APPLICATIONS RESSORTISSANT SPÉCIALEMENT

des principes de la cinématique.

des principes de la statique.

des principes de la dynamique.

Pour la symétrie de l'expression, nous donnons ici au mot de dynamique une autre acception que celle qui a prévalu de nos jours dans la langue de l'enseignement, laquelle à son tour n'est pas celle qu'y attachaient avec raison des auteurs plus anciens. Puisque le mot AOva^iç signifie force ou puissance, n'est-ce pas contredire de front l'étymologie que d'opposer (comme on le fait aujourd'hui dans les livres didactiques) la dynamique, en tant que théorie du mouvement, à la statique, en tant que théorie de l'équilibre? Comme si la statique n'était pas fondée sur l'idée de force, et uniquement sur l'idée de force? Au contraire la dynamique, telle que nous l'entendons, repose essentiellement sur l'idée de force disponible, c'est-à-dire sur l'idée de puissance. Nous pensons que la réforme faite par Ampère, quand il a créé son mot de cinématique (33), devrait être complétée par celle que nous proposons ici. Mais, s'il nous appartient comme à tout le monde d'exposer nos idées, il ne nous appartient pas, comme à Ampère, d'opérer des réformes dans le langage.

PE LA SUBORDINATION DES CARACTÈRES ET DE LA CLASSIFICATION DES THÉORIES PHYSICO-CHDUQITES.

132. — Dans le cadre de la philosophie scolastique, telle qu'on l'enseignait encore chez nous avant la révolution qui a changé le système d'enseignement comme tout le reste, la physique se divisait en deux parties : physica gênerai is , physica specialis, et cette division se rattachait à une distinction longtemps fameuse entre les qualités premières des corps et leurs qualités secondes. Par qualités premières les philosophes scolastiques et les métaphysiciens des temps plus modernes entendaient l'étendue, l'impénétrahilité, la mobilité, l'inertie, c'est-à-dire toutes les notions fondamentales de la mécanique, et par qualités secondes toutes celles qui produisent sur nous les impressions de saveurs, d'odeurs, de couleurs, de chaud, de froid, etc. L'énumération des qualités premières ou prétendues telles impliquait donc l'idée que la mécanique comprend tout ce qu'il y a de général ou de fondamental dans l'explication des phénomènes physiques, idée qui a été déjà examinée (123), sur laquelle nous devons revenir plus loin, et que nous ne nous proposons pas de discuter ici. D'un autre côté, comme nous croyons l'avoir clairement établi ailleurs ', rien

' Essai , chap. VIT e^ VIII.

n'est moins connu, ni moins susceptible d'être connu, que la liaison entre les diverses qualités inhérentes aux corps et la propriété qu'ils ont d'exciter en nous des sensations d'une nature déterminée, couleurs, saveurs, odeurs, etc.; tandis que nous nous rendons parfaitement compte de la liaison qui existe entre la propriété qu'ont tous les corps qui tombent sous nos sens, d'être étendus, et l'idée que nous nous faisons de l'étendue.

133. — Bien avant que la division à l'usage des philosophes de l'antiquité et des docteurs du moyenâge eût cessé d'être enseignée dans les écoles, elle avait disparu de la science, sans qu'on eût trouvé à la place une division propre à mettre dans le système des sciences physiques l'ordre, la classification, la méthode qui certainement y font défaut aujourd'hui. Des corps de science comme la chimie, la cristallographie, l'optique, tout en conservant des rapports nécessaires avec les autres branches de la physique, ont tendu à prendre une constitution propre, indépendante, et intrinsèquement de plus en plus régulière , sans que l'ensemble de ces membres détachés offrît de la régularité : ce qui est resté pour composer la physique proprement dite (selon l'expression courante) n'a plus été qu'une sorte de rubrique incertœ sedis, moins une science qu'une collection de fragments scientifiques, fort peu cohérents. Voyez notamment combien laisse à désirer la notion que l'on se fait, dans la science actuelle, des caractères p/ti/sir/ues des corps, par opposition à leurs caractères chimiques. D'une part on comprend dans les caractères physiques ce qu'il y a certainement de plus essentiel dans les corps et ce qui

prime par là, même les caractères chimiques, à savoir les propriétés mécaniques, la mobilité, l'inertie, la masse, la gravitation; d'autre part ou y comprend aussi les caractères qui tiennent aux circonstances les plus accessoires de la structure ou du mode de groupement des parties, caractères qui sont loin d'être réputés intimes, essentiels ou fondamentaux au même degré que les caractères chimiques. Donc la gradation et la subordination rationnelle sont blessées par l'emploi d'un tel langage. La définition de la catégorie des caractères physiques est purement négative ; cette catégorie ne semble établie que pour recueillir confusément celles des qualités des corps que l'on n'a pas de motifs de ranger parmi les caractères chimiques. 134. — La remarque, que le livre de la science est pour le moins un registre en parties doubles, s'applique surtout au système des sciences physiques et explique des doubles emplois qui déjà mettent obstacle à une régulière coordination de toutes les parties du système. Par exemple, la réaction chimique du soufre et du carbone doit essentiellement figurer, aussi bien dans l'histoire du soufre que dans celle du carbone, tandis qu'on peut fort bien s'arranger pour que l'histoire d'une espèce vivante ne tienne que peu ou point à l'histoire de la plupart des autres espèces. Ceci n'est qu'un détail, et la même remarque s'applique beaucoup plus en grand, surtout à propos des parties de la physique qui ont pour objet ces agents mystérieux que nous nommons des fluides impondérables. La connaissance telle quelle que nous avons de ces agents, de la lumière par exemple, est certainement subordonnée à la connaissance que nous avons des corps

pondérables, en même temps que la plupart des affections des corps pondérables ne nous sont manifestées que par le moyen des impressions que la lumière produit sur nous. L'étude que nous faisons des modifications que la lumière éprouve en atteignant ou en pénétrant les milieux pondérables, a souvent pour but et pour résultat de nous instruire de la structure de ces milieux, et plus souvent encore pour but et pour résultat l'analyse de la lumière elle-même , la manifestation de sa constitution propre et de ses caractères essentiels. Aussi l'optique est-elle constituée depuis longtemps comme une science propre, comme un corps de doctrine spéciale, autonome, malgré ses connexions avec d'autres branches de la physique, les unes fondées sur l'analogie, sur l'affinité de nature, et les autres (ce que nous considérons particulièrement en ce moment-ci ) tenant nécessairement à ce que tout rapport implique deux termes. Au contraire, quand on ignorait les propriétés de la chaleur rayonnante, si parfaitement analogues à celles de la lumière (92), quand on ne connaissait de la chaleur que la propriété qu'elle a de dilater les corps, de les fondre et de les vaporiser, de se propager par le contact d'une molécule h l'autre, il n'y avait vraiment pas lieu de concevoir une théorie de la chaleur, comme corps spécial de doctrine, puisque, de tous ces faits rapprochés, il ne pouvait résulter aucune notion positive sur la constitution propre de la chaleur et sur les lois qui la gouvernent, abstraction faite des changements apparents qu'elle opère dans les corps pondérables.

Ainsi, d'une part l'intimité et la réciprocité des rapports entre les diverses parties des sciences phy-

siques, beaucoup plus grandes que pour tout autre groupe de sciences, comme la suite le montrera encore mieux, mettent plus d'obstacles à une coordination didactique qui représente exactement, sans doubles emplois, la coordination réelle des phénomènes et de leurs lois ; d'autre part le grand et fondamental contraste entre les propriétés des corps pondérables et celles des agents impondérables introduit dans le corps de la doctrine une perpétuelle antithèse, d'une espèce particulière : le progrès des théories tendant à dégager par la pensée et à isoler dans l'exposition ce que les faits observables unissent d'une manière indissoluble.

135. — Admettons toutefois comme division primordiale, à un point de vue théorique et didactique, la distinction entre la physique des corps pondérables et celle des agents impondérables, sauf à tenir compte, comme on doit le faire, de leurs perpétuelles et nécessaires connexions : y a-t-il, soit pour l'un, soit pour l'autre embranchement, soit pour tous deux à la fois, un autre principe de distinction et de classification? Voici celui qu'après de longues réflexions nous proposons avec confiance.

