LIBRAIRES DE L ACADEMIE DE MÉDECINE 120, BOULEVARD SAINT-GERMAIN

Tous droits de traduction et de reproduction réserves pour tous pays.

WELLCOME ÎWSTITÜTE

Ü3RARY

Coll.

Col

No.

INTRODUCTION

Lorsque je commençai à réunir les documents qui m’ont servi à écrire ce petit livre, je me proposais de ne traiter que la question du travail musculaire..

Je m’aperçus bientôt que ce sujet ne pouvait être exposé isolément. Il fallait supposer au lecteur la connaissance de diverses questions connexes, et je n’aurais pas atteint' mon but qui était d’en rendre la lecture abordable à tout le monde.

L’étude du travail musculaire est en effet intimement liée à celle de la chaleur animale et par suite à celle de la respiration et de l’alimentation. Il faut de plus posséder certaines notions de physique et de mécanique, d’ailleurs assez simples. Ce sont ces dernières qui sont généralement les plus étrangères aux biologistes, et j’ai cru devoir les rappeler avant d’aborder le sujet qui est mon véritable objectif.

Ce fut la partie la plus pénible de ma tâche.

Non pas que le sujet en lui-même soit hérissé de difficultés, mais j’étais limité par les moyens que je pouvais mettre en œuvre, par les outils dont je pouvais me servir pour exécuter mon travail.

Pour se communiquer leurs pensées, pour fixer les idées et développer la suite des raisonnements, outre la

INTRODUCTION

parole, les hommes ont recours à des procédés graphiques comme l’écriture ou le dessin, qui bien employés simplifient admirablement les démonstrations. On sait combien un croquis, même imparfait, est souvent précieux pour décrire un chemin à suivre, faire comprendre la structure d’un objet ou expliquer un dispositif d’appareil.

Cependant, en se limitant à ces méthodes, les raisonnements se compliquent souvent à l’extrême, deviennent presque impossibles à suivre, alors que l’emploi des conventions et des symboles mathématiques les éclaire immédiatement. Malheureusement la connaissance de ces méthodes est peu répandue en France parmi les biologistes de la génération actuelle. Cela tient en grande partie à l’idée erronée que pour les acquérir il faut une tournure d’esprit spéciale. Tout homme qui a le jugement sain et par suite la faculté de suivre un raisonnement est capable de comprendre les méthodes mathématiques, ou tout au moins la partie de ces méthodes qui sont d’une application courante dans la pratique habituelle des sciences biologiques. Si ce résultat n’est pas atteint, c’est que l’enseignement est mauvais.

Celui qui a pris la peine de prendre connaissance des conventions et méthodes mathématiques élémentaires résout avec facilité des problèmes presque inabordables pour celui qui ne les possède pas, il a l’avantage du lettré sur l’illettré.

Une croyance également répandue dans certains milieux est que l’étude des mathématiques fausse le jugement. Comment l’habitude de suivre un raisonnement juste et précis pourrait-elle produire ce résultat? La vérité est que certaines personnes ont une tendance à perdre de vue le fait qu’elles ont exprimé par une for-

INTRODUCTION

mule. Elles ont une fâcheuse tournure d’esprit et, bien entendu, l’étude des mathématiques ne les corrige pas. Comment penser que le fait de mettre un outil excellent entre les mains d’un homme de jugement puisse troubler son cerveau! Il y a des hommes qui raisonnent mal, qui malgré cela peuvent faire un calcul rigoureusement exact; ils ont appris à manier un outil, mais ils continuent à être des esprits faux ; avec un bon outil dont ils ont le maniement matériel ils feront un travail absurde. Il ne faut pas condamner l’outil, car le voisin s’en servira à propos.

