CHAPITRE r

Période de rantiquité jusqu'à la découverte de Galvani.

§ I. Connaissances des anciens.

Le pouvoir attractif de l'ambre ou succin (yîÀcy.Tpov) était connu (les anciens; Thaïes^ qui vivait six cents ans avant 1 ère chrétienne, en parle déjà dans ses ouvrages. Les faits dont Texplication était au-dessus rfes connaissances de ces temps reculés, et celui-là était du nombre, devenaient autant de mythes dont la poésie s'emparait : c'est ainsi que les Grecs, avides du merveilleux , crurent d'abord que cette substance avait une àme ; mais cette croyance se perdit ixiu à peu quand on eut reconnu que pliiflrurs pieires précieuses

2 DE l'Électricité et du magnétisme.

après avoir été frottées, jouissaient, comme Tambre, de la propriété d'attirer les corps légers qu'on leur présentait (i). ,

Suivant Pline, l'ambre était recherché de son temps pour ses propriétés médicinales, propriétés auxquelles certaines personnes attachent encorq quelcj^e valeur, tant '\\ est difficile d*ei(tirper les ancieps préjugés de la ipémoire des peuples.

De son temps, on connaissait d'autres phénomènes dont Torigine

était la même que celle du pouvoir attractif de l'ambre. On trouve

dans les Commentaires de César le passage suivant (2) :

. «Vers ce temps-là parut dans l'armée de César un phénomène

ce extraordinaire : après le coucher des Pléiades, vers la seconde

a veille de la nuit les pointes des piques de la cinquième lé-

« gion parurent s'enflammer. »

Tite-Live (3) fait mention de deux faits semblables. Les piques de quelques soldats en Sicile, et une canne que portait à la main un cavalier en Sardaigne, parurent en feu. Les côtes aussi furent lumineuses, et brillaient de feux fréquents.

On trouve dans Pline (4-) le passage dont nous rapportons la traduction:

« Les étoiles paraissent tant sur terre que s\\v mer. J'ai vu une « lumière, sous cette forme, sur les piques des soldats qui étaient « en faction la nuit sur les remparts. On en a vu aussi sur les verci gués et autres parties des vaisseaux, qui rendaient un son intela ligible et changeaient souvent de place; deux de ces lumières « prédisaient un beau temps pt un heureux voyage, et en chas- « saient une autre qui paraissait seule et qui avait iin aspect me- « naçant. Les marins appellent celle-ci Hélène; mais ils nomment a les deux autres Cas/or et Pollux, et les invoquent comme des « dieux. Ces lumières se posent quelquefois sur la tête des liom- «mes, vers le soir, et sont d'un bon et favorable présage; mais a ces choses sont au nombre des mystères respectables de la na- « ture. » . ' .

Pline rapporte encore des faits qui prouvent que les Étrusques avaient connaissance du pouvoir des pointes pour soutirer des nuages 1^ niatière de la foudre. Faire descendre le tonnerre ou la piyinilé, ches^ les anciens, était la même chose.

« Dans le moment où TuUus Hostilius évoquait la descente de a la foudre par le procédé de Numa, mais maladroitement, il fut a frappé de la foudre. Qitod scilicet fulminis evocationem imiia-^ (( tum parum rite, Tullupi Hoslilium ictum fulmine (5). »

CUAPITAB l. 3

On trouve oncore dans Lucain ce passage remarquable^ relatif au même sujet (6) :

Aruns disperses fulminis ignés

CoUigit, et terra mœsto cum mwmure condit.

(LUGAN. Phanal, 606.)

a Aruns »^ savant Étrurien^ instruit dans les mouvements du tonnerre y a rassemble les feux de Téclair dispersés dans Tair^ et , au a milieu d'un bruit sinistre, les ensevelit dans la terre. »

Dans le sixième chapitre de la Pharsale, on trouve encore ce passage :

aÉrichthOy la plus savante des Hcmonides^ qui sait^ comme a Aruns, recueillir les feux de la foudre, les éclairs nocturnes : »

Noclurna fulgura captât.

