Physique biologique
Chargé de l’enseignement de la Physique dans une faculté de médecine, nous avons toujours pensé que nous ne remplirions pas complètement la mission qui nous est confiée, si, exclusivement placé sur le terrain de la Physique générale, nous nous contentions d’exposer à nos élèves les lois des Actions moléculaires, de l’Acoustique, de la Chaleur, de l’Électricité, de l’Optique. Aussi nous sommes-nous toujours efforcé de mettre en lumière les rapports des sciences physico-chimiques et des diverses branches de la biologie, de déterminer la part pour laquelle les agents cosmiques (Chaleur, Électricité, Lumière, etc.) interviennent dans les fonctions de l’économie et, en général, dans les phénomènes de la vie ; de montrer comment et *
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combien l’application des principes, des méthodes et des procédés de la Physique générale a contribué et est appelée à contribuer encore aux progrès de la Physiologie, de la Pathologie, de l’Hygiène et même de la Thérapeutique. Les leçons consacrées tous les ans à l’élude de ces questions, dont l’ensemble constitue la Physiqve biologique, est à nos yeux la partie la plus utile et la plus importante de notre enseignement. Les origines de la chaleur produite par les êtres vivants; les phénomènes physiques de la vision, de la phonation et de l’audition; les conditions physiques des climats; l’imbibition, la capillarité, l’endosmose, la diffusion des liquides et des gaz dans leurs rapports avec l’absorption ; l’électrophysiologie ; les conditions et les actions mécaniques de l’économie : tels sont les sujets que nous avons successivement traités dans nos conférences de Physique biologique. Au commencement de la présente année scolaire, il nous a paru que le moment était venu d’élargir le cadre de cet enseignement, d’étudier des questions plus générales et d’un ordre plus élevé.
Dans ces dernières années, les physiciens ont fixé plus fortement leur attention sur les rapports réciproques des diverses forces du monde inor-
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ganique ; leurs efforts ont enrichi la science d’une conquête d’une immense portée. Ils ont démontré que toutes ces forces ont une commune mesure, le travail , et changent sans cesse de forme, sans jamais rien perdre de leur énergie; que la même quantité de force, peut, suivant les conditions au milieu desquelles elle se manifeste, nous apparaître tour à tour sous forme de force vive, de chaleur, d’électricité, d’affinité, etc., etc. Cette grande et belle théorie de la réciprocité des forces , est-elle assez générale pour embrasser les manifestations dynamiques du monde organisé aussi bien que celles du monde inorganique? doit-elle, en un mot, être acceptée comme universelle? Nous avons consacré nos leçons de physique biologique à l’examen de cetle grave question, convaincu que, dans celte voie seulement, nous pourrions trouver la solution du problème, posé depuis si longtemps, de la nature des rapports de la biologie et des sciences physico-chimiques.
Dégagé de toute idée préconçue, prêt à accepter la vérité quelle qu’elle fût, du moment où elle nous serait démontrée, nous sommes entré dans cette étude avec la ferme résolution de la pousser aussi loin que les faits bien observés nous le
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permettraient, et de nous arrêter là où, les matériaux faisant défaut, il n’y aurait- plus place que pour l’hypothèse. — Comme point de départ, nous avons constaté la réalité, que du reste personne ne conteste aujourd’hui, d’un mouvement circulatoire qui entraîne incessamment la matière du monde inorganique au végétal, de la plante à l’animal et finalement la rend au règne minéral qui l’a fournie. — Passant ensuite à l’étude des propriétés des éléments histologiques, nous avons vu que chaque élément, distinct par sa composition et par sa texture, est doué d’une activité propre dont tout démontre les rapports d’étroite solidarité avec les réactions physicochimiques accomplies dans la trame des capillaires généraux. Ces activités nous sont apparues comme des modalités dynamiques spéciales dérivant, par voie de transformation et sans perte d’énergie, de ces réactions physico-chimiques sans lesquelles il n’y a ni nutrition, ni développement possibles. Dans chaque organe de l’économie, les activités propres des éléments histologiques exécutent un travail spécial sous l’influence des conditions extérieures de milieu ambiant; le travail de l’agrégat vivant n’est que la résultante de tous ces travaux partiels. — Nous
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avons ainsi acquis la conviction que la force dont dispose l’animal est tout entière fournie par la combustion des principes alimentaires qu’il emprunte au végétal, et qu’en brûlant, ces principes alimentaires ne font que rendre la force qu’au moment de leur formation, la plante elle-même a empruntée au soleil. — Telles sont les considérations sur lesquelles nous nous sommes appuyé pour repousser, comme une pure et vaine hypothèse, l’existence de cette force indépendante, directrice, surajoutée à l’organisme que, sous des noms divers, les écoles vitalistes ont invoquée pour expliquer les phénomènes de nutrition et de développement.