Quoi qu’il en soit, je n’ai pas eu le choix des moyens. En maintes occasions, j’ai dû développer en une demipage ou même plus un raisonnement que par un graphique mathématique j’aurais pu condenser en une ou deux lignes et présenter ainsi plus clairement dans son ensemble. Mais, comme je l’ai dit, j’ai tenu avant tout à rendre la lecture de mon livre accessible à tous les biologistes. C’est sur quoi j’ai concentré tous mes efforts, et pour cela je n’ai fait usage que des procédés reposant sur l’emploi des opérations d’arithmétique. Il suffît déliré les raisonnements lentement, en ne sautant aucun passage, pour pouvoir les suivre.

Une lacune peut causer dans la suite de grandes difficultés de compréhension.

Je me suis assuré que mon but était atteint en soumettant les parties qui m’inspiraient quelques doutes à la lecture de personnes étrangères aux mathématiques et faisant les corrections nécessaires.

A plusieurs reprises je me suis demandé s’il y avait avantage à suivre la méthode historique ou à en venir immédiatement à l’état actuel de la science, en ne don-

INTRODUCTION

nant que les résultats considérés comme définitivement acquis.

.fiai en général, pour diverses raisons, rejeté ce dernier procédé. En premier lieu il est toujours vain d’affirmer que nous sommes arrivés à la vérité définitive, que le fait considéré par nous comme établi ne subira aucune modification dans la suite; il y a donc utilité, très souvent au moins, à suivre le chemin qui nous a mené à l’état actuel.

En second lieu, sans entrer bien entendu dans le détail banal de toutes les erreurs qui ont pu être commises, il peut être très instructif de voir par quelle série de tâtonnements il a fallu passer pour arriver à établir un fait qui aujourd’hui nous paraît l’évidence même. On comprend mieux alors les luttes qu’il a fallu soutenir pour faire triompher la vérité scientifique, et l’on voit à quel point des savants éminents, parfois des hommes de génie, se sont laissé leurrer par de vaines théories. On fait même cette constatation extraordinaire que souvent ce sont les théories les plus absurdes qui ont eu le plus de succès, et que la vérité a eu d’autant plus de peine à s’imposer qu’elle était plus éclatante. La théorie a trop souvent dominé le fait et le mystérieux a toujours séduit les hommes. Aujourd’hui même, sommes-nous bien certains de n’avoir pas, dans notre bagage scientifique, quelque phlogiston ou quelque acidum pingue comme les savants du xviiic siècle?

Le développement historique des grandes découvertes met en évidence la fragilité des théories des plus ingénieuses et la valeur des expériences bien faites dont la moindre a parfois servi de point de départ aux travaux les plus importants. Aussi les plus grands génies se sontils parfois contentés d’énoncer le résultat de leurs obser-

INTRODUCTION

vations sans l’appuyer d’interprétations hypothétiques. Après voir formulé la loi de 1 attraction universelle, Newton ne dit rien de ses causes possibles. Dans le Discours préliminaire du Traité de Chimie de Lavoisier, nous lisons, à la page o, cette phrase qu’il est bon de méditer :

« Cette loi rigoureuse, dont je n’ai pas dû m écarter, de ne rien conclure au delà de ce que les expériences présentent, et de ne jamais suppléer au silence des faits, ne m’a pas permis, etc. »

Certes la recherche demande à être guidée. L’idée qu’un savant se fait d’un phénomène doit résulter de la comparaison des résultats acquis. La théorie, conséquence de cette coordination, est un fil conducteur précieux, elle aide puissamment le chercheur dans la poursuite de la vérité et lui suggère des expériences nouvelles, mais son but doit être de contrôler ses idées, non pas de les confirmer. L’histoire des sciences nous apprend que les théories les plus ingénieuses n’ont la plupart du temps qu’une valeur éphémère, elles peuvent servir tant qu’elles sont appuyées par les faits, rien n’est aussi dangereux que de vouloir faire rentrer des résultats nouveaux dans des cadres tracés d’après une idée préconçue.

Les résultats expérimentaux eux- mêmes n’ont d’ailleurs pas la valeur de vérités absolues, ils dépendent de 1 opérateur, des méthodes employées, du degré d’approximation des appareils de mesure et de causes qui nous échappent dans l’état actuel de la science.