Les anciens connaissaient aussi la propriété que possède la torpille de produire un engourdissement quand on la touche avec la main. Galien en fait également mention.

Plutarque dit que ce poisson fait éprouver un engourdissement aux pêcheurs par l'intermédiaire de leurs filets, et que si l'on verse de Teau sur le corps de la torpille, la sensation se propage jusqu^à la main au moyen de Teau tombante.

Oa se servait de la commotion donnée par la torpille comme moyen curatif dans la goutte et la paralysie, de même que l'on emploie aujourd'hui rélectricité dans des cas semblables, peut-être sans plus de succès.

On ne trouve rien, pendant toute la durée de l'empire. romain, qui soit digne d'attirer l'attention des physiciens sur l'électricité. Les attaques réitérées des barbares et la lutte entre le paganisme et le christianisme , qui devint si vive que Ton quitta les sciences positives, quoique encore dans leur enfance, pour se livrer à des sujets purement spéculatifs, arrêtèrent non-seulement pendant longtemps les études scientifiques, mais finirent même par les anéantir presque entièrement pendant plusieurs siècles. 11 faut aller jusqu'au dix-septième siècle pour commencer à trouver quelques recherches sur le pouvoir attractif de Tambre et de plusieurs pierres précieuses.

4 DE L ÊLËGTBIGITÉ ET D^l MAOËTlbMK.

§ lï. De Véleciricité constituée en corps de science. — Travaux

de Dufaijy de Franklin, e(c,

Gilbert, médecin anglais, publia, vers le milieu du dix-seplième siècle, un ouvrage remarquable pour l'époque, et ayant pour litre : de JUagnete, dans lequel il fit connaître un grand nombre de corps jouissant de la même propriété que Tambre ou succin ; il obsena, en outre, que les effets étaient d'autant plus marqués que Tair dans lequel on opérait était moins humide ; il ne négligea enfin aucune des conditions qui pouvaient exercer une influence sur le dégagement de l'électricité.

Gilbert rassembla donc quelques faits qui, réunis, commencèrent à former un corps de doctrine qu'on appela électricité , dérivé du mot vîXcXTpov , ambre. Lorsque nous parlerons du magnétisme nous reviendrons sur l'ouvrage de Gilbert ; on doit, cependant remarquer que ce physicien est un des premiers dont les déductions théoriques aient été basées sur les résultats de l'expérience.

Vers i670, Otto de Guerike, auquel on doit la machine pneumatique, construisit la première machine électrique, qui consistait en un globe de soufre ou de résine traversé par un axe horizontal, auquel on imprimait d'une main un mouvement de rotation , tandis que l'autre, qui appuyait dessus, produisait par son frottement un dégagement d'électricité plus considérable qu'on n^en avait encore obtenu.

Le docteur Wall (6') décrivit la lumière électrique: cette lumière et le craquement qui l'accompagne, dit-il, paraissent en quelque sorte représenter le tonnerre et les éclairs. C'est la première fois que l'on a comparé les effets de Télectricité à ceux de la foudre.

En d675. Newton (7) trouva que l'attraction électrique se transmettait à travers le verre; dans une des questions annexées à. son 'Jraité d'optique, il exprima Topinion que la production de Pélectricité pourrait bien être le résultat d^un principe éthéré mis en mouvement par les vibrations des molécules des corps (8) . Ce grand homme a peut-être entrevu la véritable cause des phénomènes électriques.

Hawkesbée, vers 1709 (9), s'occupa des attractions et répulsions électriques : il observa le premier l'écoulement de l'électricité dans le vide; il fit aussi connaître la lumière émise en îigitant du mercqre dans un tube de verre vide d'air. On lui doit aussi la substitu-. tion d'un cylindre en verre au manchon de résine ou de soufre dont se composait primitivement la machine électrique.

CIIAIUTRE T. 4

Gray (10) , en 1727, aidé de Wellier, établit la distinclion entre les corps bons conducteurs, comme les métaux, et les corps mauvais conducteurs, tels que la résine, le verre, etc.

