CHAPITRE SEPTIÈME

Les Gaz^ les Liquides et la Pesanteur,

De bonne heure, on eut des notions sur la force élastique des gaz comprimés.

Une des premières expériences à ce sujet semble avoir été faite, dans le courant du vi® siècle, par Anthémius, architecte de l'église de Sainte-Sophie à Constantinople,

Presque à la même époque, Boëce, se basant sur des principes d'Hydrostatique et sur des connaissances géologiques qu'on ne lui supposerait pas, préludait à nos découvertes modernes, en ébauchant la théorie des puits artésiens.

Ces notions sur la pesanteur et sur la loi d'écoulement des liquides, lui servirent aussi à construire des horloges hydrauliques. C'étaient des espèces de clepsydres, sans poids et sans ressorts. Elles marquaient cependant, avec une rigoureuse exactitude, les heures du jour et de la nuit, la marche du Soleil, de la Lune et des planètes, etc.

Le moteur consistait en une certaine quantité d*eau renfermée dans une boule métallique, et la faisant tourner par l'effet môme de la pesanteur.

Gondebaud, roi des Bourguignons, en ayant entendu parler, fut très désireux de posséder quelques-unes de ces merveilles, et il pria le roi Théodoric de vouloir bien lui en envoyer. Celui-ci s'adressa à Boëce, et, par une lettre très flatteuse, le chargea du soin de satisfaire son royal ami.

Lk PHYSIQUE AU MOYEN AGE 333

Quand ces horloges arrivèrent en Bourgogne, et qu'on les eut vues fonctionner, elles excitèrent au plus haut point l'admiration des habitants. Ils ne pouvaient comprendre comment elles indiquaient, avec tant de précision, les heures et la marche des astres, sans qu'on vint, de temps en temps, les régler et avancer les styles.

Longtemps ils montèrent la garde autour d'elles, sans les perdre de vue, pour s'assurer que personne ne les touchait. En ayant acquis la certitude, mais n'en saisissant pas mieux le mécanisme, ils s'imaginèrent qu'une divinité les animait, et leur imprimait leurs mouvements si réguliers et si justes. La lumière de la foi n'avait pas encore, en effet, brillé sur eux.

Ils écrivirent plusieurs fois à Boëce pour s'instruire; Boëce, savant et apôtre, leur communiqua, en même temps, la Science et la connaissance de la vraie Religion.

D'une façon analogue, ou, du moins, en s'appuyant sur des principes semblables, Gerbert, au x« siècle, fabriqua des orgues hydrauliques.

Plusieurs passages de ses ouvrages nous autorisent aussi à conclure qu'il avait inventé et construit des machines mues par la vapeur.

Saint Thomas d'Aquin avait écrit sur les aqueducs et sur les machines hydrauliques, un traité, malheureusement perdu maintenant, mais dont plusieurs auteurs ont fait , mention.

L'Optique.

Anthémius, dont nous avons déjà dit un mot, à propos de ses expériences sur l'élasticité des gaz, s'occupa également d'0ptiqu3. Il avait façonné un réflecteur ellipsoïdal, en

utilisant les propriétés des tangentes à Tellipse par rapport aux rayons vecteurs, menés sur le point de contact à partir des foyers.

Au VII* siècle, le savant saint Isidore de Séville, dans sa vaste Encyclopédie intitulée Des Étymologies, parle des lunettes de conserve. Elles étaient constituées par des lames minces d'émeraude. La couleur verte, disait-il, est excellente pour reposer les yeux fatigués *. La Science moderne est encore de l'avis du saint docteur.

Il signale ensuite les loupes ou lentilles de cristal, au moyen desquelles, si elles sont convenablement taillées, on peut concentrer sur un même point les rayons du Soleil, et, malgré la distance, enflammer les objets*.

Toutes ces notions se retrouvent, mais beaucoup plus développées, dans les œuvres de Roger Bacon.