Toutes les explications que nous donnons ou tâchons de donner des phénomènes physiques, soit par des figures, soit par des mouvements, soit par des forces, c'est-à-dire au moyen de la pure géométrie, de la cinématique ou de la dynamique , supposent des longueurs, des distances, des vitesses, des sphères d'action que nous pouvons observer, mesurer par voie directe ou indirecte, ou du moins apprécier : ou bien au contraire ces longueurs, ces distances, ces vitesses, ces sphères d'action sont réputées d'un tel ordre de

petitesse qu'elles échappent absolument à tous nos moyens d'observation et de mesure; que nous n'avons ni ne pouvons avoir aucune notion de leur grandeur absolue, et qu'à dire vrai, elles n'ont pour nous qu'une existence hypothétique et conjecturale. S'il en est ainsi , il y a donc lieu d'admettre dans les sciences physiques deux clefs, deux rubriques ou deux catégories dominantes : il y aura une physique des corps sensibles et une physique infinitésimale, corpusculaire ou moléculaire.

Que cette qualification de sensibles n'introduise point d'équivoques. On est parvenu, à l'aide de procédés fort indirects, et aussi très ingénieux, à mesurer la longueur excessivement petite des ondes lumineuses ; à savoir par exemple que la longueur d'onde, pour le rayon violet extrême, est égale à un 2500' de millimètre, ou plus exactement à 406 millionièmes de millimètre : voilà assurément une grandeur qu'il nous est bien permis de qualifier d'insensible, mais elle serait beaucoup plus petite encore qu'elle n'appartiendrait pas à l'ordre des grandeurs infinitésimales dont nous voulons parler, du moment qu'on pourrait la mesurer par des expériences indirectes , ou seulement en constater expérimentalement l'existence. Un grain de musc émet pendant des années des particules odorantes sans perdre sensiblement de son poids, et par conséquent la petitesse des particules qui viennent à chaque instant se déposer sur la membrane olfactive pour y déterminer la sensation d'odeur, surpasse tout ce que l'imagination peut se représenter : cependant elle n'est pas de sa nature indéterminable. Il est permis de se figurer des pesées si délicates, que l'on en

conclurait le poids des particules émises pendant un temps très-long; par suite, au moyen du calcul, le poids des particules arrivées à la membrane olfactive pendant un temps très-court, et finalement le volume qu'occuperait la réunion de ces particules à l'état concret. Au contraire, il n'y a pas de physicien, de chimiste, qui ne regarde les dimensions, les distances des dernières molécules ou des atomes sur lesquels il raisonne, comme étant de leur nature, et non pas seulement à cause de l'imperfection de nos sens, absolument indéterminables. Comment pourrait-il en être autrement, puisque nos sens eux-mêmes et tous les appareils que nous construisons poui* leur venir en aide, supposent dans leur construction les corps déjà constitués, ce que les scolastiques auraient appelé le phénomène de la corporéitêl De sorte qu'il est dans l'essence des choses, et en quelque sorte mathématiquement nécessaire, qu'ils ne puissent avoir prise que sur d'autres corps constitués, et non sur les éléments infinitésimaux des corps, tels que nous les concevons pour le besoin de nos spéculations rationnelles. Si cet argument ne paraissait pas décisif, au moins faudraitil reconnaître que, dans l'état actuel des sciences physiques, ce que nous regardons comme indéterminable de sa nature l'est de fait et par rapport à nous; or, c'est déjà une tâche suffisante que de s'occuper de la classification des connaissances acquises, en remettant à nos successeurs le soin de classer celles qu'ils acquerront.

136. — Suivant que l'on se propose de pénétrer plus ou moins dans l'économie des phénomènes et dans l'explication de leurs causes, telle classe de phé-

nomènes peut ressortir ou lie pas ressortir de la physique moléculaire. Nous avons déjà remarqué (78) que la cristallographie peut être présentée de manière à ne relever que de l'idée fondamentale de la forme, et à n'exiij^er que l'application des principes de la géométrie; mais, dès qu'on voudra y faire intervenir l'idée de force, il ne pourra être question que de forces moléculaires, au sens indiqué, et nous entrerons en plein dans le champ de la physique moléculaire. Si nous étudions les conditions de l'équilibre d'un liquide dans un système de vases communiquants, en partant de l'idée que le liquide est un corps pesant dont le volume reste invariable, tandis que la forme cède à la moindre pression, à moins que celle-ci ne soit détruite par une pression contraire, nous ferons une application des principes de mécanique rappelés cidessus, tous susceptibles d'une confirmation expérimentale , et nous ne sortirons pas du domaine de la physique sensible; mais, aussitôt qu'il s'agira de tenir compte des particularités de viscosité, de frottement, de capillarité, et que nous voudrons en donner une explication dynamique, ou les relier par une théorie quelconque, nous aborderons inévitablement les arcanes de la physique moléculaire (124).

137. — Quand on prend les mots dans leur acception la plus large, la chimie n'est qu'une partie de la physique moléculaire, mais partie tellement importante , eu égard à la perfection de l'enchaînement théorique, à la nature des applications, que l'on éprouve aussi le besoin de désigner par une expression complexe , par la dénomination de sciences physico-chimiques, le groupe de sciences oii la chimie joue un si

DES CLASSIFICATIONS PHYSICO-CHIMIQUES. 2îl

grand rôle. La conception des phénomènes chimiques se rattache primitivement à la notion de l'hétérogénéité des corps qui s'offrent à nous dans la Nature, hétérogénéité qui porterait, non plus sur des particules sensibles, comme pour ces mélanges ou amalgames grossiers, dans lesquels nous opérons par des moyens mécaniques la séparation des matières amalgamées ou mélangées, mais sur les éléments infinitésimaux des corps, dans la sphère des actions moléculaires oii ne pénètrent pas nos observations faites à l'aide des sens. De là l'idée d'une analyse et d'une synthèse dont l'une a pour objet de décomposer les corps dans leurs éléments homogènes, et l'autre de recomposer les corps en opérant directement, quand la chose est possible, la combinaison des éléments. On a pu longtemps supposer avec les anciens alchimistes, avec le gros des chimistes jusques vers le milieu du dernier siècle, que les éléments ou matières homogènes, fournis par l'analyse des corps composés, et dont la séparation est le terme ordinaire de l'analyse chimique, n'en restent pas moins convertibles les uns dans les autres, par quelque procédé naturel ou artificiel dont la recherche était bien faite pour exciter à la fois la curiosité et la cupidité. Immédiatement après les grandes découvertes de la chimie moderne, on voyait les théories s'enchaîner et s'exprimer avec une régularité tellement systématique, dans l'hypothèse de la simplicité absolue et partant de l'irréductibilité essentielle des radicaux chimiques, qu'il était difficile que les chimistes n'y crussent pas au fond du cœur, quoiqu'ils ne manquassent jamais, par un ménagement obligé pour la philosophie baconienne ou

condillacienne alors régnante, de déclarer qu'ils n'avaient point à cet égard de parti pris, et qu'ils n'entendaient par radicaux ou éléments indécomposables, que des substances qu'on n'avait encore pu décomposer. Plus tard, quand on a constaté que des corps composés et décomposables jouent, dans des combinaisons ultérieures, un rôle parfaitement analogue à celui des radicaux chimiques, actuellement indécomposables, on a dû, non plus par scrupule ou par convenance philosophique, mais par une réserve vraiment scientifique, s'abstenir de rien préjuger sur l'irréductibilité des radicaux chimiques. Enfin, depuis que la théorie des rapports simples entre les poids atomiques ou les équivalents des radicaux chimiques tend à prévaloir, on est inévitablement amené (pour peu que l'on ait de penchant à dépasser par l'induction philosophique les strictes limites de l'expérience actuelle) à regarder l'hétérogénéité des radicaux chimiques comme un fait dérivé, compatible avec l'homogénéité primitive et essentielle des éléments de la matière pondérable.

138. — Dès lors la définition du domaine de la chimie et l'idée qu'on doit se faire des caractères chimiques dans l'état actuel de la philosophie naturelle, se trouvent notablement modifiées. Le propre de la chimie n'est plus de faire et de défaire des associations ou des combinaisons entre des éléments hétérogènes absolument irréductibles ou non convertibles les uns dans les autres, mais bien d'étudier tous les phénomènes qui, dans la chaîne des principes et des conséquences, se rattachent directement au principe qui a créé l'hétérogénéité des radicaux chimiques.

qui a constitué l'atome, la molécule ou Yunité chimique (9), par la conception de laquelle nous expliquons l'enchaînement systématique des phénomènes qui sont du ressort de la chimie. L'analyse et la synthèse, la décomposition et la recomposition ne sont plus alors pour le chimiste théoricien un hut, mais un moyen d'explorer cet ordre de phénomènes. En ce sens, le physicien qui étudie, à l'aide des propriétés de la lumière, la structure atomique d'un cristal ou d'un gaz, fait réellement de la chimie : tandis que le chimiste qui clarifie un sirop ou rectifie une liqueur mêlée à de l'eau en proportion non définie, ne fait point de la chimie, dans ce sens philosophique et élevé. Les plus belles découvertes de la physique moderne sont sans contredit celles qui relient par des formules tirées de la constitution chimique ou atomique des corps, des faits ou des nombres auparavant isolés, et qui delà sorte étendent déplus eu plus le domaine de la chimie, au sens qui vient d'être expliqué.