Six ans après, Dufay (11), prenant en considération la découverte de Gray, montra que tous les corps, méuie les métaux, peuvent • devenir électriques, pourvu qu'ils soient placés préalablement sur un corps mauvais conducteur, qu'on appelle corps isolant ; mais la découverte qui rendit son nom célèbre (12) est celle des deux principes électriques dont la réunion, en quantités égales, formels fluide neutre ou naturel. Il appela électricité vitrée celle qui est produite par Te frottement des matières vitreuses, et électricité résineuse celle qui résulte du frottement des matières résineuses. Il prouva en même temps que les propriétés de ces deux espèces d'électricité sont de s'attirer Tune l'autre, tandis que les molécules de chacune d'elles se repoussent.

Les dénominations d'électricité vitrée et (ïélectricité résineuse ont été abandonnées depuis que Ton a reconnu que l'une et rautï*e peuvent être produites indistinctement par le même corps, suivant l'état de la surface; on leur a substitué celles d'éiectricilé positive et d'électricité négative, ^

A cette même époque , Dufay tira la première étincelle du corps de l'homme placé sur un tabouret isolant; ce fait inattendu, qui -causa une surprise générale, prouvait seulement que le corps de l'homme, en raison des liquides qui font partie de son organisation, était conducteur de l'électricité.

En 1741 , Boze (12'), professeur de physique à Wurtemberg^ imagina de recueillir Télectricité dégagée par une machine sur des cylindres de fer-blanc suspendus à des cordons de soie ; ces cylindres furent les premiers conducteurs adaptés aux machines électriques.

Winkler (13), à peu près à la môme époque, substitua un coussin à la main' servant de frottoir^ et, sauf quelques modificationssecondaires, Ja machine électrique fut définitivement constituée.

En 1744 (14), on obtenait déjà des étincelles capables de tuer de petits oiseaux et d'enflammer l'éther et l'alcool.

En 1746, Cunéus de Leyde ou Muschenbroek (15) (on ignore lequel des deux) découvrit la bouteille de Leyde: électrisant un jour une bouteille de verre remplie d'eau distillée qu'il tenait à la main, et dans laquelle plongeait une tige de métal en communication avec une machine électrique, il voulut retirer cette tige avec l'autre

6 DE l'Électricité et du magnétisme.

main^ ot ressentit aiissitAi une vive comniotion dans le bras et a poitrine. Cette expérience, qui excita un élonnenient aussi général que celui qu'avait fait naître la première élincolle tirée du corps de l'homine, devint bientôt populaire, et passa du cabinet du physicien sur la place publique dans les mains du bateleur.

Les docteurs Watson et Devis (15') montrèrent qu'en entourant la surface extérieure de la bouteille d'une feuille de métal, la commotion était plus forte. L'abbé Nollet répéta le premier, en France, l'expérience de la bouteille de Leyde sur cent quatre-vingts gardes du corps qui se donnaient la main , dans la grande galerie de Versailles.

Si la découverte de Dufay avait jeté quelque lumière sur le dégagement de rélectricité en général, celle de la bouteille de Leyde fut le point de départ de nouveaux travaux, et notamment de recherches sur les phénomènes d'influence.

Le docteur Watson (15*) remarqua que la forme et la couleur de l'étincelle changeaient suivant la nature des substances d'où elles sortaient.

Plusieurs physiciens français et anglais (15^), frappés de l'expérience de Nollet, essayèrent, mais en vain, de déterminer la vitesse de l'électricité en faisant passer la décharge de la bouteille d'abord dans un fil de- fer de 4,092 mètres de longueur, et ensuite dans la Tamise, sur une longueur de cinq à six mille mètres; mais ils ne purent jamais observer aucun intervalle de temps sensible entre le moment du départ de l'étincelle et celui de l'arrivée.