Entre le monde inorganique et le monde organisé il s’opère donc un échange incessant de matière et de force. De ce principe découlent, comme conséquences nécessaires, la légitimité de l’extension de la théorie de la réciprocité des forces au monde organisé, en même temps que la définition des vrais rapports de la biologie et des sciences physico-chimiques. — Après avoir fourni la démonstration expérimentale de cette double circulation de la matière et de la force, nous avons dû nous arrêter. Le but que nous nous étions proposé était atteint ; il ne nous appar-
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tenait pas de pousser plus loin l’étude des activités propres des éléments histologiques. La recherche des lois de ces modalités dynamiques spéciales, caractéristiques de l’état de vie, rentre évidemment de plein droit dans le domaine delà physiologie pure.
Au milieu des discussions passionnées soulevés par ces questions de physiologie générale, deux tendances également fâcheuses se sont manifestées : les uns repoussent systématiquement les faits les mieux constatés, parce qu’ils sont ou paraissent en contradiction avec leurs doctrines ; les autres s’exposent à compromettre les principes les mieux établis, en leur donnant, au moins prématurément, une extension que l’observation est loin de justifier. D’un côté comme de l’autre, on s’écarte des règles de la méthode expérimentale; on se montre plus préocupéde la défense d’idées préconçues que du triomphe de la vérité. — Le principe de la réciprocité des forces, qui comprend incontestablement tous les phénomènes de nutrition et de développement, qui nous permet de remonter aux véritables origines de la force dont l’animal dispose, peut-il, dans l’état actuel de la science, être légitimement étendu aux Manifestations psychiques? Telle est
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la question qui divise aujourd’hui les physiologistes, et sur laquelle nous demandons à nous expliquer en toute franchise.
Nous avons dit que les manifestations fonctionnelles d’un organe sont la traduction du travail accompli par l’action simultanée des activités propres de ses éléments histologiques et des conditions extérieures de milieu ambiant. Nous tenons cette proposition pour démontrée, tant qu’il s’agit d’organes tels que le foie, le rein, le pancréas, le muscle, etc. Malgré la différence de forme , il y a identité de nature, commune mesure, entre les résultats (formation d’une substance chimiquement définie, pression, poids soulevé, communication de mouvement) auxquels leurs fonctions aboutissent, et les réactions physico-chimiques d’où dérivent les activités des éléments histologiques. Nous en dirons autant du système nerveux considéré dans ses rapports avec les divers organes de l’économie; pour nous, en effet, l’intervention du système nerveux dans les fonctions de ces organes se borne à une simple modification des conditions au milieu desquelles s’opère le conflit de l’oxygène et des matériaux combustibles du sang.
L’observation pathologique et l’expérimenta-
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lion physiologique nous ont appris que les manifestations psychiques cessent d’être normales, régulières, toutes les fois que le cerveau est lésé dans sa composition ou dans sa texture; que même le développement plus ou moins complet des facultés psychiques est, sinon d’une manière absolue, du moins pour une large part, subordonné au volume et à la configuration du cerveau. Nous savons en outre, le fait ne saurait être contesté, que les combustions internes sont plus intenses et les éléments histologiques du cerveau plus actifs, pendant toute la durée de la manifestation psychique. L’organe cérébral travaille donc pendant que l’être vivant réfléchit, pense, compare, veut, etc., etc. Ce travail est une condition nécessaire, incontestable de la manifestation psychique. En est-il la cause suffisante? Voilà la vraie question.