139. — Dans l'état actuel de la chimie, tout s'explique par des unités, des nombres, des groupes, des combinaisons; tout relève de l'arithmétique et de la syntactique pure; aucune explication qui ait jusqu'à présent pris place dans la science , ne résulte de relations ou de configurations géométriques, n'est donnée par une intuition ou une construction géométrique : au rebours de la mécanique physique où tout est subordonné à la géométrie, où les nombres n'interviennent qu'artificiellement (13), comme le moyen que la constitution de notre entendement nous suggère, pour exprimer et comparer des grandeurs natu-

Tellement continues. L'idée d'une force moléculaire ou atomistique, spécialement affectée à la production des phénomènes chimiques, et que l'on nomme affinité, manque de ce ([ui entre essentiellement dans la détermination des forces mécaniques, à savoir l'orientation et la mesure. Au fond elle n'intervient que comme une image dont la poésie du langage s'accommode; elle ne remplit de fait aucun rôle dans la construction de la science. Lorsque quelques chimistes en ont voulu faire une application plus précise, au point de vue statique ou dynamique, on n'a pas tardé à reconnaître qu'ils en avaient fait une application fausse; et chacun confesse aujourd'hui que le mot d'affinité, au lieu d'être une explication, voile des phénomènes plus complexes oij les agents impondérables interviennent, d'une manière qui nous est encore cachée.

Plus la chimie a fait de progrès, mieux s'est manifesté le caractère essentiel des phénomènes chimiques et des lois qui les régissent, caractère consistant en ce que tout y est précis, défini, avec variation brusque et tranchée d'un état à l'autre, par opposition à la loi de continuité qui régit les transformations qu'on observe dans tant d'autres phénomènes, et notamment dans les phénomènes mécaniques. Tandis que les forces mécaniques, opérant à distances finies, engendrent des effets qui varient avec les distances selon la loi de continuité, les actions chimiques ne donnent lieu qu'à des associations ou à des dissociations brusques, et à des combinaisons à proportions définies. De là le motif de considérer l'ordre des phénomènes chimiques, avec toutes ses appartenances.

comme inexplicable par les seules notions de la mécanique. Pareillement, si les atomes chimiques ne différaient les uns des autres que par les dimensions et par les figures, ou si (en les supposant déjà constituées par le groupement d'autres atomes) les molécules chimiques ne différaient que par le nombre et par la configuration des atomes élémentaires, maintenus à cUstance dans Fintérieur de chaque groupe, on ne voit pas comment il serait possible d'expliquer la distinction tranchée des radicaux et des composés chimiques, et la loi des proportions définies. La difTérence des masses ne peut pas plus que la différence des configurations et des distances rendre raison de tous ces phénomènes, puisque la masse est sujette aussi dans ses variations à la loi de continuité, et qu'au surplus la théorie des équivalents chimiques établit un contraste des plus remarquables entre la masse que l'on considère en mécanique, laquelle se mesure par le poids ou par l'inertie, toujours proportionnelle au poids (10 i), et ce que Ton pourrait nommer la masse chimique, laquelle est mesurée par la capacité de saturation.

140. — Cependant, à mesure que les combinaisons chimiques se compliquent, elles offrent moins de permanence et de stabilité, et manifestent par là une moindre énergie dans les causes qui produisent les combinaisons, un moindre contraste entre les éléments qui s'unissent en neutralisant ou en saturant, comme on dit, leurs propriétés contraires. Non-seulement les molécules chimiques entre lesquelles l'union s'opère sont d'une constitution plus complexe, mais elles se groupent en plus grands nombres pour con-

stituer la molécule surcomposée; et les proportions, au lieu d'être exprimées par des nombres très-simples, comme 1 et 2, 2 et 3, 3 et 5, etc., le sont par des nombres de l'ordre des dizaines ou des centaines. Les molécules chimiques ne se groupent plus par unités, mais par escouades; leur individualité tend déjà à s'effacer. Que l'on fasse un pas de plus, et elles se grouperont par bataillons; l'individualité des molécules constituantes ne se fera plus sentir; la loi des proportions définies, théoriquement maintenue, ne pourra plus être positivement constatée : car, la différence d'une unité tombera dans les limites de l'erreur que l'analyse comporte; le caractère de discontinuité imprimé aux phénomèmes chimiques, et qui n'est que la manifestation du type de l'individualité, aura disparu avec tout ce qui en dépend; soit qu'effectivement il ne subsiste plus, soit qu'il ne puisse plus être rendu sensible par nos expériences.

141. — La série des caractères chimiques semble donc s'interposer entre deux autres séries de caractères que l'on a jusqu'à présent réunis sous la rubrique commune de caractères physiques : les uns que l'on pourrait nommer hyper-chimiques, en ce sens qu'ils paraissent plus généraux, plus fondamentaux, plus essentiels encore que les caractères chimiques, et que partant ils les dominent; les autres qu'il faudrait, dans ce système de nomenclature, qualifier àlii/po-chimiqiies , qui n'ont ni la persistance, ni la forme tranchée des caractères chimiques, et qui semblent l'effet relativement débile d'énergies moléculaires qui se sont en plus grande partie épuisées dans la construction même de la molécule chimique.

Les propriétés essentielles de la matière qui correspondent aux principes généraux de la mécanique, aux lois de la gravitation universelle; qui, selon notre manière de les concevoir, peuvent et doivent subsister dans les derniers éléments des corps, avant même la formation des corps, avant la constitution de l'atome ou de la molécule chimique, avant la manifestation d'aucune réaction chimique, voilà les caractères qu'il convient de qualifier d'hyper-chimiques. L'adhésion, la viscosité, la capillarité, la texture, la dureté, l'opacité, voilà des caractères du genre de ceux que nous proposons de nommer hypo-chimiques, parce qu'ils ne prennent naissance qu'après que la molécule chimique s'est constituée, par un surcroît de complication et de travail de construction moléculaire, dans lequel s'effacent les distinctions tranchées au moyeu desquelles nous reconnaissons sans hésitation les produits du travail chimique.

142. — Certains caractères hypo-chimiques peuvent tenir de plus près que d'autres aux caractères chimiques. Par exemple, le carbone qui s'offre à nous sous deux états si différents, à l'état de diamant et à l'état de charbon produit par la combustion des matières organiques, jouit sous ces deux états d'une grande fixité, c'est-à-dire qu'il est, sinon absolument infusible et non volatil, du moins très-difficile à volatiliser et à fondre sous l'action de la chaleur la plus intense : voilà une qualité plus persistante et que dès lors on réputera plus étroitement liée à la constitution chimique du carbone que la diaphauéité ou la dureté du diamant, avec lesquelles contrastent d'une façon si étrange l'opacité et la friabilité du charbon.

Les caractères cristallographiques notamment ont un degré de précision, de fixité, qui doit les faire placer sur la ligne des caractères chimiques. Ce que l'on a appelé Y isoniorphlstne n'est que la manifestation de l'identité de formule chimique ou de l'analogie de constitution (sinon de composition) chimique, par l'identité ou l'analogie des formes cristallines. Les cas de diniorplmnte (qui ne sont d'ailleurs que des cas exceptionnels), tout en prouvant que la composition chimique est quelque chose de plus essentiel encore que la forme cristalline, n'en laissent pas moins subsister la liaison immédiate et étroite entre le type chimique et le type cristallin : de telle sorte qu'à un même type chimique ne puisse correspondre qu'un nombre très-limité de types cristallins parfaitement distincts, n'admettant aucune transition de l'un à l'autre, ce qui est l'attribut essentiel de tous les caractères chimiques.