Électricité atmosphérique. Vers le milieu du dix-huitième siècle, alors que l'on découvrait les principales propriétés de l'éleclricité, on commençait déjà à être frappé de la ressemblance qu'il y avait entfe les effets de la commotion de la bouteille de Leyde et ceux du tonnerre, pour désorganiser ou briser les corps, enflammer les matières combustibles, tuer les animaux. Cette analogie, dont Wall avait déjà parlé près d'un siècle auparavant, n'échappa point à Franklin, lorsqu'il eut imaginé la charge par cascade (16), au moyen de laquelle il fondit une feuille très-mince de métal, changea les pôles d'une aiguille aimantée, et imita un autre effet de la foudre, celui d'enlever toute la dorure d'un morceau de bois, sans l'endommager. 11 compara le mouvement en zigzag de l'éclair à celui de l'étincelle électrique , et fit la remarque que la foudre frappait de préférence les o!)jets les plus élevés et les plus pointus, comme les montagnes, les inftts de vaisseau, etc. Franklin avait tellement bien établi la

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ressemblance qui existe entre ces deux modes d'action^ qu'il ne reg* tait plus qu'à recueillir la matière même de la fondre (16% comme ]es aocieiis pahiissent Tavoir fait par un ptooéàé qui s'est perdu dans la nuit des temps.

A peine les idées du philosophe américain furent-elles connues en Europe^ qu'elles attirèrent l'attention des savants, particulière^ ment de Dalibard, de Delor , de Mazeas, de Buffon et de Lemon-^ nier, en France ; de Canton, de Watson, de Wilson et de Bévis, en Angleterre. C'est à cette époque que Tabbé Nollet (47) consignait ie passage suivant dans s^ii fFraité de physique :

a Si quelqu*un entreprenait de prouver, par une ^ionséquenoe « bien suivie des phénomènes, que le tonnerre est entre les mains «de la nature ce que Pélectricité est entre les nôtres; que ces « merveilles, dont nous disposons à notre gré, sont de petites <x imitations de ces grands effets qui nous effrayent, et que tout <( dépend du même mécanisme ; si Ton faisait voir qu'une nuée « préparée par. l'action des vents , par la chaleur, par le mélange « des exhalaisons, est vis-à-vis d'un objet terrestre ce qu'est le « corps électrisé en présence et à une certaine proximité de celnî «r qui ne Test pas, j'avoue que cetteidée, si elle était bien soutenue» « me plairait beaucoup; et pour la soutenir, combien de raisons <i spécieuses ne se présentent pas à un homme qui est au fait de a l'électricité ! »

U ne restait plus qu'à vérifier par Texpérience les prévisions de Franklin et de Nollet; ce dernier, en 1746, avait déjà remarqué que des corps pointus Tracés à quelque distance d'un corps électrisé produisaient de la lumière. Franklin, en observant ce phénomène, découvrit, en 1780, le pouvoir des pointes (18)-

L'expérience pour soutirer Télectricité d'un nuage orageux fut faite pour la première fois en France, le 10 mai 1752, par Dalibard (1 9)., à l'aide de barres de métal isolées, terminées en pointe, et élevées dans un jardin de Marly (la ville) : l'une d'elles avait treire mètres de hauteur. Ces barres lui fournirent assez d'électricité pour charger des bouteilles de Leyde. A l'instant du passage du nuage, on entendit un coup de tonnerre, et dès lors Tidentité de l'électricité et de la foudre fut complètement démontrée.

Franklin ignorait que cette expérience eût été faite en France : il attendait, pour la tenter, qu'un clocher qu'on élevait à Phila* de^hie fiit terminé, afin d'y placer à une hauteur convenable fa bame isolée qnlt se proposait d'employer; mms il lui vint datts l'idée qu'un cer^olant qui dépasserait les édifices les plus élevés

8 DI L^£LECTfiIG1T£ ET DU MAGNÉTISME.

remplirait bien mieux son but. L'expérience fut faite en juin 1752, avec le plus grand succès (20).

