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noms de Helmholtz, de Soret ou de Marey évoquent suffisamment de conquêtes dans les applications de quelques branches de la Physique à la Biologie pour que l’on puisse s'étonner du sommeil relatif où sont restées longtemps, entre autres, celles de l’Optique moléculaire. D’une manière générale, il pourrait paraître étrange qu’il n’y eût pas eu plus de physiciens qui eussent été assez curieux des phénomènes intimes de la vie pour y adapter l'emploi de leur science, et qu’il n'y eût également pas eu plus de biologistes pour s'intéresser au choses de la Physique au point de leur emprunter des armes nouvelles de combat ; mais à bien réfléchir cet état de choses paraît n'avoir été qu’une conséquence assez naturelle des directions très dissemblables qu'ont prises deux disciplines d'esprit, depuis longtemps sans point de contact.

Il est bien évident que les physiciens, tels que les a justement formés la Physique classique, ont toujours eu intérêt à opérer sur les produits homogènes et purs, dans des conditions nettes et bien définies, en réduisant à un très petit minimum le nombre des paramètres du problème ; ils ont acquis à bon droit le désir de l'expérience « propre », où l'élimination méthodique du hasard permet le magnifique développement des précisions poussées à l’extrême ; ils ont pris une méfiance nécessaire du produit sur la pureté duquel on a des incertitudes, des complexes hétérogènes où des facteurs inattendus viennent brouiller les décimales, des groupements de phénomènes en apparence sans liens où la mémoire doit suppléer aux raisonnements pleins d’hiatus. — Or les faits biologiques ne relèvent guère encore que de ces cas-là, et ils s’écartent ainsi notablement des circonstances de la Physique usuelle. Leur Physique, sauf des points tout à fait particuliers, est celle des corps hétérogènes, Physique toute nouvelle et encore à peine explorée, quoique des recherches comme celle de Christiansen par exemple aient pu faire voir tout l'intérêt qu’on en pouvait espérer. Dans le fait biologique, il y a le plus souvent encore impossibilité à séparer les facteurs, dont la liaison fait précisément la caractéristique actuelle du phénomène vital. La conséquence en est que les instruments et les techniques, qui forment l’arsenal usuel des laboratoires de Physique, ne semblent plus s'adapter à ces phénomènes nouveaux, pour la plupart d’ailleurs d’un ordre de grandeur très différent de celui qu’on a coutume d'étudier ; les techniques classiques, faites pour s'appliquer à des cas simples, sont ici d’une précision beaucoup trop grande, à laquelle il serait encore imprudent de prétendre dans une matière aussi complexe : il s’ensuit qu'instruments, techniques, théories mêmes, il est nécessaire de presque tout adapter, refondre aux dimensions nouvelles. Cela fait une sorte de Physique inférieure, pleine de tâtonnements et d'incerti-

tudes, où l'on hésite encore sur les unités sans même entrevoir les dixièmes, et dont l’abord est très loin de plaire à l’esprit net du physicien formé, qui se demande inévitablement si, pour faire de bonne Biologie, il est absolument nécessaire de faire de mauvaise Physique.

Du côté des biologistes, en quête perpétuelle de tous les moyens pos” sibles d'explorer leur domaine sous tous ses aspects, les raisons ont été d’un autre ordre. Il faut probablement le chercher, principalement, dans l'absence de cadres universitaires correspondant à des Sciences naissantes, qui en rend les débuts difficiles par le manque de laboratoires mixtes adaptés aux nouvelles recherches et par le défaut d'entraînement qui en dérive. Beaucoup de ceux en outre qui auraient volontiers obéi à la tentation d'entreprendre des études de Physique se sont certainement vus forcés d'y renoncer, el n’ont pu que regretter de n'avoir pas jusqu'alors, au milieu de recherches qui les avaient absorbés dans des voies différentes, trouvé le temps ni l'occasion d'acquérir les notions de Mathématiques nécessaires pour entrer en contact avec la Physique d’une manière un peu approfondie; quelques-uns aussi. il faut bien le dire, qui auraient peut-être eu le loisir de le faire, ont préféré suivre vis-à-vis de ces Mathématiques la défiance un peu trop rigoureuse de certains biologistes qui, ayant cru voir en elles autre chose qu'un merveilleux instrument de travail, se sont persuadés que leur immixtion dans une Science en fait forcément quelque chose d'irréel, Or, pour les uns comme pour les autres, vouloir faire actuellement de la Physique en s’abstenant des Mathématiques, c'est vouloir faire de la peinture quand on est daltonien.