143. — Il est curieux que les propriétés des corps, les plus spéciales, les plus particulières en apparence, soient justement celles qui nous ont donné les notions les plus générales, les plus essentielles sur la manière d'être et le mode d'action des agents impondérables. La singulière propriété du spath d'Islande, de doubler les images des corps que l'on regarde à travers ce cristal transparent, est devenue la base de la théorie de la lumière. Parmi tous les minerais de fer gisant dans l'écorce terrestre, une espèce se rencontre qui jouit de la propriété singulière, qu'un morceau de ce minerai, taillé en barreau, attire la limaille de fer, principalement vers ses deux bouts. L'un des bouts se dirige de lui-même vers l'un des pôles du monde, et

l'autre vers l'autre pôle, d'où le nom de pôle donné aussi, par une analogie bien naturelle, à chacune des extrémités du barreau. Les deux pôles qui prennent des directions contraires ont aussi d'autres propriétés contraires : l'un attire ce que l'autre repousse. L'énergie attractive ou répulsive, concentrée surtout dans le voisinage des pôles, subsiste encore, mais en s'affaiblissant progressivement, à mesure que l'on s'éloigne des extrémités du barreau pour se rapprocher de la ligne médiane où elle est nulle, ce qui nous donne l'idée d'un état neutre, servant d'intermédiaire et de passage d'un état à l'état contraire. Voilà des faits bien particuliers, bien spéciaux, au point de vue de l'étude des propriétés des corps et de l'histoire des minéraux : cependant ils deviendront le germe des théories les plus générales. Les phénomènes que présentent les corps électrisés s'expliquent par la séparation de deux principes répandus partout, placés dans un antagonisme perpétuel, dont l'un attire ce que l'autre repousse, qui tendent sans cesse à s'unir, en raison même du contraste de leurs propriétés, et à se masquer ou à se neutraliser mutuellement par le fait de leur union. La pile électrique de Volta manifeste des pôles, comme le barreau aimanté; et bientôt l'on sera conduit à ne voir dans le barreau aimanté dont les propriétés singulières ont si exclusivement attiré l'attention des premiers curieux, qu'un mode particulier de la polarité électrique dont les éléments se retrouvent partout, dont l'influence se range parmi les causes physiques les plus générales. La pile de Volta devient l'agent le plus universel, le plus puissant des décompositions chimiques; les deux éléments

220 LIVRK 11. — CHAPITRE VI.

pondérables dissociés sont entraînés, l'un vers un pôle de la pile, l'autre vers l'autre pôle, et dès lors on touche du doigt la liaison intime entre le principe de l'affinité chimiciue et le principe de polarité ou de dualité antagoniste; on devine pourquoi il arrive que les éléments chimiques qui tendent avec le plus d'énergie à s'unir, soient ceux dont les propriétés offrent le plus d'antagonisme, et que le résultat de l'union soit de neutraliser dans le corps composé les qualités contrastantes des corps composants. On sent bien qu'un principe dont les applications sont si vastes, dont la simplicité est si séduisante, ne saurait se confondre avec une donnée empirique vulgaire, et qu'il doit tenir de très-près, comme la loi de la gravitation universelle, comme le principe de la conservation des masses, à la raison suprême des phénomènes que nous offre le monde physique. Toute explication qu'on en voudrait donner serait suspecte, par cela seul qu'elle serait compliquée.

14i. — On retrouve, dans la physique des impondérables, le contraste qui nous a tant occupés, entre les explications cinématiques et les explications dynamiques. Depuis que la théorie des ondulations éthérées a définitivement prévalu pour l'explication des phénomènes que nous offrent la lumière et la chaleur rayonnante, cette théorie a été diversement appliquée, par ceux qui étaient, comme Fresnel, encore plus physiciens que géomètres, et par ceux qui étaient, comme Cauchy, beaucoup plus fiéomètres que physiciens. Si l'on examine attentivement en quoi leurs méthodes diffèrent, on verra que les uns considèrent directement les mouvements ondulatoires et les résul-

tats de la superposition de tels mou\ements, sans se préoccuper de rattacher la génération de ces mouvements à des forces hypothétiques qui agiraient d'atome à atome : tandis que les autres épuisent les ressources du calcul à tirer de l'hypothèse des forces atomistiques les données fondamentales de la constitution et de la propagation de l'onde éthérée. Les uns font de la cinématique pure (car, à la rigueur, on pourrait suivre toutes les constructions, toutes les explications qu'ils donnent, sans avoir l'idée de force), et jusqu'à présent cette cinématique paraît suffire à tous les besoins de la science positive : les autres font de la dynamique hypothétique. Donc, en élaguant l'hypothèse, pour ne retenir que ce qu'il y a d'essentiel dans la construction scientifique, on peut dire que cette partie si vaste de la physique des impondérables ne repose encore que sur l'idée de mouvement et sur la théorie géométrique des mouvements.

Au contraire, lorsqu'il est question d'appliquer, comme Poisson l'a fait, les lois de Coulomb sur les attractions et les répulsions électriques, au mode de distribution de l'électricité à la surface des corps conducteurs, il ne s'agit plus de mouvements qui se superposent; il s'agit bien évidemment de forces qui se composent et s'équilibrent. Otez la notion de force, et le phénomène n'est plus intelligible, la théorie n'a plus aucun sens.

Maintenant, il en est des explications dynamiques qui concernent la physique des impondérables, comme de celles qui concernent la physique des corps pondérables. Les unes portent sur des phénomènes dont 1 échelle est sensible, les autres sur des phénomènes

qui se passent ou qui sont censés se passer dans une sphère infinitésimale oii les sens de l'homme ne peuvent avoir aucun accès (135). Nous voyons deux corps électrisés s'attirer ou se repousser à des distances sensihles, des aimants, des fils conducteurs traversés par un courant voltaïque s'infiuencer l'un l'autre : mais, pour nous rendre compte de toutes les particularités que nous offrent la constitution des aimants et celle des courants voltaïques, il faut imaginer des forces, des énergies, des affections qui se concentrent dans cette sphère infinitésimale dont la conception nous a déjà été suggérée par le hesoiu d'expliquer une foule de particularités de la constitution des corps pondérables.

145. — Nous avons expliqué (124) comment, dans un certain sens (sens hypothétique, il est vrai), toutes les sciences physiques seraient autant de dépendances de la mécanique, tandis que dans un autre sens, accommodé à ce que les faits ont de positif et d'observable, la mécanique n'est plus qu'une branche de la physique. Mais en même temps on reconnaît à la mécanique des caractères si particuliers, que souvent l'on oppose la mécanique à la physique : comme lorsque l'on distingue les effets mécaniques des variations de température, tels que la rupture d'une chaudière et la projection des débris, d'avec les effets qualifiés de physiques, tels que la fusion d'un corps solide ou la vaporisation d'une masse liquide. Nous avons pareillement expliqué en quel sens on oppose la physique à la chimie, et les effets physiques des variations de température, tels que la fusion et la vaporisation, aux effets chimiques qui consistent dans la formation

OU la résolution de certaines combinaisons entre les éléments chimiques des corps. On distingue de même, parmi les effets de la pile de Yolta, des effets mécaniques, tels que les mouvements produits par les actions attractives ou répulsives des tils conducteurs du courant, puis des effets physiques, tels que l'élévation de température du fil conducteur, et enfin des effets chimiques, tels que le dégagement d'oxygène et la réduction des métaux alcalins aux deux extrémités du fil.

Dans l'étude des organes et des fonctions d'un animal, on distingue très-bien ce qui se rapporte à la production d'effets mécaniques, ce qui est construit sur les types des machines et des engins mécaniques, leviers, poulies, cordes, tuyaux, soupapes, etc., d'avec ce qui se rapporte à la production d'effets physiques et surtout chimiques, et ce qui est construit sur les types d'appareils physiques et chimiques, tubes capillaires, lentilles réfringentes et leurs accessoires, cornets acoustiques, foyers de chaleur, cornues et récipients. Il faut tenir le plus grand compte de toutes ces indications que la Nature elle-même nous donne, et qui sont comme la pierre de touche et la contreépreuve de nos systèmes scientifiques. Ce n'est point parce que l'esprit humain est fait d'une certaine façon, que géomètres et ingénieurs ont imaginé une science à laquelle on donne le nom de mécanique, et où figurent à titre d'organes élémentaires, des leviers, des poulies, des cordes, des soupapes : car, il serait étrange que dans cette hypothèse la Nature se fût assujettie aux mêmes types, lorsqu'elle a dessiné le plan des êtres vivants, objets de ses soins particuliers;

et d'un autre côté, l'homme n'a pas attendu d'être au courant de l'anatomie pour former ses engins mécaniques sur les modèles que l'organisation des animaux lui présente. L'homme s'est rencontré avec la Nature, parce que cette rencontre tient au fond même et à la raison des choses. Même remarque pour la physique : car, ce n'est pas en général par suite des progrès dans l'anatomie de l'œil que nos instruments d'optique ont été conçus et perfectionnés, et l'on n'a reconnu que plus tard, dans les détails, l'analogie du plan organique avec celui de nos instruments. Donc les fondamentales divisions ou distinctions de notre encyclopédie physique, et jusqu'au choix des principaux appareils que notre industrie a créés, sont justifiés par la Nature elle-même, et ne peuvent point être réputés arhitraires, ou seulement relatifs à la constitution de l'esprit humain et au point de vue où l'homme est placé.