On a eu des raisons sérieuses de lui attribuer l'invention du microscope et du télescope, tant sont justes ses idées sur la réflexion et la réfraction de la lumière.

Il a certainement en cela, comme en bien des choses, devancé son siècle, et, selon le mot d'un spirituel critique, il s'est fait, par un miracle d'intelligence, le contemporain des hommes de génie à venir.

Après avoir indiqué la forme d'une loupe de cristal, il en marque l'utilité pour la lecture des lettres très petites, ou pour l'examen des objets que leur exiguïté cache à notre vue. Ces verres, dit-il, sont de nature à servir au vieillard dont les yeux sont affaiblis, et au savant qui se livre à de minutieuses observations.

Il montre ensuite comment, en taillant convenablement ces verres, et en les disposant d'après certaines lois, on peut distinguer, avec une clarté surprenante, les objets très éloignés. Ainsi, ajoute t-il, nous serions capables de

4. Etymologiarum, libr. XVI, cap. vu. De viridioribus gemmis, n® \.

2. Etymolog. libr. XVI, cap. iv. De Crystallis, n® I. Oppositus radiis solis (crystallus iste) adeo rapit flammain ut aridis fungis vel foliis ignem praîJ>eat.

lire à d'incroyables distances des caractères minuscules; nous apercevrions des objets que, sans instruments, nous ne verrions pas, même si nous en étions très rapprochés.

Engagé dans cette voie. Bacon n'a garde de s'arrêter. S'il sait, par des verres convexes, agrandir en apparence les petits objets, il n'ignore pas le moyen de rapetisser les grands, en usant de verres différemment taillés.

A ce propos, il décrit, avec une merveilleuse précision, le mécanisme si délicat et si complexe de l'œil. Il en parcourt les diverses parties et détermine le rôle de chacune d'elles; celui de la, rétine ne lui échappe pas. Il était cependant plus mystérieux encore que celui du cristallin, ou de l'humeur aqueuse et du corps vitré.

Notons aussi son explication sur les couleurs de l'arcen-ciel, et ses recherches sur la loi de déviation des ravons lumineux traversant, dans l'atmosphère, des couches de différente densité.

A partir de celte époque, on voit les besicles entrer de plus en plus en usage. Il en est fait mention, plusieurs fois, dans des ouvrages d'alors sur l'Ascétisme et sur la Médecine.

Un physicien polonais du xiii* siècle, Vitellio, laissa aussi un Traité d'Optique en dix livres, imprimé longtemps après sa mort. Il s'y occupe en détail de la réfraction de la lumière.

Ses tables de déviation pour le passage des rayons lumineux dans l'air et dans le verre, selon les différents angles d'incidence, l'emportent de beaucoup en exactitude sur celles de Ptolémée.

U Acoustique.

Dans cette partie de la Physique, les Chrétiens du moyen âge ne furent pas moins avancés.

La théorie mathématique de la Musique exposée dans les ouvrages de Boëce, est vraiment remarquable et fort intéressante.

Il avait étudié les phénomènes avec sagacité, par le double moyen d'observations attentives et de calculs sérieux.

On s'étonne de le voir connaître si parfaitement des vérités scientifiques dont la découverte est généralement ramenée à des siècles plus récents.

Ses idées sur la nature du ^on ne diffèrent pas de celles de la Science moderne. D'après lui, le son est causé par le mouvement imprimé à l'air. Les ondulations aériennes par lesquelles il est propagé, sont comparées aux cercles concentriques formés à la surface des eaux, quand une pierre ou tout autre objet y est jeté.

La gravité et l'acuité du son déi)endent de la lenteur ou de la rapidité de ce mouvement.

Plusieurs sons entendus simultanément donnent l'unisson, si le nombre de leurs vibrations est égal chez l'un et chez l'autre. Ils engendrent un accord parfait, ou agréable à l'oreille, si les nombres de vibrations, étant dilfêrents, constituent une proportion simple. Dans le cas contraire, il y a dissonance ou désaccord.

