SÜR LA DIVISIBILITÉ DE LA MATIÈRE

Parmi les corps que la nature nous présente, il en est qui peuvent être très- facilement divisés en un nombre extrêmement considérable de parties distinctes les unes des autres. Tels sont les corps mous et fluides, et les corps pulvérulents. Ainsi, par exemple, si l’on prend 5 centigrammes de la poudre rouge qu’on nomme carmin, et que l’on retire de l’insecte appelé cochenille, puis qu’on la délaye dans 1 5 kilogrammes , ou environ 30 livres d’eau, la couleur s’étendra de manière à devenir visible dans chaque particule d’eau du poids d’un 1/2 centigramme, d’où il résulte que les 5 centigrammes de carmin se trouveront divisés en plus de 3 millions de parties distinctes.

Les substances odoriférantes sont encore très-propres à nous faire apprécier l’extrême divisibilité de la matière. Souvent, après un long intervalle de temps, leur poids n’est pas sensiblement altéré, quoique des particules odorantes s’en échappent sans cesse dans toutes les directions ; et un seul grain de musc suffit pour répandre pendant plusieurs années consécutives une forte odeur dans un appartement où l’air est fréquemment renouvelé.

Si les corps durs , tels que les pierres et les métaux ne peuvent, comme les corps fluides ou pulvérents, se diviser

naturellement et sans efforts en lin très-grand nombre de parties, du moins leur division peut être opérée à l’aide des procédés des arts, et poussée , ainsi que nous en avons fait la remarque dans la séance précédente, à un degré qui étonne l’imagination. Mais cette division, dont nous n’apercevons pas la limite, a-t-elle réellement des bornes? En d’autres termes, la matière est-elle composée d’un nombre fini d’éléments, ou bien serait-elle divisible à l’infini? Telle est la question que nous nous proposons aujourd’hui de résoudre. Pour y parvenir, nous jetterons d’abord un coup d'œil général sur la structure des corps. Ce sera le moyen d’arriver plus aisément à reconnaître ce que peuvent être leurs éléments.

Observés à l’œil nu, la plupart des corps que nous offre a nature, ceux des animaux, ceux des végétaux, et même diverses substances minérales offrent beaucoup de vide. Si, au premier aspect et à la vue simple, quelques corps semblent formés d’une matière pleine et continue, il suffit, le plus souvent, de les examiner au microscope pour s’assurer qu’ils sont tous criblés d’une infinité d’espaces vides, auxquels on a donné le nom de pores. D’ailleurs, la faculté qu’ont tous les corps de se contracter par le refroidissement prouve que leurs molécules laissent entre elles de petits interstices qui leur permettent de se rapprocher quand la chaleur diminue.

Les physiciens démontrent la porosité des corps à l’aide de plusieurs expériences fort connues. On fait le vide, à l’aide de la machine pneumatique, dans un tube de verre placé sous un godet de bois où l’on a versé de l’eau ; ce liquide traverse les pores du godet, tombant par gouttes dans l’intérieur du tube. On peut aussi au godet de bois substituer un flacon de cristal rempli de mercure jusqu’à la hauteur de deux doigts, et auquel un morceau de cuir de buffle

sert de fond. Dès les premiers coups de piston, on aperçoit le mercure qui tombe dans le tube sous la forme d’une pluie argentée.

Parmi cçs pierres demi-transparentes que l’on appelle agates, et qui sont assez dures pour étinceler sous le briquet , il en est une qui a reçu le nom particulier d’hydrophane, et qui offre un phénomène digne de remarque. Lorsqu’on la plonge dans l’eau, on voit s’élever de sa surface de petites bulles d’air qui se succèdent sans interruption. Cet air, qui occupait les pores de la pierre, en est délogé par l’eau qui le remplace; en même temps la pierre acquiert un nouveau degré de transparence , et, si on la pèse avant l’expérience, puis après, on trouvera que son poids augmente d’une quantité sensible.

