VII. — L'Énergie des êtres vivants et son origine
35. De même que la chimie avait conduit au grand principe de Pindestructibilité de la matière, la physique va nous fournir le principe non moins fondamental de rindestructibilité de Ténergie.
36. Un corps en mouvement, un poids soulevé, un objet chauffé ou électrisé peuvent produire une série d'effets ou, comme on dit, exécuter du travail, qiie n'exécuteraient point le corps immobile, le poids reposant sur le sol, l'objet dont la température ou l'état électrique ne différeraient point de ceux du milieu ambiant. En désignant par énergie la capacité de produire du travail, nous dirons donc que, dans le premier cas, ces objets contiennent plus d'énergie que dans le second.
37. Il y a diverses sortes d'énergie. Nous les ramènerons, avec OsTWALD, à cinq groupes :
1° L'énergie mécanique, qui comprend l'énergie de mouvement, appelée encore énergie cinétique (exemple : une flèche lancée par un arc), et l'énergie de position (exemple : une pierre soulevée, un gaz pressant contre les parois du vase qui le renferme) ;
2° L'énergie thermique ou chaleur (exemple :
un corps chaud) ;
3° L'énergie électrique et magnétique (exemple : un conducteur chargé d'électricité, une pile, un aimant);
4<^ L'énergie chimique et interne (exemple :
un mélange d'hydrogène et d'oxygène) ;
5^ L'énergie rayonnante (exemple : la lumière).
38. Les diverses sortes d'énergie ne diffèrent point entre elles d'une manière absolue, comme les divers corps simples : elles peuvent, au contraire, être transformées les unes en les autres. Ainsi, dans un train brusquement arrêté, il y a transformation d'énergie cinétique en chaleur; dans la plupart des combinaisons chimiques, il y a production de chaleur et d'électricité aux dépens de l'énergie chimique; un gaz qui dépense de l'énergie mécanique en chassant un obstacle se refroidit, c'est-à-dire qu'il perd de l'énergie thermique, etc.
39. Toutes les transformations d'énergie s'accomplissent de telle sorte que, pour une quantité déterminée d'énergie d'une e.-pèce qui disparaît, on constate l'apparition d'une quantité correspondante d'une ou de plusieurs autres espèces d'énergie. Et, lorsqu'il est possible d'opérer ensuite la transformation inverse, on trouve que les énergies nouvelles suffisent précisément à reproduire l'énergie primitive, — comme un pendule sans frottement emmagasine pendant sa descente juste assez d'énergie cinétique pour remonter au même niveau et retrouver ainsi la même énergie de position qu'il avait au début.
* Il y a donc une véritable équivalence entre les énergies qui disparaissent et celles qui apparaissent à un moment donné : quelles que soient les variations d'énergie, le total reste invariable.
40. Tel est le principe de l'indestructibilité ou de la « conservation de l'énergie », dont l'importance est
capitale. Entrevu par Descartes dès 1644, énoncé en partie par Sadi Carnot en 1824, i^ ^ ^^^ nettement indiqué et démontré par Jules-Robert Mayer (1842), puis par Colding (1843), Joule (1843) et surtout par Helmholtz (1847). Clausius Ta formulé en ces termes : L'énergie du monde est constante.
41. L'activité des êtres vivants est-elle soumise à la loi de la conservation de l'énergie? Doit-on les remonter comme une horloge, leur fournir du combustible comme à une machine à vapeur?
42. Assurément, oui. Pas plus chez eux qu'en dehors d'eux, le travail n'est gratuit. Les aliments ne leur servent pas seulement à construire leurs organes; ce sont encore des combustibles, et leur respiration est une combustion (§ 26). D'autres changements physiques et chimiques dont ils sont le siège leur procurent aussi de l'énergie disponible, et, d'une façon générale, « toute manifestation d'énergie mécanique ou autre par un organisme implique la transformation de la quantité de matière organique qui contenait cette énergie à l'état latent » (Spencer).