Pour asseoir un jugement sûr, touchant les accords si variés qui peuvent se présenter, il ne faut pas, dit Boëce, s'en tenir uniquement à l'oreille. Le sens de l'ouïe est sujet à se tromper, comme celui de la vue, et comme tous les autres. Il vaut mieux laisser l'intelligence prononcer en

dernier ressort, au moyen de la Science des nombres, et par la considération de leurs rapports ou proportions.

N'est-il pas curieux de rencontrer des réflexions si justes dans un ouvrage remontant au v« siècle? Ces idées si vraies sont, non seulement énoncées par Boëce, mais développées largement.

Il marque les rapports les plus propres à la composition des accords. Ce sont toujours, en général, les plus simples.

Pour l'octave, c'est celui de 1 à 2; pour la double octave, celui de 1 à 4. Entre ces deux termes, il range l'accord de la tonique avec la quarte, la double quinte, etc.

C'est pour lui l'occasion d'intercaler quelques récits sur riiistoire de la théorie musicale. A Pythagore reviendrait riionneur d'avoir inventé l'instrument à quatre cordes, donnant la tonique, la quarte, la quinte et l'octave.

Cette découverte, comme bien d'autres, même des plus mémorables, serait en partie l'effet du hasard. Pythagore avait cherché longuement si la nature des accords dépendait de la quantité des sons ou de leur qualité. Après de vains efforts, il sortit, l'esprit fatigué de ces absorbantes études poursuivies sans succès.

Sa promenade sans but déterminé, Tamena devant la boutique d'un forgeron. Pythagore s'arrêta surpris : les marteaux des ouvriers, tombant en cadence sur l'enclume, produisaient un accord harmonieux. Le philosophe les fit peser. Ces poids étaient dans le rapport simple 6, 8, 9, 12. Le principe des consonnances se manifestait de lui-même : la nature des accords reposait sur la quantité *.

Après Boëce, le vénérable Bède traita les mêmes questions dans sa Mmica theorica. Il n'y est pas inférieur à son devancier, quoique plus concis.

i. Boetii, De Mtuica, libr. I, cap. 7, 8, 9, 16 et seq. Cet ouvrage xle Boêce sur la Musique est divisé en cinq livres. Il est très important, même sous le rapport de retendue, car il comprend près de 150 pages in-folio.

La théorie physique et mathématique de la Musique fut l'objet des études d'un autre moine bénédictin du xi» siècle, Obdoramne, du diocèse de Sens, ami du roi Robert le Pieux.

Historien et chroniqueur, comme beaucoup d'anciens moines, il fut, en outre, habile orfèvre, comme saint Éloi, et, de plus, physicien et mathématicien.

Ses œuvres, excepté ses chroniques, étaient demeurées inconnues jusqu'à nos jours. Mais le savant cardinal Mai les ayant trouvées manuscrites, en publia une édition vers

On y remarque, exposée avec intelligence, une théorie musicale analogue à celle de Boëce. Il explique en détail ce qui concerne les tons, les demi-tons et leurs combinaisons diverses en accords consonnants ou dissonants.

Passant ensuite à la pratique, il indique le moyen de fabriquer les instruments à cordes, conformément à ces principes, et la manière de s'en servir.

Le Magnétisme. Découverte de la Boussole,

Les anciens avaient connu l'aimant et sa propriété d'attirer le fer. Leur science, à ce sujet, ne paraît pas cependant s'être étendue au delà de ces notions fort élémentaires.

On a voulu parfois, il est vrai, faire honneur aux Phéniciens, aux Carthaginois et aux Grecs, de l'invention d'un instrument similaire à la boussole. Rien n'est moins prouvé. Comment Plutarque, Lucrèce et Pline n'auraientils rien dit de cette merveilleuse découverte, si elle avait eu réellement lieu ? Elle méritait cependant d'être signalée, beaucoup plus qu'une foule d'autres de moindre importance. \

Les récits de ces historiens et naturalistes nous contraignent de conclure tout le contraire.

