LIVRE I, CHAPITRE

puissent être, peuvent donc se rapprocher ou s'éloigner les unes des autres, et l'intervalle qui les sépare est lui-même rempli par(|uelque chose qui établit le rapport des parties, leur résistance à la séparation, la cohésion et l'élasticité du corps.

Si j'ai réussi à m'exprimer clairement dans l'analyse précédente, il paraîtra évident à tout le monde qu'aucun corps, fùt-il chimiquement simple, ne peut être considéré comme Réellement simple dans le sens propre du mol, mais qu'il 'eprésenle au moins deux éJénienls distincts : l'un formant les parties sépai'ées, et si l'on veut, indéfiniment petites, que nous pouvons obtenir par la division du corps; l'autre établissant les l'apports qui existent entre ces parties, qui en font un corps, et qui existent entre tous les corps distincts de l'univers.

Cet énoncé est correct en toute hypothèse, et il n'implique absolument aucune hypothèse. La discussion ne peut porter que sur les difléreDces réelles qui existent entre ces deux éléments, et c'est cette discussion qui doit maintenant nous ■occuper. Mais quand ou irait jusqu'à soutenir que nos deux éléments sont identiques en nature ou qu'ils peuvent se transformer l'un en l'autre, il faudrait au moins reconnaître qu'ils e trouvent dans deux états actuellement différents. Ainsi , pour m'exprimer aussi nettement que possible et à l'aide d'un exemple, il est évident que l'élément intermé- 'diaire, quel qu'il puisse être, qui établit entre deux corps célestes le rapport d'allraclion réciproque, est tout au moins actuellement différent, ou dans un état différent de celui qui "forme ces corps eux-mêmes. Cet élément, d'ailleurs, se "trouve dans l'espace apparent qu'occupent ces corps aussi bien qu'en dehors d'eux, puisque les parties séparables de ces globes tendent aussi les unes vers les autres. L'une joue le rôle d'élément moteur ou dynamique; l'autre, celui d'élé- . ment mû ou mobile , et la question est seulement de savoir

soi UNIVERS i.wsisrfi.

si celle dislincUoii ii'esl vraie que lemporairement, ou si elle

l'est toujours et en vertu de la nature même des choses.

Sans sortir un seul inslanl do l'ordre expérimental , et en ne recourant qu'à l'analyse des phénomènes que chacun peut observer journellement, qu'à des connaissances scientifiques qui courent les rues, nous avons fait, presque à noire insu, un pas immense dans l'élude de la métaphysique de la nature; nous avons jeté l'assise d'un li'avail méthodique; nous verrons, de ce premier troue commun, sortir d'eus mêmes, et avec ordre, les rameaux les plus divers, les phi s indépendants les uns des autres en apparence.

Pour aller plus loin, nous sommes obligés maiiitenani tic recourir, dans l'ordre expérimental, non plus à des notions presque triviales, mais h l'examen de phénomènes et de fails plus pi'écis, plus scientifiques, que chacun, il esl vrai, pourrait et devrait posséder encore, s'il a la prétention de faire de la philosophie, mais dont, il faut bien le dire, le pins grauvl nombre des personnes, même lellrées, ne soupçonnent pas la valeur.

L'apparence d'un même corps, fùt-il chimiquement simple, est susceptible de modifications profondes. A l'aide d'une température assez élevée, un corps solide peut être fondu, vaporisé, et prendre ainsi nn volume plusieurs centaines, plusieurs milliers de fois plus grand. De même, à l'aide d'un refroidissement suffisant ou de la compression , les corps qui, à la température ordinaire, se trouvent à l'état gazeux, et qui , aux yeux du vulgaire , constituent à peine encore des corps , peuvent être liquéfiés , solidifiés. A la même température, nn même corps présente souvent des aspects d'ailleurs très différents. Ainsi, le diamant et le charbon ont été pendant des siècles considérés comme des choses qui n'ont rien de commun. Ainsi, le soufre peut affecter l'aspect que tout le monde lui connaît et celui d'un sii'op hrnn et visqueux. Ainsi, le phosphore, qui ordinairement est demi-transparent, très

LIVBE 1, CHAPITRE I. 205

flexible, Inisanl dans l'obscurité par suite d'une combuslion lente , peut être amené à l'état d'une poudre brune , inodore , nullement pbosphorescenle, beaucoup moins fusible que sous e premier aspect; etc.

liais quelles que soient les modifications , stables ou teinporaires, que subisse un corps, il y a quelque cliose en lui qui reste absolument invariable partout et toujours. Ce quelque chose, c'est ce qu'on appelle en mécanique et en physique sa masse.