Le développement historique d’une grosse découverte a encore une autre importance. Il montre bien comment ont procédé les hommes de genie qui en ont ete les bons artisans et quelles difficultés ils ont eues à vaincre.

On peut mieux apprécier alors la valeur des résultats

INTRODUCTION

acquis et entrevoir la route à suivre pour explorer les régions encore inconnues.

J’ai donc cherché à exposer les principaux travaux entrepris sur la chaleur animale et le travail musculaire, dans leur ordre chronologique, suivant le chemin qui nous semble avoir mené à la vérité actuellement admise. J’ai indiqué avec le plus grand soin les sources auxquelles j’ai puisé mes renseignements^-sans m’astreindre à une bibliographie complète. Il m’eût été impossible de revoir tout ce qui a été écrit, mais j’ai lu dans les mémoires originaux tout ce que j’ai utilisé, ayant, à diverses reprises, constaté combien il est dangereux de citer un auteur de seconde main. Malgré mes efforts, il y a trois ou quatre mémoires originaux que je n’ai pu me procurer, ils ne contenaient d’ailleurs pas de travaux de premier ordre et leur lecture n’était pas indispensable; j’ai eu soin, dans ce cas, d’indiquer les auteurs où j’avais pris mes références.

J’ai évité les descriptions fastidieuses d’appareils ; le lecteur qui en aurait besoin pourrait grâce aux indications bibliographiques se reporter aux mémoires où se trouvent tous les renseignements désirables.

A mon regret, j’ai dû donner parfois des tableaux de chiffres plus ou moins étendus. La suite du discours est ainsi interrompue, ce qui entraîne un certain inconvénient, mais le lecteur peut mieux apprécier la valeur des résultats obtenus et des conclusions qui en sont tirées, sans être obligé de se contenter d’une indication parfois trop vague.

Je ne sais si j’ai atteint mon but, il n’a pas été de faire un traité de chaleur animale, mais de mettre mes lecteurs au courant des principes qui dominent les échanges énergétiques chez les êtres vivants.

INTRODUCTION

Dans ces dernières années il a paru un grand nombre de travaux sur l’alimentation, la production du travail musculaire, les échanges gazeux et la chaleur animale; j’ai constaté que beaucoup de biologistes éprouvaient à leur lecture de grosses difficultés, n’ayant pas sur ces questions solidaires entre elles une vue d’ensemble nécessaire. Ne connaissant pas d’ouvrage élémentaire où cette étude puisse se faire, il m’a semblé qu’il y avait une lacune à combler.

J’ai donc écrit ce qui, dans mon esprit, ne constitue, en quelque sorte, qu’une introduction à l’étude des moteurs animés.

Lavoisier fut le fondateur de la chimie moderne, l’auteur de ce que Berthelot a appelé la Révolution chimique. C’est lui qui distingua la matière pondérable, et montra qu’elle ne peut ni se créer ni se détruire, ni augmenter ni diminuer de poids dans les transformations multiples qu’on peut lui faire subir. Nous lui devons l’explication de ce qu’est une combustion et du rôle joué par l’oxygène, soit dans ces combustions, soit dans la respiration, ainsi que l’essentiel de nos connaissances sur la chaleur animale.

Au moment où il entra dans la science, des théories étranges troublaient l’esprit des savants, et des meilleurs; ce ne fut pas l’un des moindres mérites de Lavoisier d’avoir su s’en affranchir et d’avoir apporté les preuves formelles qui les réduisaient à néant.