Dalibard et Franklin ne furent pas les seuls qui soutirèrent la foudre des nuages. Romas^ le 26 mars 1756 (^i)y obtint des résultats étonnants. Il avait fait construire un cerf-volant de 2*^33 de haut sur 1 mètre de large, qui fut élevé à la hauteur de 483 mètres^ avec une corde isolée dans laquelle il avait entrelacé un fil de métal. 11 s'établit entre la corde et la terre un ox)urant d'électricité qui parut avoir de 0",08 à 0",10 de diamètre et 3*,33 de long.

Mais, si Franklin n'est pas le premier qui ait enlevé de l'électricité aux nuages, quoiquMl ait préparé toutes les voies pour démon* trer l'identité entre les effets de la foudre et ceux de Télectricité, à lui seul appartient la gloire d'avoir conçu l'idée de soutirer des nuages Télectricité à Taide de barres métalliques terminées en pointe, pour préserver de ses terribles effets les bâtiments sur lesquels elles sont placées.

Tous les esprits étaient préoccupés de Tidentité entre la foudre et rélectricité ; on chercha à expliquer le bruit du tonnerre, l'éclair qui le précède, l'odeur qui accompagne sa chute vers la terre , ainsi que les divers météores lumineux de l'atmosphère. Beccaria parvint à expliquer le bruit du tonnerre en prouvant d'abord que le fluide électrique déplaçait subitement l'air, et que ce déplacement, se communiquant aux parties environnantes, devait produire les retentissements qu^on entendait (23). L^appareil connu sous le nom de thermomètre de Kinnersley mit en évidence le refoulement de l'air. Il restait à expliquer Podeur de soufre et de phosphore qui accompagne la chute delà foudre. On reconnut seulement Tanalogie de cette odeur avec celle qui se développe dans les décharges ordinaires; ce n'est que dans ces dernières années que l'on a pu résoudre cette question, sur laquelle nous reviendrons plus tard.

Les physiciens du dernier siècle ne se bornèrent pas à établir les rapports entre l'électricité et la matière même de la foudre; ils cherchèrent d'où pouvait provenir cette quantité si considérable d'électricité qui se trouve dans l'atmosphère au moment des orages. Lemonnier, Beccaria, Franklin, Canton, Cavallo, Volta, De Saussure essayèrent tour à tour, mais en vain, de résoudre ce problème.

Cependant leurs recherches ne furent pas infructueuses pour la météorologie. Lemonnier observa le premier qu'il y avait presque toujours dans Tair de l'électricité, même lorsqu'il n'y avait aucune apparence d'orage (24). Pour étudier ce phénomène, il fit élever dans son jardin de Saint-Germain-en-Laye une longue tige de mé-

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tal, aussi bien isolée que possible, avec laquelle il obtint des étincelles, non-seulement dans les temps d'orage, mais encore lorsque Tatmosphère était sans nuages. Il trouva, en outre, que Pélectricité atmosphérique était soumise toutes les vingt-quatre heures à des variations régulières d'intensité. Beccaria (24') essaya de trouver les lois de ces variations, et prouva que, dans toutes les saisons, à toutes les hauteurs et par tous les vents, l'électricité d'un ciel sans nuages est positive. Son appareil ne donnait aucun signe d^électricité par de grands vents, ou lorsque le ciel était couvert de nuages séparés et noirs, qui avaient un mouvement lent, ou bien dans la plupart des temps humides, mais sans pluie actuelle ; enfin il reconnut que dans Içs mêmes saisons, lorsque le ciel était couvert, à la même hauteur, rélectricité n'était pas constamment positive ; que, lorsque le temps était inconstant et variable, accompagné de bourrasques, de neige, de grêle, de pluie ou de brouillard , Félectricité était très-inconstante, tant pour la nature que pour Tintensité.