Voyons d'aboi'd quel est le sens précis de ce mot.

Sur un plan horizontal dur et poli (en fer ou en maibi'e, par Exemple), plaçons des billes rigoureusement égales eu volume, tuais de diverses espèces : en ivoire, en liège, en fer, en plalÏDC, etc. Soumettons ces billes successivement à l'action d'un ressort, qu'à chaque fois nous tendrons de même, que nous ferons agir de manière à leur donner une impulsion dans le 6ens horizontal, et dont nous laisserons s'épuiser la tension sur elles. Nous remarquerons aisément que les vitesses que prennent ainsi ces billes, placées dans les mêmes conditions, sont 1res différentes les unes des autres : elles doivent évi- 'demment dépendre, toutes choses égales, de la quantité absolue d'ÉLÉMEHT MOBILE que le ressort est obligé de tirer du repos. Of! dit, en mécauii|ue, qu'elles sont en raison inverse des racines carrées des masses de chaque bille. L'égalité de masse, dans deux corps dilTérents , ne suppose donc pas simplement l'égalité des quantités d'élément mobile présentes : elle implique déplus l'égalité de la dépense d'énergie nécessaire pour donner une même vitesse aux deux corps, car dans chaque cas notre ressort a dépensé une même somme ■d'efforts sur nos billes, dont les vitesses ont été très différentes. L'existence nécessaire de la première de ces égalités est évidente : celle de la seconde ne l'est pas du tout, et exigeait une vérificalion expérimentale , car rien an monde n'eût permis d'affirmer u priori qu'unt3 même dépense d'elTort

208 ISlVtBS IPiAMMK.

Nous recoiinaîti'utjs bieiitdl rimincnse portée de ces <|ucsliuns au point Je vue de la philosopliie naturelle et de lu inù- Lapliysjque. II y a des siècles qu'on les discute, el bien récfimmeul encore-, plus d'uu les it déclarées insolubles. Elles sont pourlaul résolues , el de la manière la plus radicale.

Ici déjà une première fois nous allons voir de quelle manière puissante intervient la théorie Hier m odyiia inique pour résoudre des questions qui semblaient à tout jamais hors Je notre portée.

Tout le monde sait que les corps se dilatent par la chaleur, et diminuent de volume parle refroidissement. Si cette diminution restait constante pour chaque abaissement égal de température, et de plus, s'il n'existait pas de limite au refroidissement, il est bien évident que le volume d'un même corps, quel qu'il soit, finirait par se réduire à un point géométrique, à un infiniment petit, et il résulterait d'une manière tout aussi évidente de cette possibilité que le volume de l'élément matière serait variable et pourrait , dans du certaines conditions, se réduire en quelque sorte à rien : i'élément matière serait dans ce cas nécessairement divisible! l'inQni. J'ai posé deux si : nous allons reconnaître immédiatement qu'il faut les rayer tous deux , avec toutes leurs conséquences,

La contraction du volume d'un corps pour chaque abaissement de température, d'un degré par exempte, va en diminuant avec la température elle-même. Pour un corps à l'état gazeux, la diminution de volume s'élève à près de ■1/273 par degré de refroidissement; lorsque ce corps a été liquéfié parle froid, sa contraction par degré est déjà bien moindre : ainsi, le volume du mercure, par exemple, ne diminue plus que de 1/5500 par degré de refroidissement, Lorsque le corps a été solidifié, la contraction est encore moindre : ainsi, le cuivre ne se réduit que de 1/2IXK10 par degré. Et à mesure que le coi'ps solide lui-môme

l-lVKli 1, CilAPITnB I. 209

.froidit, sa contraction devient de plus en pins petite pour des abaissements ég;aux de tempéra lu re.