Cependant les auteurs des Traités de Physiologie faisant autorité vers le milieu du xixe siècle n’ont pas fait ressortir la grandeur de l’œuvre de Lavoisier. Ainsi dans le Traité de Jean Muller l, je n’ai pu trouver que la men-

1. Handbuch der Physiologie des Menschen, Dr Johannes Müller, 2 vol., 1844.

Weiss.

tion suivante : « Lavoisier aurait déjà observé qu’un mélange d’oxygène et d’hydrogène permet aux animaux de vivre comme le mélange d’oxygène et d’azote ». Dans le grand Dictionnaire de Physiologie de Wagner 1 se trouve un article de Yierordt très documenté et très impartial. Lavoisier y est cité au milieu d’une foule d’autres noms et il est impossible au lecteur d’apprécier le rôle qu’il a joué. Gela est si vrai que, dans le Traité de Valentin 2, paru quelques années plus tard, et dont l’auteur s’est manifestement renseigné dans Wagner, c’est à peine si Lavoisier est cité à propos d’un fait secondaire, tel que la température de l’air expiré et son degré de saturation en vapeur d’eau. Il n’y a là aucune question de partialité ou de rivalité nationale, car à chaque page on trouve les noms de Cuvier, Laennec, Legallois, Dumas et Boussingault, Régnault et Reiset, Gay-Lussac, Butîon, etc. Evidemment ces auteurs de bonne foi n’ont pas démêlé la part revenant à Lavoisier dans la grande transformation de la science qui a eu lieu à la fin du xviii6 siècle.

A part quelques rares exceptions, il n’en est plus de même aujourd’hui.

Au moment où Lavoisier parut, la question des éléments se posait encore. De l’eau, de l’air, du feu, de la terre, on ne savait lequel était simple ou composé, c’est à peine si la question se posait; pouvaient ils s’unir les uns aux autres ? on se le demandait, et de bons esprits inclinaient à croire que l’eau pouvait se changer en terre. On savait toutefois qu’il y avait différentes espèces d’airs et de terres. 11 y avait même une série très compliquée de terres, composés elles-mêmes des terres primitives simples, lesquelles étaient au nombre de huit : la chaux, la magnésie, la baryte, l’alumine, la silice, la strontiane, la

1. Handworterbuch der Physiologie, R. Wagner, 5 vol., 1842-1853.

2. Lehrbuch der Physiologie des Menschen, Dr G. Valentin, 2 vol., 1847-1851.

zircône et la terre du béryl; toutes les autres terres et pierres étant formées de ces principes.

L’idée de la transmutation d’eau en terre tirait son origine d’une expérience de yan Helmont et d’une autre de Boyle.

Yan Helmont ayant mis dans un vase 200 livres de terre séchée au four, y planta un tronc de saule du poids de 5 livres et l’arrosa soigneusement, quand besoin en était, avec de l’eau de pluie ou de l’eau distillée. Au bout de cinq ans le saule pesait 1 69 livres 2 onces, et la terre n’avait perdu que 2 onces, d’où Yan Helmont conclut que 164 livres de bois avaient été produites par de l’eau.

Boyle fît une expérience plus directe. Il distilla de l’eau 200 fois et constata qu’à chaque opération il y avait un petit dépôt de terre qui finit par monter à 62 drachmes.

D’autres auteurs s’étaient livrés à des expériences analogues et, malgré l’avis contraire de Boerhave, bien des savants y ajoutaient foi.

Lavoisier en fit d’abord une critique très avisée, puis soumit la question à l’expérience; on voit immédiatement apparaître l’esprit de méthode qu’il apporta dans tous ses travaux.

Il plaça de l’eau distillée dans un récipient de verre clos chauffé au bain de sable. Le récipient avait une forme telle que l’eau distillait et retombait sans cesse dans l’appareil, il ne pouvait s’en perdre. Le récipient et l’eau avaient été soigneusement pesés au début de l’expérience. Au bout de quelque temps l’eau se troubla, puis il apparut un dépôt comme dans l’expérience de Boyle. Après plus de cent jours l’opération fut arrêtée; à l’aide de pesées soigneuses, Lavoisier montra que le vase avait perdu de son poids par attaque de sa paroi. Cette perte de poids se retrouvait dans le dépôt de terre et un corps resté en dissolution dans l’eau. Il n’y avait donc pas eu de transmutation d’eau en terre.