Un hydrophane, du poids de 1 8 décagrammes, après avoir été soumis à cette expérience, pesait 21 décagrammes environ; de •sorte que l’augmentation du poids était d’un sixième. L’expérience dont il s'agit, en offrant un exemple remarquable de la porosité des corps , nous donne lieu de penser qu’on ne doit pas considérer les pores comme absolument vides et ne renfermant aucune matière étrangère, mais plutôt comme occupés par l’air et par d’autres fluides subtils disséminés entre les molécules des corps.

La peau de l’homme et des animaux est criblée d’une infinité de pores , par lesquels s’échappent certaines parties des aliments , qui ne contribuent pas à la nutrition. C’est ainsi que s’opère, non-seulement la transpiration sensible et accidentelle, désignée sous le nom de sueur, mais encore une autre transpiration insensible, qui subsiste à tous les instants, et qui a été constatée par les expériences de San et or iu s.

De ce qu’on vient de dire, il résulte qu’un morceau de matière n’est pas, comme on serait quelquefois tenté de

l’admettre, une niasse pleine et continue. Vus au microscope, la plupnrt des corps ressemblent à des éponges, où l’on aperçoit beaucoup plus de vide que de plein. Les substances minérales les plus dures et les plus compactes sont elles-mêmes discontinues, et la discontinuité de la matière s’y manifeste dans un phénomène qui mérite d’être étudié d’une manière spéciale, je veux dire dans le phénomène de la cristallisation.

Les corps cristallisés sont généralement terminés par des faces planes, lisses et polies. Il y a plus; si l’on détache des fragments de ces corps à l’aide de la percussion , on verra paraître de nouvelles faces du même genre qui termineront les fragments dont il s’agit. Ces faces, que l’on nomme faces de clivage, peuvent encore être mises à découvert à l’aide d’un instrument tranchant, par exemple, d’une lame d’acier, et se trouvent toutes renfermées dans plusieurs systèmes de plans parallèles. Considérons d’abord un de ces systèmes. Il sera composé de plans tous parallèles les uns aux autres, qui comprendront entre eux une multitude de lames très-minces superposées. Des lames différentes, quoique formées en somme des mêmes éléments, seront comprises entre les plans parallèles qui font partie d’un second ou d’un troisième système ; et , si l’on considère à la fois tous les systèmes de plans parallèles, ils diviseront le cristal en un nombre incroyable de petites portions, dont chacune sera ce qu’on nomme une molécule intégrante. Cela posé , chaque petite face d’une molécule intégrante fera partie d’une face de clivage, et si l’on mesure, dans un sens perpendiculaire à cette face, la dimension de la molécule, cette dimension ne sera autre chose que la distance comprise entre deux faces de clivage parallèles et consécutives, ou, ce qui revient au même, l’épaisseur de l’une des lames ci-dessus mentionnées.

Nous avons ici une remarque importante à faire. La distance comprise entre deux faces de clivage consécutives ne saurait être déterminée par la division mécanique, attendu qu’en poursuivant cette opération l’on arrive bientôt à des lames tellement minces, qu’elles se brisent entre les doigts de l’observateur. La très-petite épaisseur des lames que l’on parvient à séparer ainsi les unes des autres, épaisseur qui , comme nous l’avons déjà vu, peut devenir inférieure à deux millionièmes de pouce, est probablement très-considérable, quand on la compare aux dimensions des molécules , et par conséquent, le nombre des lames les plus minces terminées par des faces de clivage doit être prodigieux. Mais, quelque grand que soit ce nombre, il est nécessairement fini, puisque ces lames séparées les unes des autres par les plans de clivage sont des êtres matériels bien distincts, et qu’on ne saurait admettre une série actuellement composée d’une infinité de termes. Il est aisé d’en conclure que le nombre des molécules intégrantes doit à son tour être fini. Si, pour fixer les idées, on considère un rhomboïde de chaux-carbonatée, les plans de clivage seront parallèles aux faces extérieures; et, pour obtenir le nombre des molécules intégrantes que renferme le rhomboïde, il suffira évidemment de multiplier entre eux les trois nombres dont chacun indiquera combien il existe de lames terminées par des plans de clivage parallèles à deux mêmes faces. Si, comme on l'admet généralement , la molécule intégrante est encore un rhomboïde semblable au rhomboïde proposé, les trois nombres dont il s’agit seront égaux, et le nombre des molécules intégrantes sera le cube de chacun d’eux.