Ainsi donc, quand bien même la température d'un corps pourrait être diminuée indénniment, nous ne serions déjà plus en droit d'affirmer que le volume du corps peut aussi diminuer indénniment.

Mais ia théorie mécanique de la chaleur est venue, presque à sa naissance, démontrer que l'abaissement indéfini delà température est une pure lîcliou , qu'il existe un zéro absolu où toute chaleur a disparu des corps , el que ce zéro , pour tous les corps de l'univers, se trouve à peine à 27^" au-dessous de celui de nos Ihernio mètres.

En parlant de là, on peut aisément s'assurer que le volume d'un corps solide quelconque con\'erge vers une limite, audessous de laquelle il ne peut pas descendre, et qu'à cette limite il ne diffère même pas considérablement de celui qu'il a à nos lempcratures ordinaires.

Hais, dira-t-on , ce n'est pas seulement le froid qui fait diminuer le volume du corps, la pression le fait aussi, et qu'est-ce qui prouve qu'avec une pression excessive, le volume ne puisse pas être réduit à un point géométrique?

A celte question encore, la théorie mécanique de la chaleur donne, par deux chemins différents , une même réponse péremploire. Toutes les fois qu'un travail mécanique, une dépense d'efforts, est employée à modifier la forme, le volume, l'élat d'un corps, ce corps s'échauffe, et la quantité de chaleur produite est proporlionnelle à la totalilé du travail externe ou interne dépensé. Réciproquement, toutes les fois qu'une raodificalion dans la forme, dans le volume, dans l'élat général d'un corps , donne lieu a un travail mécanique, le corps se refroidit proportionnellement à ce travail.

Telle est l'une des propositions fondamentales de la thermodynamique, aujourd'hui radicalement justifiée par l'ex-

210 UXrVERS l\A?i|»È.

périeiice. Voyous r|uelli! est ici l'une de ses conséfiuencp! immédiates.

Un corps dont te volume a été réduit par la compi'ession. reprend son volume initial lorsqu'on diminue la pression l'i lai|uelte il esl mainlenant soumis. Si cette diminution se Tari giaduetlemenl, le corps, eu croissant, surmonte continuellement l'efTort actuel qui agit sur lui en tout sens : il reml donc dtt travail et il se refroidit. L'augmentation de volume a-t-elle lieu parce que le corps croit dans sa totalité, ou seulement parce que certaines parties non compressibles se séparent de plus en plus sous l'action répulsive de la chaleur présente?

Acceptons dans son entier la première hypothèse, cl admettons de plus qu'un corps peut être comprimé indéfifliment par un eR'urt csterne suffisant.

Supposons qu'on ait comprimé un corps solide «luelconijuc de manière ù réduire son volume de moitié, par exemple, et qu'on l'ait amené au zéro absolu. Si, dans cet état de choses, on diminue graduellement la pression qile supporte îe corps, le volume, par hypothèse, recommencera à croître, et reviendra, quand la pression sera devenue nulle, ;\ la valeur qu'il eût prise s'il avait été refroidi sans cire comprimé. Pendant cet accroissement de volume, le corps surmontera continuellement la pression à laquelle il est encore soumis : il se produira donc un travail mécanique externe. Mais il ne pooiTlt, plus se produire de refroidissement, puisque nous sommes au zéro ahsolu. Un corps amené à ce zéro pourrait donc rendre ou consommer du travail sane changer de température. Mais remarquons que si la tendance d'un corps comprimé à reprendre son volume esl due, en tolalité ou en partie seulement, à une auti'e cause qu'à la chaleur qu'il renferme, ou en d'autres termes équivalents : que si ua corps constitue une totalité, ou renferme seulement nue partie qui, au zéro nlisolu, peut donner ou recevoir du travail sans