Je rappelle cette histoire, aujourd'hui étrange, pour faire comprendre où en était l’état de la science au moment de Lavoisier et montrer quelle était sa façon d’aborder un problème. 11 savait trouver l’expérience décisive, opérait avec précision et jugeait les choses avec un admirable bon sens. Ce fut sa qualité dominante d’avoir un esprit clair, aussi bien dans son œuvre scientifique que dans toutes les questions de la vie privée et publique.

Cependant l’attention des chimistes était vivement attirée par l’étude des gaz ou des airs, comme on les appelait, et par le rôle que la chaleur jouait dans les opérations chimiques.

Ces problèmes n’étaient pas nouveaux, depuis la plus haute antiquité ils avaient préoccupé les philosophes.

Certainement bien des observations justes ont été faites puis perdues. D’après celles qui nous sont parvenues, Roger Bacon 1 semble être un des premiers à distinguer un air qui est l’aliment du feu d’un autre qui l’éteint; il connaît l’expérience de la lumière qui cesse de brûler dans l’air confiné. Léonard de Vinci 2 soutient que le feu consume de l’air et qu’aucun animal ne peut plus vivre dans l’air qui n’entretient plus la flamme.

Paracelse3 et ses contemporains connaissaient un certain esprit sauvage, « spiritus silvestris », substance élastique qui se dégage des corps dans la combustion, la fermentation, les effervescences. Lui-même croit que c’est de l’air, dont il connaît pourtant bien les propriétés, car il dit : <( S’il n’y avait pas d’air, tous les êtres vivants mourraient. Si le bois brûle, c’est l’air qui en est la cause; sans l’air il ne brûlerait pas. » Comme son contemporain

1. Roger Bacon, né à Ilchester (Somerset) en 1214, mort en 1292 (?).

2. Léonard de Vinci, né au château de Vinci, près Florence, en 1452, mort en 1518 à Clos-Lucé, près d’Amboise.

3. Paracelse ( Philippe Auréole Bombast von Hohenheim dit), né en 1493 à Einsiedeln, mort en 1551 à Salzbourg.

Agricola1, il sait que l’étain et le plomb augmentent de poids par la calcination, mais il ignore totalement pourquoi. Il trouve que l’eau additionnée de vitriol donne lieu, en agissant sur le fer, à un dégagement d’air et va jusqu’à se demander si cela ne provient pas de la décomposition de l’eau. Cet homme étrange fît bien d’autres observations remarquables, mais errant sans cesse du nord au midi, du levant au couchant, tantôt en Suède, tantôt en Espagne ou en Italie, passant par l'Egypte et la Tartarie, obligé, par suite des nécessités de la vie, d’exercer la médecine un jour, le lendemain d’évoquer les morts et de lire dans les lignes de la main, il ne put jamais poursuivre une étude sérieuse et alla finalement périr misérablement, à quarante-huit ans, sur un grabat de l'hôpital de Salzbourg.

Un peu plus tard van Helmont2 reprit l’étude de l’esprit silvestre auquel il donna le nom de gaz , sans doute de geist , esprit. D’après lui, le gaz s’échappe non seulement des matières en fermentation, mais aussi du sel ammoniac, des végétaux pendant la cuisson, de la poudre à canon qui s’enflamme. Il se trouve dans la grotte du Chien, dans les mines, dans la vapeur du charbon, dans l’eau de Spa. Il produit l'enflure des cadavres sous l’eau et pourrait bien être la cause des vents et des rapports. Quand les terres font effervescence avec les acides, le gaz s’en dégage avec une telle force qu’il peut briser les vaisseaux où l’on fait l’expérience. Van Helmont ne pense pas comme Paracelse que le gaz soit de l’air, il inclinerait plutôt à croire que c’est de l’eau en vapeur ou alors la combinaison « d’un acide très subtil avec u n alcali volatil » . Pour comprendre les difficultés avec lesquelles van Helmont était aux prises et s’expliquer ses confu-

1. Agricola ( A Landmann dit), né à Glaucha (Saxe) en 1494, mort en