Les anciens navigateurs, en effet, n'osaient pas trop, par prudence, s'éloigner des côtes. Ils craignaient que des nua- j

ges ou la tempête, obscurcissant le ciel, ne vinssent dérober les astres à leur vue.

Selon Pline, les plus hardis emmenaient dans leur navire des oiseaux, et leur donnaient la liberté, quand, à rhorizon la mer se confondant de toutes parts avec le ciel, ils ne savaient plus dans quelle direction était la terre. Le vol des oiseaux la leur désignait.

Les moyens de ce ^enre ne pouvaient être d'une bien grande efficacité. A «loins d'embarquer une immense quantité d'oiseaux, et d'en remplir le navire, il fallait évidemment renoncer à s'élancer dans le vaste Océan pour en pénétrer les mystères.

Les Chinois ont-ils été, sous ce rapport, plus instruits que les Phéniciens, les Carthaginois ou les Grecs? Qui le sait ? Ils ont prétendu avoir possédé la boussole plus de mille ans avant l'ère chrétienne ; mais personne n'a pu le démontrer d'une façon convaincante, vu l'absence totale de documents authentiques.

De nos jours, on accueille avec plus de réserve les assertions gratuites sur la haute antiquité de la civilisation scientifique dans le Céleste Empire.

Y eût-»il dans ces affirmations sans preuve quelque chose de vrai, on ne serait pas en droit d'en conclure que, pour la boussole, comme pour les vers-à-soie, l'Europe est tributaire de l'Orient.

Quel serait, en etTet, l'intermédiaire par lequel nous aurait été transmise cette précieuse invention ? L'Histoire n'en nomme aucun, vraisemblablement parce qu'il n'y en a jamais eu.

Certains ont cru le trouver dans le vénitien Marco-Polo. Mais cet illustre voyageur retourna de la Chine seulement à la fin du xiii® siècle, en 1295. Or, plus d'un siècle auparavant, il est fait mention de la boussole, en 1180, dans les œuvres d'un poète troubadour, Guyot de Provins.

Il y parle d'une aiguille qui se tourne toujours vers l'étoile immobile du nord, quand, après avoir été aimantée, par le contact d'une pierre noirâtre, elle flotte librement à la surface de l'eau, sur laquelle la soutiennent quelques brins de paille légère :

Toutes les autres (étoiles) se removent, Et rechangent lor lieux, et tornent, Mais cette estoile ne se meut.

Un art font qui mentir ne peut. Par la vertu de la marinière.

Une pierre laide et brunière, Oi^ li fers volontiers se joint.

Ont ; si esgardent le droit point, Puisqu'une aiguille ont touchié, Et en un festu l'ont couchié.

En rêve (l'eau) le mettent sans plus Et 11 festus la tiennent dessus.

Puis, se tome la pointe toute Contre Festoile, si sans doute Que jà nus homme n'en doutera Ne ja por rien ne faussera.

Quand la mer est obscure et brune.

Quand ne voit estoile ne lune, Donc font à l'aiguille allumer; Puis, n'ont-ils garde d'esgarer :

Contre l* estoile va la pointe /... >

D'après le passage cité, l'usage de la boussole en Europe est antérieur au xii® siècle.

Une découverte de ce genre ne pouvait être chantée par un poète tel que Guyot de Provins, sans être à peu près généralement connue à Tépoque où il écrivait. Or, si les inventions scientifiques se répandent vite, de nos jours, il n'en était pas ainsi au moyen âge, vu la difficulté des communications. Pour tomber dans le domaine public et entrer dans la pratique chez des nations séparées de tant de manières, il fallait de nombreuses années, et quelquefois même des siècles.