Théories imaginées pour expliquer les effets électriques, Gilbert pensait que Tattraction électrique était produite de la même manière que Tatlraction de cohésion ; Boyle, qu^elle était due à une émanation glutineuse lancée par le corps. Otta de Guericke ayant découvert qu'un corps attiré par un autre en était repoussé aussitôt ; Gray, que la transmission de Télectricité avait lieu d'un corps à un autre; Dufay, que tous les corps étaient électriques par frottement pourvu qu'ils fussent isolés, et qu'il existait deux électricités douées de propriétés contraires, sans dire toutefois qu'elles étaient produites simultanément dans le frottement : Franklin (22) s'empara de toutes ces données, et, s'appuyant sur une idée mise en avant par Watson, avança que, selon toute apparence, l'électricité vitrée n'était que de l'électricité positive ou en plus, et l'électricité résineuse, de l'électricité négative ou en moins. A l'aide de cette théorie, dite d'un seul fluide, il chercha à expliquer tous les effets observés; Dufay partagea l'opinion de Franklin sur la cause des phénomènes électriques.

Kinnersley fit ensuite diverses expériences qui attirèrent de nouveau l'attention des physiciens sur la différence des deux électricités vitrée et résineuse découvertes par Dufay. L'abbé Nollet, ne partageant pas les idées reçues, mit en avant la théorie des affluences et des effluences, en se fondant sur ce fait que les corps non isolés, plongés dans une atmosphère électrisée, devenaient électriques eux-mêmes. Cette théorie donna lieu à de vives discussions et fut renversée.

Jusqu'à Canton on croyait que la même électricité était produite par le même corps; mais ce physicien démontra que l'espèce d'élec-

incité dépendait de l'état de la surface du corps frotté ou de ceUe des frottoirs. La question en était là lorsque Symmer, en 4759, inféra de plusieurs expériences l'existence probable de deux fluides électriques^ non plus indépendants^ mais toujours coexistants^ et agissant d'une manière opposée l'un à l'autre^ en sorte que les deux électricités étaient produites en égale proportions dans l'acte de réiectrisation. La théorie des deux fluides fut alors établie^ surtout après que Cigna eut montré que deux rubans de soie, Tun blanc, l'autre noir^ frottés l'un contre l'autre^ s'électrisaient différemment, de manière à se neutraliser quand ils étaient en contact.

OEpinus, qui le premier appliqua le calcul à Texplication des effets de l'électricité et du magnétisme y publia , en 1760 , un ouvrage remarquable (31') dans lequel il rendit compte des phénomènes électriques d'après l'hypothèse de Franklhi. Malgré c^, cette hypothèse n'a pas été généralement admise , et nous verrons dans un autre chapitre que l'hypothèse des deux fluides, adoptée par Coulomb^ a servi de base aux recherches analytiques de Poisson.

Pouvoir eondiieteur. Gray, aidé de Welher, en 47^ , avait biei prouvé que tous les corps ne jouissent pas de la même facolté pour conduire l'électricité ; que les uns, comme les métaux, sont bons conducteurs, tandis que les autres, tels que le verre , la résine, etc., sont de mauvais conducteurs ; mais ni Gray ni Welher ne cherchèrent à comparer la conductibilité de ces différents corps. Priestley (25) entreprit de déterminer le pouvoir conducteur des métaux en faisant passer la même décharge à travers deux fils de métal différent, de même longueur et de même diamètre; il répéta l'expérience jusqu'à ce que Tun des deux fils fût fondu et dispersé : celui-là était le moins bon conducteur qui se fondait le {4« ÊEU^ilement. Il classa ainsi les métaux par ordre de conductibilité : or, argent, cuivre, laiton, fer. Ce procédé peu rigoureux ne lui permit d^cri>tenir que des résultats approximatifs.

Électromètres. Peu d'années après la découverte de la bouteîHe de Leyde, on sentit le besoin d'instruments propres à mesurer l'intensité de la diarge. Le premier instrument de ce genre fat exécuté en 1749 par Darcy et Leroy (25'), mais son imperfectionne permit pas qu'il fût adopté. Nollet (M) en avait proposé un autre plus sensible et plus commode, qui se composait de deux flls de lin s'écartant par l'effet de la répulsion quand ils avaient été électrisés. Cavallo (27), en 1780, perfectionna cet électromètre ; il substitot aux fils de lin deux tib de métal qui portaient aux extrémités libres de petites balles de moelle de sureau. Volta se contenta de dem