Xa facilité avec laquelle on peut mettre à découvert les faces de clivage doit nous porter à croire que les lames terminées par ces faces ne sont pas en contact immédiat, et l’on doit en dire autant des molécules qu’elles renferment.

Seulement ces lames et ces molécules sont retenues dans le voisinage l’une de l’autre par ces forces à l’aide desquelles on explique un si grand nombre de phénomènes en physique et en chimie, et que l’on désigne sous le nom d’attractions moléculaires ou d’affinités. Nous pouvons donc considérer un cristal comme composé d’un nombre prodigieux mais fini de molécules intégrantes qui , placées à de trèspetites distances les unes des autres, s’attirent mutuellement.

Voyons maintenant quelle idée nous devons nous former des molécules intégrantes. Suivant Newton, ces molécules seraient solides, dureset invariables, en sorte qu’elles ne pourraient changer de dimensions ni de figures. Mais cette opinion ne saurait s’accorder avec un phénomène récemment observé par M. Mitscherlich. En soumettant les cristaux à l’action de la chaleur, cet habile physicien a reconnu qu’ils subissaient des dilatations inégales dans les différents sens, et que les inclinaisons de leurs faces variaient; or, pour expliquer ce phénomène, il faut nécessairement supposer que par une addition de calorique les molécules intégrantes non-seulement s’écartent les unes des autres, mais changent réellement de forme. Cette supposition se trouve d’ailleurs confirmée par des observations d’un autre genre. En effet, M. Ampère a fait voir, dans le tome XC des Annales de Chimie , que, pour rendre raison de plusieurs phénomènes relatifs aux combinaisons des gaz, il suffisait de considérer les molécules des différents corps comme composées chacune de plusieurs atomes dont les dimensions sont trèspetites relativement aux distances qui les séparent. Cet illustre géomètre a même déduit des faits observés le nombre des atomes qui devaient entrer dans la composition de chaque molécule intégrante, et correspondre aux cinq formes de molécules admises par les minéralogistes, sa-

voir . au tétraèdre, à l'octaèdre, au parallélipipède, au prisme hexaèdre et au dodécaèdre rhomboldal. Il a trouvé que les molécules comprises dans les cinq formes dont il s’agit devaient être respectueusement composées de 4-, de 6, de 8, de 12 et de 14 atomes. Si donc il nous était donné d’apercevoir les molécules intégrantes des différents corps soumis à nos expériences, elles présenteraient à nos regards des espèces de constellations ; et en passant de l’infiniment grand à l’inûniment petit, nous retrouverions dans les dernières particules de la matière, comme dans l’immensité des cieux, des centres d’action placés en présence les uns des autres.

Au reste, suivant l’opinion de M. Ampère, les dimensions des atomes dans lesquelles résident les centres des actions moléculaires ne doivent pas être considérées comme trèspetites relativement aux distances qui séparent ces atomes, mais comme rigoureusement nulles. En d’autres termes, ces atomes, qui sont les véritables êtres simples dont la matière se compose, n’ont pas d’étendue. Quoique cette assertion paraisse étrange au premier abord, elle est pourtant une conséquence immédiate et nécessaire des principes établis dans la dernière séance. En effet, tant qu’un morceau de matière conserve de l’étendue, il existe un plan horizontal qui serait propre à le diviser en deux parties, l’une inférieure, l’autre supérieure, dont les volumes seraient égaux ; et ces deux moitiés sont bien distinctes l’une de l’autre, même avant que la division soit effectuée. Donc un morceau de matière étendue renferme au moins deux êtres matériels distincts. Mais si chacune des moitiés conserve encore de l’étendue, elle renfermera pareillement au moins deux êtres matériels, et le morceau primitif au moins quatre. En continuant ainsi, on prouvera que, si, dans la division de la matière on n’arrive pas définitivement à des éléments simples et sans