« Ces efforts (les manifestations psychiques) considérés comme purement moraux, dit Lavoisier, ont quelque chose de physique et de matériel qui permet, sous ce rapport, de les comparer à ceux que fait l’homme de peine. » Cette belle proposition exprime une analogie, un rapprochement, mais non une identité; telle que l’a formulée le génie du créateur de la chimie moderne,
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elle est parfaitement exacte. — Le travail effectué dans l’organe cérébral représente le quelque chose de physique qu’il signale dans le phénomène psychique. — L’effort de l’homme de peine coïncide aussi avec un travail dans les masses musculaires et, sous ce rapport, est comparable à la manifestation psychique qui, elle aussi, est un effort. Mais de cette ressemblance incontestable, si justement signalée par Lavoisier, sommes-nous en droit de conclure à Y identité de ces deux genres d’effort ?
A toute contraction musculaire correspond un excès de combustion, une production de chaleur, dans l’organe en action ; la contraction aboutit à un travail mécanique extérieur. Le travail intérieur (combustion, chaleur dégagée) et le travail extérieur (poids soulevé, vitesse communiquée) sont d’ordre différent, mais au fond de même nature, ont une commune mesure. L’observation démontre qn’il y a équivalence entre le travail extérieur produit par le muscle et la chaleur consommée, transformée pendant la contraction. — En présence de ces faits, nous n’hésitons pas à l’affirmer : La combustion effectuée dans les capillaires des muscles n’est pas seulement la condition de l’effort de l’homme
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de peine, c’est la cause suffisante de cet effort, c’est la source de toute la force développée par les masses musculaires.
Du côté du cerveau, il y a aussi accroissement de l’activité de combustion, production de chaleur; cette chaleur transformée devient activité des éléments histologiques de l’organe ; en même temps, il y a manifestation psychique. Entre ce travail intérieur et l’effort psychique, il y a coïncidence constante; le premier est évidemment une condition du second. Mais quel rapport autre y a-t-il entre une combustion et une manifestation psychique? quelle commune mesure trouver entre une quantité de chaleur consommée, disparue, et une pensée émise ou simplement conçue? Tant que cette commune mesure ne sera pas trouvée, nettement démontrée, nous ne nous sentirons pas autorisé à affirmer que le travail cérébral et la manifestation psychique concomitante diffèrent seulement par la forme; que ces deux efforts sont au fond de même nature ; que le premier est la cause suffisante du second1. Sans doute la marche, si
1 « La science, dit M. le professeur Sehiff, ne possède pas un seul fait direct, expérimental, apte à indiquer que la transforma lion des impressions en perceptions est un phénomène soumis aux lois générales du mouvement. »
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rapidement ascendante, de la biologie permet d’espérer que toutes ces obscurités disparaîtront un jour de la science. Guidé par le principe de la réciprocité des forces, nous avons pu nous élever successivement des réactions physico-chimiques accomplies dans les profondeurs de l’économie aux activités propres des éléments histologiques, et de ces activités combinés avec les influences extérieures aux manifestations fonctionnelles de l’être vivant. Mais, avant de tenter un pas de plus dans cette voie, avant de faire un nouvel appel au principe de la réciprocité des forces, nous devons attendre que la question de la légitimité de l’application de ce principe à la recherche des vrais rapports du travail cérébral et de la manifestation psychique concomitante soit définitivement vidée ; l’observation peut seule nous fournir les matériaux nécessaires à la solution de ce difficile problème.
En présence de nos élèves, dans l’amphithéâtre de la Faculté de médecine, après avoir développé les lois générales de la physique et leur avoir fait connaître les principes définitivement établis qui doivent leur servir de guide dans leurs recherches et dans l’interprétation des faits particuliers, nous nous sommes tou-
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jours imposé le devoir de leur signaler les points obscurs, les desiderata de la science. De si haut qu’elle descende, de quelque bouche qu’elle sorte, une assertion dénuée de preuves n’a au fond d’autre valeur scientifique que celle d’une hypothèse à vérifier. Persuadé que constater une lacune, mettre en relief une difficulté, appeler fortement l’attention sur un problème posé et non résolu, c’est éclairer le présent, et préparer l’avenir en provoquant de nouvelles recherches, nous avons dû préciser ici, comme nous l’avons fait dans nos leçons, les limites au delà desquelles l’état actuel de nos connaissances ne nous paraît pas permettre aux physiologistes d’étendre légitimement la ‘théorie de la transformation des forces. La méthode expérimentale peut seule nous donner une définition nette et complète des rapports de la biologie et des sciences physico-chimiques ; sachons l’interroger sans idées préconçues, et rester fidèles à celte belle devise de Newton :
Hypothèses non fingo.