Assez pauvres raisons que tout cela, à la réflexion. Des barrières très vraisemblablement virtuelles, mais que des hasards malencontreux ont fait croire infranchissables, ont sans doute empêché beaucoup de bons travailleurs de se donner l'éducation mixte par laquelle ils eussent pu se montrer utilement sous le double aspect d’un physicien et d’un biolagiste. C’est un grain de sable qui à suffi pour détourner le courant d'un fleuve, et l’on ne peut que regretter la somme de faits et d'idées que nous avons dù perdre par là. La conséquence de cet état de chose est évidemment que l’on doit rendre doublement justice aux Brücke, aux Bütschli et aux Engelmann qui ont tenté de sortir des voies communes et de poser, sinon de résoudre, les premiers énoncés des problèmes d’une Science nouvelle.

Le présent mémoire est le résumé des recherches que j'ai effectuées

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depuis quelques années (1905-1910) dans divers laboratoires et en particulier à la Station biologique de Roscoff. Etant donné l’importance qu'ont prise. vis-à-vis des caractéristiques moléculaires, les propriétés optiques des corps, ainsi que l'intérêt des rapports que plusieurs auteurs ont jugé nécessaire d'établir entre diverses caractéristiques de l’optique musculaire et les phénomènes élémentaires de la contractilité, il m'a semblé que l'étude systématique des propriétés optiques du muscle devait conduire à des notions indispensables sur la structure de cet élément et sur son fonctionnement. Mais la complication inévitable des techniques, du fait de l'introduction d’un élément cinématique nécessaire pour l'observation même de la contraction, comme aussi l'obligation d'établir avant tout une sorte de base d'opérations stable permettant de délimiter les phénomènes optiques à étudier, m'ont déterminé à séparer en deux parties la publication de ces recherches. Le présent volume représente l'étude du muscle au repos, en extension : c'est en somme « l’Optique statique » du muscle; la seconde partie de ces expériences, qui sera publiée ultérieurement, en comportera, si l’on veut, « l’Optique cinématique », — les variations des propriétés optiques pendant le mouvement du muscle à partir de l'élat de repos.

Les matériaux de ce travail ont été divisés en cinq parties ; les quatre premières, examinent successivement toutes les propriétés optiques fondamentales du muscle et de la fibre musculaire : l'absorption, l'indice de réfraction, les images des fibres enlumière ultra-violette, les spectres de diffraction produits par les stries, la structure ultra-microscopique de celles-ci ; et dans la quatrième partie, la plus considérable, les réactions du muscle en lumière polarisée. J'ai été amené à critiquer dans cette quatrième partie, par une longue série d'expériences, la théorie célèbre d'Engelmann sur les rapports entre la contractilité et la biréfringence, et j'ai tenté de montrer que, dans les divers éléments contractiles (cils vibratiles, flagelles, etc.), il est préférable de ne pas admettre la généralité de la relation posée par le grand physiologiste. Enfin, dans une cinquième partie, j'ai condensé les principaux résultats que l’étude de l’optique musculaire peut apporter à la connaissance de la structure du muscle, et j'ai essayé de les utiliser dans une tentative de théorie de la striation.