DE LA C0>r\-£RS10N DES EFFET? MÉCANIQUES, PHYSIQUES, CHIMIQUES, LES UNS DANS LES AUTRES. — GÉNÉRALISATION DE L'JDÉE DE FORCES DISPONIRLES, ET DU PRINCIPE DE LA CONSERVATION DES FORCES DANS LES CONVERSIONS CIRCULAIRES.

146. — Du moment que l'on a été amené à distinguer des phénomènes et des effets mécaniques, physiques, chimiques, etc., il est tout simple que l'on soit tenté d'examiner plus à fond quelle est au juste l'influence que ces phénomènes, rapportés à des catégories diverses, exercent les uns sur les autres, et s'il n'est pas possible de concevoir que ces effets distincts soient aptes à se convertir les uns dans les autres. On ne fait pourtant guère que de commencer à entrer dans cet ordre de recherches qui doivent conduire un jour aux résultats les plus intéressants, et pour la philosophie des sciences et pour les applications que réclament les progrès toujours croissants de l'industrie. Qui ne sait qu'aujourd'hui le principal usage des matières combustibles n'est plus de procurer directement la chaleur dont l'homme a besoin pour se défendre de l'inclémence des saisons ou pour les préparations des arts, mais bien de fournir indirectement la force mécanique qui lui est devenue indispensable pour ses usines et pour la circulation des voyageurs et des marchandises, sur toute la surface du globe?

Eu cela encore l'industrie de l'homme n'a fait qu'imiter la Nature. Car, quel autre agent que la chaleur r. /. 15

régénère sans cesse la force vive que sans cesse la Nature dépense en grand à la surface de notre planète, au sein des mers et de l'atmosphère? Les couclies d'air et d'eau dilatées par un accroissement de température s'élèvent, puis se refroidissent et retombent; d'où la production des vents et des courants marins. La couche d'eau en contact avec l'atmosphère, continuelleineut sollicitée à se réduire en vapeur par l'action de la chaleur, va se condenser dans les hautes régions de l'air et former les nuages qui, retombant en pluie ou en flocons glacés, alimentent les cours d'eau dont la chute avait jusqu'à présent fourni à l'homme la provision de travail mécanique la plus abondante ou la plus facile à recueillir et à employer. La ressemblance ne se borne pas là. Cette chaleur qui, dans l'atelier de la Nature, a engendré sur une grande échelle le travail mécanique des vents et des cours d'eau, se dissipe par le rayonnement dans les espaces célestes, et elle est, quant à l'effet utile, perdue sans retour, aussi bien que la chaleur qui sort des foyers de nos machines à vapeur. La seule différence (et elle est capitale) consiste en ce que le combustible de nos foyers s'épuise, comme s'est épuisé dans des temps plus anciens l'excès de chaleur centrale qui imprimait aux phénomènes météorologiques un surcroît d'activité : tandis que la chaleur venue du soleil et dont le mode de génération est encore pour nous si mystérieux, semble incapable de s'épuiser, et de fait n'a pas éprouvé, depuis les temps auxquels nos observations s'appliquent, de diminution appréciable.

Ces considérations méritent d'attirer l'attention de

tous les esprits : car. combien de fois n'a-t-on pas entendu dire qu'il n'y a point de limites aux découvertes de la science, et qu'on trouvera le moyen de remplacer, comme source de travail mécanique, la \apeur et la chaleur, quand nous n'aurons plus de charbon? La vapeur d'eau sans doute, car toute autre substance gazeuse peut également servir d'intermédiaire, peut-être plus avantageux, pour la conversion de la chaleur en force vive; mais la chaleur, c'est autre chose. On ne peut avec aucune vraisemblance, conclure du fait d'une invention, qui n'était, à la bien prendre, qu'une copie des procédés de la Nature, à la possibilité d'une invention dont elle ne nous offre aucun modèle. Il est au contraire très-vraisemblable, très-conforme aux analogies naturelles, qu'on ne se passera jamais de chaleur pour engendrer la force vive sur une grande échelle. Ce qu'il n'est pas déraisonnable de chercher, c'est le moyen de produire de la chaleur et par suite du travail mécanique, autrement que par le procédé de la combustion ordinaire, puisque la >'ature nous offre le plus magnifique exemple d'un foyer qui n'a pas besoin pour s'alimenter, du combustible que nous dévorons dans les nôtres. 147. — L'état gazéiforme des milieux pondérables est celui qui se prête d'une manière plus commode à la génération de la force vive par une dépense de chaleur, comme aussi à un dégagement de chaleur par une consommation de force vive, et par conséquent à la conversion réciproque de ces deux puissances naturelles. Que l'on vienne à chauffer le gaz contenu dans un corps de pompe, la force élastique du gaz augmentera, le piston pesant sera soulevé jusqu'à ce

que le gaz eu se dilatant ait repris son élasticité initiale. Cependant un travail mécanique aura été produit : travail qu'on pourra recueillir et utiliser à l'aide d'appareils convenables. Inversement, si l'on comprime le gaz, en consommant pour cela de la force mécanique, on dégagera de la chaleur. De même que dans la transmission et la transformation de la force vive par les organes mécaniques, les frottements, les résistances, les trépidations du sol et de toutes les parties des appareils occasionnent un déchet de la force vive recueillie (déchet inévitable, mais qu'on atténue. de plus en plus en perfectionnant les mécanismes), de même, dans la conversion de ces deux puissances ou valeurs, chaleur et force vive, par l'intermédiaire des milieux gazeux, il y a un déchet tenant à l'absorption d'une certaine quantité de chaleur par les enveloppes dont la température s'élève, ainsi qu'au rayonnement extérieur : déchet qu'il s'agit d'atténuer de plus en plus par les perfectionnements successivement apportés à la construction des appareils et à la manière de les faire fonctionner.

Quel que soit l'état moléculaire des corps, ils offrent quelque chose d'analogue à ce phénomène de la conversion de la chaleur en force vive et de la force vive en chaleur, dont le type le plus net, celui qui se prête le mieux aux expériences de mesure, nous est fourni par les corps à l'état gazeux. Les frottements, les chocs des corps durs absorbent de la force vive et en même temps dégagent de la chaleur. Ces corps absorbent de la chaleur en se dilatant, et leur dilatation équivaut à la production d'un travail mécanique. Jusque dans les phénomènes de la vie animale, on

observe que la capacité de travail mécanique dont les animaux sont doués, se trouve en rapport avec une condition essentielle de la vie animale, l'entretien permanent d'un foyer de combustion et de chaleur : tellement que la bête de trait est aussi à sa manière une sorte de machine à vapeur, pour laquelle on peut mettre en regard le travail mécanique qu'elle produit et le combustible qu'elle dépense. Un lien qu'on entrevoit, mais qu'on ne voit pas encore avec toute la netteté désirable, unit certainement tous ces phénomènes; et c'est en s'attachant à le saisir que l'on pourra pénétrer davantage dans la connaissance de la nature intime des corps, ainsi que des forces que nous rapportons à des agents impondérables, lesquelles toutes, par certains côtés, semblent capables de se convertir les unes dans les autres*.

148. — Ainsi, outre la propriété de produire de la chaleur, le frottement a celle de produire de l'électricité quand les corps frottés sont hétérogènes. Réciproquement, l'électricité met les corps en mouvement, et n'a même été originairement remarquée que comme une force mécanique ou une cause de mouvement. Aujourd'hui, nous savons que les courants électro-magnétiques sont capables, comme la dépense de chaleur, d'engendrer du travail mécanique : de

1 Voyez le livre intitulé : Corrélation des forces physiques, par W. R. Grove, traduit de l'anglais, et accompagné de notes par M. Seguin aîné, Paris, 1856; et un autre ouvrage non moins remarquable, qui a pour titre : Recherches sur l'équivalent mécanique de la chaleur, par G. A. Hir.n, Colmar et Paris, 1858. — Nous trouverions dans ces deux livres bien des idées à louer et aussi bien des idées à combattre, si la nature du nôtre nous permettait d'entrer dans de semblables développements.

sorte que la découverte qui nous a valu le télégraphe électrique, cet étrange moyen d'agiter une sonnette et de faire marcher des aiguilles indicatrices à des distances énormes, avec la promptitude de l'éclair, nous vaudrait aussi un nouveau moteur industriel, si les piles voltaï<{ues qui mettent en jeu les courants, et qui ne travaillent pas sans consommer des produits, pouvaient fonctionner dans des conditions économiques convenables.

D'ailleurs la chaleur engendre des courants électriques quand on chauffe à leurs points de soudure des barreaux métalliques hétérogènes, et réciproquement le courant électrique qui traverse avec une intensité suffisante un fil d'une finesse convenable, le porte à l'incandescence. La chaleur engendre donc directement de l'électricité , et l'électricité de la chaleur; de sorte que l'on peut, indirectement ou de seconde main, convertir la force mécanique en électricité et celle-ci en force mécanique, par l'intermédiaire de la chaleur. De même pour la conversion de la force mécanique en chaleur et de celle-ci en force mécanique, par l'intermédiaire de l'électricité.

