une goutte d'eau reste ronde. C'est tout le contraire : La goutte d'eau reste ronde , parce que les molécules d'eau , liées par une certaine affinité , ne trouvent pas dans la pesanteur la force nécessaire à les séparer. Mais il suffît d'ajouter à la goutte d'eau quelques gouttelettes pour que tout s'écoule, le poids aura vaincu la cohésion : donc il est absurde de conclure du fait de la goutte d'eau àcelui d'une énorme masse, comme estl'Océan. Encore moins convient-il d'attribuer ici à l'Océan une force miraculeuse , parce que le miracle serait mis en avant trop gratuitement, et il paraît absolument inutile.

Deuxièmement. Les fleuves se dirigent vers la mer par un cours rapide et spontané : donc la mer doit être plus basse que les parties de la terre d'où viennent ces cours d'eau.

Troisiem.em.ent. Lorsque les navires, sous un vent toujours égal, s'éloignent du rivage, ils n'ont pas la peine qu'ils devraient avoir pour gravir ces prétendues montagnes de la mer élevées au-dessus de la terre ; quand ils reviennent de la haute mer, ils ne sont pas entraînés plus vite, comme ils le seraient si cet élément, déjà si glissant par sa nature, était disposé en pente.

Quatrièmement. Au milieu de la mer s'élèvent des îles nombreuses , qui ne sont pas cependant aussi élevées , à coup sûr, que la plupart des montagnes : c'est ce que prouvent des observations nombreuses et variées, et aussi ce fait que, dit-on, du haut de certaines montagnes les astres paraissent plus grands : ce qui n'a point lieu quand on les observe des îles de la mer.

Cinquièmement enfin. Si la mer s'élevait d'une façon si étrange au-dessus de la terre , le globe ne serait pas sphérique, mais comme bossu dans la partie occupée par la mer; l'ombre qu'il projette ne serait pas exactement ronde , mais ovale : et les éclipses de lune nous montrent le contraire.

Troisième conclusion. — La terre et Veau se meuvent naturellement de la circonférence au centre; le feu, du centre à la circonférence; on doit en dire autant de l'air: par conséquent les deux premiers éléments sont simplement graves; les deux derniers sont légers.

Tel était l'avis des anciens ; telle est aussi communément l'opinion reçue parmi les auteurs modernes , si ce n'est que les plus récents prétendent que Yair aussi est grave, accordant seulement qu'il l'est beaucoup moins que la terre et Veau; autrement dit qu'il n'est léger qu'à l'égard de la terre et de Veau.

Je prouve la conclusion. Le mouvement naturel a pour but de ramener un corps à son lieu propre ; or la place de la terre et de Veau est dans l'éloignement des cieux, dont ces deux éléments sont tout à fait distincts, comme nous l'avons montré , et c'est ce qui rend la terre et Veau centrales vis-à-vis de toute créature; mais le lieu du feu et de Vair est dans le voisinage du ciel, avec lequel ils ont plus de rapports : donc, par leur mouvement naturel, ceux-ci tendent vers la circonférence, ceux-là vers le centre.

Confirmation. Il est dans la nature de la terre et de Veau de se condenser ; au contraire, le feu et Vair tendent à se dilater et à se répandre ; or la condensation agit de la circonférence au centre , la dilatation agit du centre à la circonférence, où l'espace est plus vaste : donc la terre et Veau demandent le centre, le feu et l'air veulent la circonférence.

Par suite , la flamme monte sans effort et avec une éton-

nante rapidité ; par suito encore , quelque léger qu'ait été un corps vivant, le même corps mort devient lourd, les esprits, qui sont d'une nature ignée, s'y étant éteints; ne voit- on pas un homme qui a mangé être plus léger qu'un homme à jeun, un homme bien portant plus léger qu'un malade, un jeune homme plus léger qu'un vieillard, à cause des esprits à la nature aérienne et ignée qui abondent chez les uns et font défaut chez les autres? Nous voyons aussi les vapeurs, les fumées, les exhalaisons, bien plus épaisses que l'air, monter pourtant, à cause des molécules chaudes qu'elle contiennent , et qui soulèvent la masse entière.

On objectera, principalement contre la légèreté de Vair : i° Un sac, lorsqu'il est gonflé d'air, en forme de ballon, est plus lourd que lorsqu'il est flasque : le contraire arriverait si Vair était léger; 2° si l'on met de Vair dans le feu, cet air descend : donc il est lourd par rapport au feu; 3° quand une ouverture se produit dans Veau ou dans la terre, l'air y descend spontanément; 4° enfin, si l'air et le feu étaient portés naturellement du centre du globe élémentaire à la circonférence , ils tendraient à la dissémination de ce globe : car ce globe n'est condensé que par la tendance de ses parties vers le centre; il est, au contraire, disséminé, si ces parties s'en éloignent.

Je réponds à la première objection : L'air dans un sac est comprimé , et devient par là moins léger que Vair libre de l'extérieur : par suite, il semble que le sac acquiert une augmentation de poids; à la deuxième, Vair placé dans Vêlement du feu descend , non par un effet à lui propre , mais par l'effet du feu, qui monte plus activement, comme un morceau de bois remonte du fond de l'eau, parce que cette eau veut descendre au-dessous de lui; à la troisième, l'air descend pour remplir les ouvertures inférieures , pour qu'il n'y ait pas de vide , ou parce que , sous la pression des couches supérieures , il se précipite et se dilate là où il trouve le chemin ouvert ; à la quatrième objection, le globe

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élémentaire se composant d'un centre et d'une circonférence, l'un et l'autre mouvement concourent à le former, et celui de la gravitation , par lequel les corps graves cherchent le centre, et celui de la lévitation, par lequel les corps légers tendent à la circonférence : l'effet de ce dernier mouvement n'est donc pas de détruire, mais , au contraire, de compléter la nature élémentaire.