On ne s'écarterait donc pas de la vérité en faisant re-

1. Barbazan. Fabliaux et contes français, Paris, 1808, 4 vol. in-8o, tome II.

monter au commencement du xu« siècle, vers 1100, date de la première croisade, nous ne dirons pas l'idée première de la boussole, mais sa connaissance et son emploi presque général pour les longues traversées.

A cette époque les marines d'Europe et d'Italie se développèrent beaucoup. Or, l'expérience de l'Histoire l'enseigne : les découvertes les plus utiles ont souvent eu lieu à l'occasion des grands déplacements de peuples et des besoins plus impérieux des sociétés.

L'inventeur de la boussole est inconnu. Ceux pour lesquels on a revendiqué cette gloire, comme Flavio Gioia et autres, ayant vécu, à la fin du xiii* siècle, ou au commencement du XIV®, n'ont eu, sans doute, que le mérite de la perfectionner.

Sait-on, du moins, à quelle nation appartenait l'inventeur? Chardin, Renaudot et d'Azuni, ont démontré, avec beaucoup d'érudition, qu'il n'y avait aucune preuve suffisante pour concéder cet honneur aux Arabes, comme avaient essayé de le faire plusieurs auteurs. «

La boussole semble plutôt d'origine française. Dans toutes les nations où elle devint en usage, le nord fut toujours indiqué par une fleur de lis. D'autre part, les premiers écrivains qui l'ont signalée furent fr^ançais, ou vécurent longtemps en France, comme Guyot ^e Provins, Albert le Grand, Brunet-Latin, le cardinal de Vitry, etc.

Les Italiens l'ont cependant réclamée pour eux, en se fondant sur l'étymologie. Le mot boussole ne dérive-t-il pas de leur mot bossolo, petite boîte de buis ? Mais les Anglais ont apporté dans le débat, en leur faveur, une raison du même genre. La racine du mot boussole ne serait-elle pas leur expression box^ qui également signifie boîte ?

Ces arguments n'ont donc aucune force. D'ailleurs, la boussole n'avait pas, dans le principe, sa forme actuelle. Elle consistait simplement en une aiguille aimantée, flottant à la surface de l'eau, et soutenue par un morceau de liège ou deux fétus de paille.

Guyot de Provins nous l'a clairement dit dans son curieux langage :

Avec la pierre laide et brune à laquelle le fer volontiers se joint •

... Une aiguille ils ont touchié.

Et en un festu Tont couchié.

£n Tève le mettent sans plus Et 11 festus la tiennent dessus.

Puis, se tome la pointe toute Contre l'estoile...

Le petit instrument ainsi constitué s'appelait marinière, marinetlCy calamité ou grenouilley du mot grec xaXa{«.iç, espèce de grenouille à laquelle Taiguille, avec les deux brins de paiUe, paraissait ressembler en flottant sur l'eau.

Plus tard, quand l'appareil eut été perfectionné par la suspension de l'aiguille sur un pivot, on songea à le renfermer dans une boîte, et on lui donna son nom définitif.

L'usage en fut, dès lors, beaucoup plus commode. L'aiguille aimantée devint un instrument précieux pour diverses observations.

Non seulement on s'en servait pour diriger les navires loin des côtes, à travers l'immensité des mers, malgré les tempêtes et l'obscurité ; mais on l'employait à des expériences délicates qui mirent sur la voie d'une série de découvertes très importantes, touchant le Magnétisme terrestre et la Physique générale du globe.

Christophe Colomb, en parcourant l'Atlantique, fut le premier à constater, non sans un vif étonnement, que la boussole ne marquait pas exactement le nord. Dans le siècle suivant, on découvrit la diversité des indications fournies par l'aiguille aimantée selon les lieux, les années, les saisons et même les heures du jour.

On fut ainsi amené à supposer l'existence d'un pôle et d'un méridien magnétiques différents du pôle et du méridien astronomiques.

L'angle compris entre ces deux méridiens fut appelé déclinaison ; elle est orientale ou occidentale, suivant que la pointe nord de Paiguille tend à l'est ou à l'ouest.