Personne n'ignore que l'électricité, la chaleur, la lumière même déterminent des combinaisons ou des dissociations chimiques, et qu'inversement les forces chimiques n'entrent pas en jeu sans provoquer des dégagements ou des absorptions de chaleur, des courants d'électricité. Ces actions chimiques, même lorsqu'elles s'opèrent dans une sphère inaccessible à nos sens, et lorsqu'elles n'ont pour symptôme aucun effet mécanique observable, peuvent donc par l'intermé-diaire de la chaleur ou de l'électricité, produire de la

force mécanique ou résulter d'un déploiement originaire de force mécanique. Mais de plus l'action mécanique détermine immédiatement certaines associations chimiques ou en rompt d'autres, les moins stables il est vrai ; et quant aux effets mécaniques, souvent redoutables, immédiatement produits par le jeu des actions chimiques, ils sont assez connus pour qu'on n'ait pas besoin de les signaler.

149. — Voilà des faits qui peuvent et qui doivent ouvrir, comme on l'a déjà dit, soit à la philosophie naturelle, soit à la théorie des applications industrielles de la science, des horizons nouveaux : et déjà n'ont pas manqué de se produire , à côté de généralisations sûres, quoique hardies, des inductions téméraires ou mal fondées. Ainsi l'on s'est prévalu de ces considérations nouvelles, pour reprendre une idée plusieurs fois mise en avant et repoussée, celle de l'indestructibilité de la force ou du mouvement : entrons à ce sujet dans quelques explications.

La matière ou la masse des corps doit être réputée indestructible et invariable : on a rappelé et expliqué ailleurs ce grand axiome de la physique (101 etsuiv.). De plus, nos théories chimiques actuelles ve^o^eni^uv l'idée que les éléments chimiques sont distingués par certains caractères pareillement indestructibles, et qu'ainsi du fer est toujours du fer, de l'argent toujours de l'argent (137). Cependant une barre de fer, une cuiller d'argent s'usent par le frottement, de manière qu'il nous sera, à nous et à nos successeurs, à tout jamais impossible de recueillir et d'utiliser les parcelles imperceptibles de métal que l'usage même de l'instrument dont nous nous servons, a disséminées

de côté et d'autre. La matière la plus stable se consomme donc sans retour et périt pour nous, quant à son effet utile, quoique, théoriquement, elle doive être réputée indestructible.

En est-il de même pour la force mécanique? De tout temps il s'est trouvé des philosophes disposés à le croire, nonobstant des apparences contraires. Un corps dur vient dans son mouvement frapper contre un obstacle, et, à ce qu'il semble, la force mécanique qui résidait dans ce corps en mouvement s'épuise par le choc. Cependant nous observons pendant quelques instants encore, des trépidations très-marquées dans le corps choquant, dans l'obstacle contre lequel il s'est heurté et dans tout le sol environnant. Pourquoi ne pas admettre que ces trépidations se propagent indéfiniment en s'affaiblissant par cette communication même au point de nous devenir imperceptibles, et qu'elles persistent indéfiniment entre les dernières molécules des corps dont les mouvements se dérobent absolument à nos sens? Voilà ce que Ton disait, et maintenant l'on ajoute que la puissance détruite en tant que force mécanique doit reparaître sous une autre forme ; que par exemple la collision du choc a développé de la chaleur qui pourrait à son tour se convertir en force mécanique et qui représente virtuellement une certaine quantité de force mécanique; que les choses doivent certainement s'arranger de manière que l'on ait, sous une forme ou sous une autre, précisément l'équivalent vii'tuel de la force mécanique qui semblait perdue; et qu'il en faut dire autant de tous les déchets qu'éprouvent en apparence les puissances naturelles, de quelque espèce qu'elles soient.

150. — Par la même raison il faudrait dire que les doses de force ou de puissance active dans la Nature ne peuvent jamais être augmentées : et pourtant ni cette proposition ni l'autre ne résistent à une analyse attentive. Une gargousse de poudre a été déposée dans une entaille de rocher; on tire une étincelle d'un caillou avec un briquet d'acier, et cette étincelle, c'est-à-dire une parcelle d'acier portée à l'incandescence par la chaleur que le choc de l'acier contre le caillou a développée, enflamme la gargousse et développe par des actions chimiques une force mécanique énorme : quelle équivalence peut-on supposer entre la force mécanique qui a produit l'étincelle, entre la chaleur qui résidait dans l'étincelle, ou même entre la force mécanique dépensée dans la préparation de la poudre, et la force mécanique produite en fin de compte? Il faut donc qu'une nouvelle dose de force mécanique ait été ajoutée à la dose préexistante ; et si le cours du phénomène peut accuser une augmentation dans cette dose, il peut y amener une diminution. Dira-l-on que quand le charbon, le soufre, le salpêtre ont été préparés par la Nature ou par l'art sous la forme qu'ils doivent avoir pour que le fabricant de poudre les emploie , il y a eu des dépenses d'actions chimiques qui représentent la force mécanique que l'inflammation de la poudre développera plus tard? Cette supposition, dans 1 état delà science, serait assurément fort arbitraire; mais d'ailleurs on répliquera qu'il aurait suffi de quelques gouttes de pluie pour gâter la poudre et rendre impossible la réapparition de la force qu'elle contenait, si l'on veut, h l'état latent, par suite d'un dépôt antérieur. Or,

qu'est-ce que l'action mécanique, physique ou chimique exercée par ces gouttes d'eau sur la poudre, pour qu'on puisse y voir l'équivalent de la force mécanique que l'explosion développerait? Donc il faut bien reconnaître qu'il dépend d'un concours d'accidents fortuits qu'une force mécanique se développe ou ne se développe pas, sans que rien compense le défaut de développement.

151. — D'un autre côté, la raison ne peut se refuser à admettre que rien n'est produit de rien, ex nihilo nihil; que la force mécanique, pas plus qu'autre chose, ne peut être, comme on dit, produite de toutes pièces et sans qu'il y ait consommation de quelquesunes des forces disponibles, mécaniques ou autres, que la Nature tenait en réserve. Quand on aura consommé tout le charbon, tout le soufre, tout le nitrate de potasse que nous pouvons recueillir, il faudra renoncer à faire éclater des quartiers de roche au moyen de la poudre. Quand on aura brûlé toute la houille, il faudra renoncer à faire marcher des trains à l'aide de la chaleur que ce combustible procure. Le charbon, la houille, le soufre se trouveront convertis en gaz carbonique et sulfureux, et sous cette forme ne seront plus par eux-mêmes des sources de chaleur ou de travail mécanique. Si quelque jour la Nature trouve le moyen de régénérer avec ces substances gazeuzes, du soufre concret, du charbon, de la houille, elle le fera avec d'autres forces dont elle dispose, et ce travail ultérieur ne dépendra point du déploiement passager de force mécanique , que notre industrie a opéré avec les mômes substances.

11 dépend de notre industrie de consommer ou de

ne pas consommer ce que la Nature tient en réserve, d'en faire une consommation productive, soit de force mécanique, soit d une autre force équivalente, ou au contraire d'en faire une consommation improductive de force, sous une forme quelconque. Ce qui excède certainement notre pouvoir et celui de tout agent naturel, à qui n'est pas accordé le pouvoir surnaturel de la création , c'est de créer une force de toutes pièces, sans rien consommer ni dépenser : puisqu'alors on pourrait créer de la force indéfiniment; la Nature mettrait à la disposition d'un agent quelconque une force infinie , ce que nous ne pouvons pas plus comprendre qu'une vitesse infinie (23 et 119, note).