On insiste avec l'expérience de Torricelli, celle du baromètre. On remplit de mercure un tube de verre fermé par un bout ; par l'autre bout, ce tube est recourbé, plus large, et ouvert à la pointe. Puis on le dresse de manière à ce que le bout fermé, qui est aussi le plus long, soit en haut, l'autre est plus bas. Si le tube a plus de vingt-sept pouces (soixanteseize centimètres) de longueur, le mercure descendra et restera suspendu à la hauteur de vingt-sept pouces. Pourquoi cela? Parce que, dit-on, il est soutenu à cette hauteur par le contre-poids de la colonne d'air qui pèse sur le mercure à travers l'orifice béant de la pointe la moins élevée : il faut sans doute que cette colonne soit immensément élevée, car le mercure est lourd ; mais elle arrive à faire un poids égal à celui de la colonne si courte du mercure : comme une colonne de bois de cent pieds ferait un poids égal à celui d'une colonne de plomb de deux pieds. Cette affirmation se vérifie : Portez le baromètre dans une caverne profonde , le mercure montera ; portez-le sur une montagne, il descendra plus ou moins, toujours suivant l'élévation du lieu : la colonne d'air, en effet, dans les bas-fonds, se trouve plus considérable, et, par conséquent, plus lourde que dans les points élevés. De là vient à cet instrument le nom de baromètre, c'est-à-dire mesure de pesanteur; par son moyen on reconnaît la pesanteur de l'air. C'est ce qu'il fallait démontrer.

Je réponds : i° Cette expérience si vantée sert à établir tout au plus que Vair voisin de la terre est lourd; mais est-ce par sa nature? N'est-ce pas plutôt à cause des parties

de terre et d'eau qui s'y trouvent mêlées , et qui effectivement tendent en bas , comme le limon tend au fond de l'eau? Personne encore n'a résolu ces questions. On accorde pourtant que cette colonne d'une matière qu'ils disent graviter ne s'étend pas au delà de quatre lieues , distance à laquelle parviennent les exhalaisons de la terre et de Veau, tandis que la hauteur de l'air s'étendrait beaucoup plus loin.

2" On ne prouve pas même ce que nous venons de dire ; car, en faisant arriver quelque peu d'air dans la partie supérieure du tube , on voit le mercure descendre subitement et d'une manière considérable. Au lieu d'air, introduisez de l'eau, même en plus grande quantité, le mercure ne descendra pas autant; or, s'il se contenait, équilibré seulement par le poids égal de l'air extérieur supposé gravitant, l'eau , qui est plus lourde , le déprimerait plus que l'air intérieurement insufflé : donc c'est par une autre cause que le mercure reste suspendu.

Disons donc nous-mêmes quelle est cette cause. Tandis que le mercure suspendu dans le tube tend , par l'effet de sa pesanteur naturelle, à descendre , deux choses font obstacle à cet abaissement : d'abord , c'est que l'espace qu'il abandonnerait resterait vide; ensuite, c'est que l'air extérieur ne pouvant parvenir dans la partie supérieure du tube, et se trouvant repoussé du verre qui le contient par le mercure qui descend, subit une pression, est réduit à un espace un peu moindre, et y résiste en retenant autant qu'il peut le mercure. Quand donc le poids du mercure est moindre, c'està-dire qu'il n'arrive pas à la hauteur de vingt-sept pouces, le mercure demeure suspendu tout entier; s'il est plus considérable, ce surcroit de forces suffît pour presser l'air extérieur. D'un autre côté, une tension est produite sur la substance gazeuse de l'intérieur, et celle-ci remplit la chambre barométrique en se développant, comme nous l'avons dit plus haut en traitant la question du vide : ainsi doit -il descendre davantage sur les montagnes, où Vair plus élevé est

aussi plus subtil, et partant plus facilement comprimé , que dans les vallées et dans les profondeurs de la terre; et encore par un ciel pluvieux, parce que les vapeurs de l'air se développant et s'étendant, celui-ci devient plus subtil et plus pur : ainsi dans les plus chaudes régions il s'élève la nuit quelquefois de trois à quatre degrés , soit que l'air extérieur, échauffé par les ardeurs du jour, et raréfié, se laisse comprimer avec plus de facilité, soit que les vapeurs du mercure échauffé se dilatent plus aisément ; enfin , quand on a introduit l'air en petite quantité , la dépression est plus grande , parce que cet air est plus sujet à la dilatation que les vapeurs dégagées du mercure, et surtout que l'eau.

Disons-en autant pour une autre expérience, celle de la vessie , qui , flasque au bas de la montagne , se gonfle insensiblement à mesure qu'elle est portée vers la cime. L'air raréfié et plus pur au sommet de la montagne détermine à la même pureté l'air contenu dans la vessie, et n'oppose plus de résistance à cette dilatation qui lui est naturelle. Par ces expériences et d'autres semblables il n'est donc pas suffisamment prouvé que l'air soit soumis aux lois de la gravitation. Je ne le nie cependant pas absolument, pour ce qui est de l'air infime et tout à fait voisin de la terre , suivant les raisons que j'en ai données.

ARTICLE SECOND