Comme on le voit, plutôt que de creuser spécialement une seule question, comme par exemple la propriété de biréfringence, en ne perdant point un instant en dehors de celle-ci, j'ai tenu au contraire à passer en revue, füt-ce plus sommairement, toutes les propriétés importantes de l’optique du muscle. Cette méthode a été, dans d’autres cir-

constances, souvent critiquée, mais Je reste convaincu que malgré son apparence superficielle elle donne une base beaucoup plus solide et plus homogène pour les recherches ultérieures. IL est extrêmement important, à mon avis, que ce soit le même œil qui examine les diverses faces de la question : c'est la seule manière d'éliminer les différences entre les coefficients d'erreurs personnelles dans ces problèmes si délicats. Les propriétés optiques sont étroitement liées et intriquées les unes aux autres, et beaucoup de difficultés dans des recherches analogues ont été dues uniquement à l'excès de spécialisation du travail, comme celles où l’on aboutirait par exemple en étudiant la biréfringence d’un corps sans aucune notion sur ses indices de réfraction ou son absorption. Inversement, la base d'opération générale étant suffisamment établie, rien n'empêche, bien au contraire, de se spécialiser ensuite sans hâte pour poursuivre tel ou tel détail qu’on n’a pu qu’entrevoir dans la première revue d'ensemble : Défrichons d’abord la surface du champ, nous ie labourerons ensuite à loisir.

Ces recherches, par la multiplicité de leurs faces, m'ont entraîné à toutes sortes de problèmes annexes de Physiologie générale, et surtout de Physique pure, voire même de Mathématiques, où l’on est bien loin des fibres musculaires et même, semble-t-il, de la Biologie. Je n'ai pas cru devoir séparer les principaux de ces problèmes du reste de mon travail dans cette publication. Si l’histologiste peut, sans regrets et sans craintes, sauter les quelques pages qui leur sont consacrées, le physicien biologiste me saura peut-être gré de ne pas les avoir passés sous silence : ces questions élémentaires risquent de se présenter à chaque instant dans les problèmes de Physique cytologique, et il était nécessaire qu'on les traitât au moins une fois, même très élémentairement.

D'aucuns me reprocheront, enfin, la longueur des chapitres de technique précédant une expérience relatée brièvement en quelques lignes. En pareille matière la technique doit avoir, comme temps et comme valeur, une importance primordiale : il faut souvent passer plusieurs semaines, même plusieurs mois, à la mise en train et au montage d'une expérience qui durera elle-même à peine quelques heures, et qui se résumera en dix lignes de texte ; l’économie de quelques-uns de ces instants de préparation où l’on essaye péniblement de laisser le moins de facteurs au hasard, peut avoir trop de conséquences désastreuses au point de vue du résultat : que l’apprentissage durement acquis puisse au moins ne pas servir exclusivement à un seul travailleur.

Qu'il me soit permis, en terminant cette introduction, de remercier

tous ceux qui, à des titres divers, m'ont facilité ces recherches. Je n'ai pas de mots pour exprimer la profonde gratitude que j'ai acquise vis-à-vis de M. le Prof. Delage, dont la bienveillante sympathie n’a cessé de me suivre et de me soutenir depuis les débuts de mon admission dans ses laboratoires de Roscoff et de la Sorbonne ; M. le Prof. Hérouard a, pour des raisons analogues, droit également à ma grande reconnaissance. M. le Prof. Lippmann m'a fait le grand honneur d’accepter la présidence de cette thèse, que le Conseil de la Faculté m'a permis de publier en m’accordant, en 1910, une subvention Commercy. Je m'en voudrais de ne pas citer aussi ceux qui, soit en me facilitant l'accès de leurs laboratoires où les nécessités multiples de mon travail m'avaient conduit, soit en m’accordant leurs conseils éclairés, m'ont mis à même de mener au bout la tâche que j'avais entreprise : MM. les Prof. Bouty, Prenant, Pruvôt, Wallerant, Franck, Dubois, Maillard, ainsi que mes excellents collègues et amis L. Chevroton, E. Bauer, J. Carvallo, qui ne m'ont pas ménagé leur aide aux moments difficiles. Je ne dois pas oublier enfin le dévoué personnel de nos laboratoires, en particulier Joseph Jezéquel, et le regretté Marty.