La quantité de chaleur produite chez les animaux au repos concorde d'une manière satisfaisante avec l'énergie chimique des aliments consumés (Rosen- THAL, 1891); et Hirn (i858), Danilewsky, Atwater (1899) ont pu constater que, dans le travail musculaire, il y a, conformément au principe général, disparition d'une quantité correspondante de chaleur.
43. On voit souvent, chez les organismes, une cause extérieure minime provoquer le dégagement d'une grande quantité d'énergie. Y a-t-il là une disproportion
mystérieuse entre la cause et l'effet, une création d'énergie par l'être vivant?
Cela tient simplement à ce que les organismes ont de l'énergie en réserve, qu'une excitation légère peut mettre en liberté, — tout comme une faible étincelle amène l'explosion d'un baril de dynamite ou comme le moindre choc fait tomber un objet placé en équilibre très instable.
Les ^^s vivants présentent les caractères des corps instables et explosibles.
44. Dans certains cas, il est possible, comme pour une machine, d'arrêt^ tous les rouages d'un organisme et de les remettre ensuite en marche : la vie peut non seulement être ralentie, m^^is complètement interrompue, puis reprise. Les Rotifères, les Anguillules, diverses graines revivent aprèo une dessiccation absolue et prolongée; plusieurs végétaux, des Grenouilles, des Méduses, des Escargots peuvent être ranimés après avoir été transformés en blocs de glace (Sachs, Pflûger, Preyer, Romanes) ou même avoir subi des températures tellement basses (parfois — 120°) qu'aucun phénomène chimique n'y soit plus possible (Pictet). On a été jusqu'à soumettre des graines pendant six heures à l'action de l'hydrogène solide, soit environ à — 258°, sans les tuer (Dewar).
A tous ces points de vue, l'énergie dont disposent les êtres vivants se conduit tout comme celle des corps bruts.
45. Quant à son origine, l'énergie des animaux et des plantes, comme celle de presque toute la nature inorganique, provient du Soleil.
C'est l'énergie solaire qui pompe l'eau des océans et
forme ainsi les rivières; ou qui, échauffant Pair, produit les vents. C'est elle aussi qui, se transformant en énergie chimique dans les cellules des plantes vertes, se retrouve dans leurs matières organiques et se dépense dans tous leurs phénomènes vitaux. Et, comme il a été dit (§ 33), les matières organiques des plantes alimentent ensuite tout le règne animal. Enfin, la houille n'est que le résidu de flores disparues.
46. Grâce au principe delà conservation de l'énergie, nous pouvons suivre l'énergie solaire dans ses multiples incarnations. « La lumière et la chaleur de la flamme, la force de la locomotive, la violence furibonde des chutes du Niagara, la puissance irrésistible du glacier qui avance, la vigueur de nos muscles, le son même de notre voix ne sont rien que de la lumière solaire transformée » (du Bois-Reymond).
47. La comparaison que nous avons faite (§ 34) se justifie donc tout à fait. Il en est du fleuve de la vie comme des fleuves véritables : c'est le Soleil qui en entretient la marche.
OUVRAGES A CONSULTER
Helmholtz. — Wechselwirkung der Naturkràfte, 1872.
Clerk Maxwell. — Matter and Motion (Manuals of elementary science), 1876 [New- York, 2*^ édition, 1892].
Balfour Stewart. — La Conset^ation de V énergie, 6« édition. Paris, 1899 (Bibliothèque scientifique internationale).
Secchi. — L'Unité des forces physiques (traduction française), 2e édition. Paris, Savy.
OsTWALD. — Die Energie und ihre Wandlungen. Leipzig, 1888. — Idem. Vorlesungen ûber Naturphilosophie Leipzig [1905].
O. LoEw. — Die chemische Energie der lebenden Zellen. Munich, 1899 [2® édition, Stuttgart, 1906].