152. — De là ce principe que nous proposerions d'appeler le prùwipe des conversions circulaires, et qui consiste en ce que, lorsque le travail de la Nature, dirigé ou non par le travail de l'homme, a accompli le cercle des transformations , de manière à revenir au point de départ, il est impossible que la quantité initiale de force vive, de chaleur, ou de l'une quelconque des forces naturelles disponibles et convertibles les unes dans les autres, se trouve augmentée : les transformations postérieures ayant détruit ou absorbé tout ce que les transformations antérieures avaient créé ou développé, en vertu de la maxime ex nihilo nihil, et de manière à rendre impossible toute formation de toutes pièces, toute production indéfinie d'une force naturelle quelconque, au moyen de corps, d'appareils , de milieux inertes par eux-mêmes , et qui n'interviendraient que comme de simples organes de transmission et de conversion. Nous avons indiqué ailleurs (85, 96 et suie.) comment ce principe, appliqué

aux organes purement mécaniques de la transmission et de la transformation de la force vive ou du travail, fournit une base rationnelle à la science de l'équilibre et du mouvement : on entrevoit ici comment le même* principe, étendu et généralisé de manière à s'appliquer aux transformations incessantes des phénomènes moléculaires et chimiques, à tous les échanges entre les effets produits par les diverses puissances naturelles, peut donner à certaines parties des sciences physiques un fondement rationnel , en les rattachant immédiatement à la mécanique, et par la mécanique à la géométrie. Des axiomes ou des postulats de ce genre ont l'inconvénient de ne pas saisir directement les causes efficientes qui opèrent dans chaque ordre de phénomènes, mais aussi l'avantage d'être dégagés de toutes les hypothèses auxquelles nous sommes forcés d'avoir recours pour nous représenter ce qui échappera toujours à nos observations. Nous atteignons par là \q pourquoi des choses, plutôt que le comment.

Un exemple ne sera pas inutile pour mieux fixer les idées. L'on sait qu'un kilogramme d'eau exige pour se vaporiser une certaine quantité de chaleur qu'il restitue en repassant à l'état liquide; de même pour un kilogramme d'alcool : seulement la quantité de chaleur prise et restituée est différente. Elle sera encore différente pour un kilogramme d'eau et d'alcool mélangés en proportions égales. Supposons que cette troisième quantité soit une moyenne arithmétique entre les deux premières, et suivons les conséquences de l'hypothèse. On sait que le mélange de 500 grammes d'eau et de 500 grammes d'alcool donne lieu à un dégagement de chaleur : concevons que

l'on ait recueilli et mis à part la chaleur dégagée. Abandonné à lui-même après ce dégagement, le mélange se vaporisera en empruntant pour cela de la thaleur, qu'il devra (par hypothèse) restituer intégralement lorsque l'on condensera les vapeurs produites, ce qu'on pourra faire de manière à rectifier l'alcool impur, ou à recueillir dans des récipients distincts, l'alcool et l'eau. Mais alors on pourrait, après la rectitication, recommencer l'opération du mélange de manière à produire par ce mélange même une nouvelle quantité de chaleur, et par une répétition indéfinie de la même suite circulaire d'opérations, créer de la chaleur de toutes pièces en quantité indéfinie. Donc, en vertu de l'axiome invoqué, il faudra que les mille grammes mélangés exigent pour se convertir en vapeurs, en sus de la quantité de chaleur qu'ils exigeraient s'il n'y avait pas de mélange , et qu'ils restituent quand la condensation dissocie l'eau et l'alcool, précisément la quantité de chaleur que l'opération du mélange a dégagée. Je ne crois pas que l'expérience ait jamais été faite, ni même qu'on ait songé à la faire : mais il ne s'agit ici que du sens et de la portée du principe. L'ouvrage de M. Grove, cité au n° 147, suggérerait une foule de conséquences du même genre, à tirer du principe des conversions circulaires. 153. — Dans la dynamique supérieure dont les principes nous occupent en ce moment, aussi bien que dans la dynamique ordinaire, la consommation de force vive ou de force disponible peut, selon les cas, être ou n'être pas accompagnée d'une destruction de force morte. Une horloge de clocher est mue par un poids, et quand le poids est arrivé au bas de sa course,

238 livrp: ii. — chapitre vu.

sur l'aire de la cage ({ui contient l'horloge, le mouvement s'arrête; la force vive dont on disposait est épuisée; il faut remonter l'horloge. Cependant le poids au has de sa course est un corps qui ne cesse pas d'être sollicité par la pesanteur; il peut continuer d'agir indéliniment par sa pression, et comme force morte, sur le plancher de la cage. Que l'on ouvre une trappe, et le poids pouvant descendre plus bas remettra l'horloge en mouvement. Au contraire, le ressort débandé, et qui a épuisé sa force vive, n'agira plus, même comme force morte.

Pareille remarque est applicable à la puissance mécanique de la chaleur et le serait à toutes les puissances physiques que nous considérons maintenant. Dans les machines à vapeur construites pour agir à pression constante, ou sans détente de la vapeur produite, toute la chaleur venue du foyer, et qui a été employée à vaporiser une certaine quantité d'eau, à soulever le piston à une hauteur déterminée, à produire ainsi une quantité déterminée de travail mécanique, se retrouve ensuite dans le mélange de l'eau froide du condenseur et de la vapeur condensée. En ce sens, il est bien vrai de dire que le travail mécanique de la chaleur résulte, non d'une consommation de chaleur, mais du flux de chaleur d'un milieu dans un autre. Opendant, la chaleur produite par la combustion de la houille a été vraiment dépensée comme la houille elle-même , en ce sens qu'on chercherait vainement à se passer d'une nouvelle consommation de houille et à produire, avec la chaleur transportée dans le condenseur, la vaporisation d'une nouvelle quantité d'eau, d'oii résulterait un second coup de

pistou et la production d'une nouvelle quantité de travail mécanique, égale à la quantité produite en premier lieu. Il faudrait, pour qu'une telle prolongation de travail pût avoir lieu, employer maintenant, au lieu d'eau, un liquide amené à une très basse température et capable d'émettre des vapeurs douées d'une force élastique suffisante, même à cette basse température, si basse que, par comparaison, la masse d'eau du condenseur agirait sur ce liquide comme un vrai foyer de chaleur, par l'intensité de son rayonnement calorifique. Alors continuerait le travail mécanique produit par le flux de chaleur ou par sa tendance à l'écoulement, du milieu dont la température est plus élevée à celui dont la température est plus basse, comme continue le travail mécanique produit par l'action permanente de la gravité, quand on soustrait l'obstacle qui arrêtait le poids au bas de sa course , et qu'on lui permet de passer, de la région ])asse oii il était parvenu, à une région plus basse encore. Au contraire, de même qu'il ne suffît pas de déplacer un obstacle, et qu'il faut absolument une dépense de force vive pour remonter le ressort débandé et recommencer le travail de la détente, de même, après que la soudaine explosion des gaz dégagés par l'inflammation de la poudre a produit son effet mécanique , l'on ne pourrait avec les mêmes masses gazeuses reproduire un effort semblable, qu'à condition de les comprimer et de dépenser ainsi autant de travail mécanique qu'en produirait la détente ultérieure.

154. — Telles sont, suivant nous, les considérations à l'aide desquelles on devra comparer et concilier les théories, de date encore bien récente, qui déjà

préoccupeut beaucoup les physiciens de notre époque, et qui ont pour objet la conversion des forces physiques les unes dans les autres. Dans le second des deux ouvrages cités en note au n" 147, M. Hirn s'est particulièrement occupé de comparer entre elles, à divers points de vue scientifiques et philosophiques, les deux théories qui lui ont paru offrir les contrastes les plus tranchés, celle de Carnot' et celle d'un pliysicien allemand, le D' Meyer. Suivant Carnot, la production de travail mécanique ou de force vive tient essentiellement, non à une consommation de chaleur, mais au flux de la chaleur, d'un milieu dont la température est plus élevée à un milieu dont la température est plus basse : dans la théorie du D' Meyer, il ne peut y avoir production de force vive sans consommation de chaleur; et réciproquement, à une consommation de force vive correspond une production réelle de chaleur.

Si nous confrontions ces deux théories dans leur application détaillée à l'interprétation des divers phénomènes mécaniques et physiques, nous ferions un livre de pliysique et non plus un livre de philosophie; nous arriverions probablement à conclure, avec M. Hirn, qu'il y a des faits, les plus importants au point de vue de l'application, dont l'idée de Carnot rend compte d'une manière plus simple, et d'autres

1 II ne s'agit pas du général républicain, plus connu encore par les actes de sa vie politique que par ses études spéculatives en géométrie et en mécanique, mais de l'un des ûJs de cet homme célèbre, mort jeune, après avoir fait paraître en 1824 un opuscule intitulé : Reflexions sur la puissance motrice du feu, qui a été le point de départ des rechercUes dont il est question dans ce chapitre.

pour l'explication desquels on ne peut guère se passer de l'idée du D' Meyer : seulement je crois qu'en suivant les physiciens dans de tels détails, non-seulement nous nous écarterions de notre but, mais encore nous irions contre la \raie pensée de Garnot.

En effet, Carnot s'était placé, bien moins au point de vue du physicien qu'au point de vue de l'économiste et de l'ingénieur; et il convient de maintenir la question sur ce terrain, qui semble être celui d'une pratique plus étroite, et qui est en réalité celui d'une théorie plus large et plus élevée.