étendue, il y aura dans un morceau de matière des êtres distincts, dont le nombre sera supérieur a deux, supérieur à quatre, supérieur à huit, supérieur à seize, etc... et généralement supérieur à tout nombre assignable, par conséquent infini. Donc on serait forcé d’admettre une série d’êtres actuellement infinie, ce qui est contraire aux principes que nous avons développés. D’ailleurs, serait-il possible que les derniers éléments des corps ne fussent pas simples, ou que dans un morceau de matière l’on dût voir un composé qui n’aurait pas de composants? et, s’il existe des êtres matériels simples, n’est-il pas évident que chacun d’eux doit être sans étendue, puisque tout être étendu est nécessairement divisible et composé en conséquence de parties diverses? Ainsi, nous nous trouverons toujours ramenés à cette conclusion que l'atome ou l’être matériel simple n’a pas d’étendue. A la vérité, il semble au premier coup d’œil que priver d’étendue une parcelle de matière, ce soit l’anéantir complètement ; mais on doit se rappeler que nous ne connaissons point la nature intime des êtres, que tout ce que nous découvrons, tout ce que nos sens nous révèlent à leur égard se borne à quelques-unes de leurs facultés, à quelques-unes de leurs propriétés. Or, il est facile de concevoir comment la matière, même composée d’atomes inétendus, continuera néanmoins à jouir des propriétés qui manifestent sa présence et la rendent sensible.

Observons en premier lieu, qu’en vertu des hypothèses admises, une molécule intégrante renfermant plusieurs atomes inétendus, mais placés à certaines distances les uns des autres, offrira des dimensions déterminées quoique très-petites. Les dimensions des diverses molécules entreront comme éléments dans les dimensions finies et sensibles que nous offriront les différents corps.

On a coutume de considérer les corps comme s’excluant

mutuellement de^ lieux qu’ils occupent. Mais cette impénétrabilité apparente tient à ce que les actions moléculaires sont tantôt attractives, tantôt répulsives ; l’attraction qui se manifeste entre les molécules d’un corps, quand on cherche à les séparer les unes des autres, se change bientôt en répulsion, si l’on veut les rapprocher en comprimant le corps ; pareillement, si deux corps viennent à se comprimer mutuellement, les molécules du premier repousseront celles du second. Or, la force répulsive développée par une compression même très-légère, peut être tellement considérable que tous les moyens employés pour la vaincre deviennent insuffisants. Ainsi, cette propriété de la matière que nous nommons impénétrabilité se trouve expliquée, quand on considère les atomes comme des points matériels qui exercent les uns sur les autres des attractions ou répulsions variables avec les distances qui les séparent. Ajoutons que la sensation du tact provient elle-même de la répulsion exercée par les atomes dont un corps se compose sur la main qui s’en approche.

Quant aux phénomènes de la vision, non-seulement ils s’accordent parfaitement avec les principes que nous venons d’établir, mais ils fournissent même de nouveaux motifs de les admettre, puisque dans la théorie mathématique de la lumière nous considérons la sensation lumineuse comme produite par la propagation du mouvement dans un éther composé d’atomes, qui n’auraient point d’étendue et qui agiraient les uns sur les autres à de très-petites distances.

Il résulte encore de ce qui précède, que s’il plaisait à l’auteur de la nature de modifier seulement les lois suivant lesquelles les atomes s’attirent ou se repoussent, nous pourrions voir, a l’instant même, les corps les plus durs se pénétrer les uns les autres, les plus petites parcelles de matière occuper des espaces démesurés, ou les masses les plus

considérable^ se réduire aux plus petits volumes, et l’univers entier se concentrer pour ainsi dire en un seul point. Cette seule réflexion suffit pour nous montrer combien serait peu philosophique la conduite de ceux qui rejetteraient les solides preuves sur lesquelles repose la divinité du christianisme, sous prétexte que, dans les mystères révélés à l’homme par Dieu lui-mème, ou dans les miracles rapportés par les divers saints, tout ne leur paraîtrait pas conforme entièrement aux idées que nous nous sommes faites des propriétés de la matière, ou aux lois des phénomènes observés dans nos laboratoires, et constatés par les expériences des chimistes et des physiciens.