Qu'importe à l'économiste, à l'ingénieur, que la chaleur de A ait été transportée en B, ou qu'il y ait eu destruction de chaleur en A, et ensuite production de chaleur en B? Ce qui lui importe, c'est qu'il y a eu, pour la production d'un certain effet mécanique, consommation de combustible, dépense d'une force, d'une puissance, mise par la Nature à la disposition de l'homme. Ce fait, et d'autres du même genre, viennent à l'appui de l'idée que Leibnitz avait eue, d'une dynamique supérieure, dont les lois dominent celles de la mécanique proprement dite ; et en s 'élevant à ce point de vue, la raison saisit en effet la généralité du principe, que nous ne pouvons rien faire avec rien, ni rien produire sans consommer quelque chose. Elle saisit en même temps l'idée que la Nature nous a donné virtuellement ou en équivalent tout ce que nous pouvons produire en consommant les choses mises immédiatement par elle à notre disposition. Telle est la pensée fondamentale du mémoire de Carnot, dans- ce qu'il a de philosophique.

Puis, redescendant aux applications usuelles et r. y. 16

pratiques, et s'occiipaiit surtout du jeu de la machine à vapeur, il remarque que la consommation de charbon, la dépense de force naturelle à laquelle correspond dans ce cas une production de force vive, semble n'avoir pour conséquence physique que de faire passer dans l'eau du condenseur la chaleur développée au foyer de la combustion. Mais ce n'est là qu'une remar({ue accessoire et particulière, qui peut être moditiée ou reih-essée, sans qu'on touche à ce qu'il y a d'essentiel dans la théorie. Oue le cas spécialement considéré par Carnot ne soit qu'un exemple, auquel on peut opposer des exemples contraires, c'est ce qu'on aurait été fondé à affirmer d'avance en considérant que le flux de chaleur ou la chute de température a la plus grande analogie avec la chute d'un poids; et que cependant, à côté de la consommation de force vive, produite par la chute d'un poids, qui peut tomber plus bas encore par le seul écartement d'un obstacle, il y a la consommation de force vive, produite par la détente d'un ressort, que l'on ne peut mettre en état de fonctionner de nouveau, sans consommer pour cela toute la force vive qu'il restituera dans une seconde détente.

155. — Les mêmes remarques trouvent leur application en ce qui concerne la détermination numérique de ce que l'on a appelé Y (équivalent mécanique de la chaleur. On peut opérer de bien des manières différentes la conversion de la chaleur en force vive et de la force vive en chaleur; et tant qu'on ne possédera pas des notions précises sur la nature du principe de la chaleur, il n'y aura nulle invraisemblance à admettre que les chiffres d'équivalence diffèrent,

selon le mode de conversion employé. La seule restriction théorique à l'indépendance de ces chiffres, c'est qu'on n'aille pas contre le principe des conversions circulaires, ou contre l'axiome ex nihilo nihil. On dépense mille kilogrammes de charbon pour produire, à l'aide d'une machine à vapeur, une certaine quantité de travail mécanique qui est employée à faire frotter deux corps l'un contre l'autre, sans les déformer ni les user, et à produire ainsi une certaine quantité de chaleur : il ne se peut que cette quantité de chaleur produite par le frottement surpasse celle qui s'est dégagée dans la combustion des mille kilogrammes de charbon, dès qu'il n'intervient pas (comme dans le cas de l'explosion de la poudre) d'autres consommations de matières ou de forces. Mais elle peut être notablement moindre, lors même qu'on a écarté avec le plus grand soin toutes les influences perturbatrices, toutes les causes accessoires de déchet. Pour déterminer a priori le rapport de l'une à l'autre, il faudrait avoir sur la constitution moléculaire des corps, sur la nature des causes qui déterminent le phénomène de la vaporisation des liquides, et celui du frottement des corps solides, des notions théoriques que nous sommes bien loin de posséder. Et ce que nous disons au sujet de la comparaison, de l'équivalence entre la force vive et la chaleur, devra se dire à propos de la comparaison, de l'équivalence entre la force vive et l'électricité, entre l'électricité et la chaleur, et ainsi de suite.

DE LA VALEUR DES HYPOTHÈSES EN USAGE DANS LA PHYSIQUE CORPUSCU- LAIRE ET DANS LA PHYSIQUE DES IMPONDÉRABLES.

156. — Nous avons eu déjà maintes occasions de faire allusion aux hypothèses par lesquelles nous tâchons de nous rendre compte des phénomènes de la physique corpusculaire et des réactions chimiques, de tous ces phénomènes qui s'accomplissent dans la sphère infinitésimale où nos sens ne peuvent pénétrer (135) : le moment est venu d'entrer un peu dans l'examen de ces hypothèses et d'en apprécier philosophiquement le sens et la valeur.

Démocrite, et après lui Épicure, ont été dans l'antiquité grecque les fondateurs de la philosophie atomistique. Démocrite, dit-on, était savant; il ne s'occupait pas seulement de physique générale et de cosmogonie à la manière des philosophes ioniens; il se livrait encore à des travaux de dissection : mais l'ignorance d'Épicure et de ses disciples était devenue proverbiale dans le monde des philosophes. Ceux des autres écoles n'avaient pas assez de sarcasmes pour les grossières erreurs où Épicure était tombé en astronomie, faute des premières notions de mathématiques. Il n'est donc pas étonnant que la physique de Lucrèce nous paraisse aujourd'hui détestable en bien des points. Cependant, l'idée fondamentale dans la doctrine de Démocrite, d'Épicure et de Lucrèce, celle

qui consiste à tout expliquer dans les phénomènes du monde matériel, par des combinaisons passagères d'atomes indestructibles et inaltérables, est encore l'idée qui règne dans la physique moderne et sous l'empire de laquelle la science va en s'organisant et se développant. Aucune des idées que l'antiquité nous a transmises n'a eu une plus grande, ni même une pareille fortune. Il faut que les inventeurs de la doctrine atomistique soient tombés de prime-abord, ou sur la clef même des phénomènes naturels, ou sur une conception que la constitution de l'esprit humain lui suggère inévitablement, dans les efforts qu'il fait pour saisir la clef des phénomènes naturels.

157. — D'abord, des expériences ou des observations que l'on trouve rappelées dans tous les traités de physique, nous démontrent que les particules de la matière pondérable peuvent être amenées à un état de division et de ténuité qui confond l'imagination presque autant que l'énormité des distances astronomiques (135). A plus forte raison peut-on attribuer aux atomes, si atomes il y a, tel degré de petitesse que le besoin de la cause semble requérir. Voilà déjà une commodité bien grande pour la construction des systèmes atomistiques.

L'observation et l'expérience établissent encore que les corps qui nous présentent au plus haut degré l'apparence d'une masse solide et continue, sont en réahté criblés de pores ou d'interstices qui livrent dans certains cas passage à d'autres matières pondérables, et sans lesquels nous ne pourrions concevoir la propagation des phénomènes de lumière, de chaleur, d'électricité, à l'intérieur de ces corps (103). Lors

donc que la philosophie newtonienne a fait définitivement prévaloir l'idée de l'action à distance, pour l'explication des plus grands phénomènes du monde physique (127), les esprits se sont trouvés tout préparés à concevoir les corps qui tombent sous nos sens comme formés par des systèmes de particules ou d'atomes, maintenus à distances les uns des autres par l'équilibre qui s'établit entre des forces de sens contraires, attractives et répulsives, et oscillant autour de leur position d'équilibre, quand l'équilibre vient à être dérangé. Les atomes crochus d'Épicure, la matière cannelée de Descartes, toutes ces fictions accommodées à l'hypothèse du contact et de l'engrènement des atomes, ont disparu de la physique moderne : mais la conception fondamentale de l'atomisme n'en est pas moins demeurée, tant elle se lie naturellement à toutes les habitudes de notre esprit ! 158. — La construction même du mot à' atome indique que les anciens atomistes considéraient l'atome comme un corps en miniature qui ne peut d'aucune manière être coupé ou entamé, et qui offre le type de la parfaite rigidité. Mais, le corpuscule restera également indivisible et insécable, soit que le couteau, en contact avec le corpuscule, n'ait pas de prise sur lui à cause de sa rigidité absolue, comme les anciens le croyaient; soit que le couteau ne puisse arriver au contact du corpuscule, comme les modernes l'admettent. Ainsi, dans l'hypothèse à laquelle les physiciens modernes sont conduits, celle d'atomes maintenus à distances les uns des autres, et même à des distances qui (bien qu'inappréciables par aucune expérience), sont pourtant très-grandes par comparaison avec les

dimensions des atomes ou des corpuscules élémentaires, rien n'oblige à concevoir ces atomes comme de petits corps durs ou solides, plutôt que comme de petites masses molles, flexibles ou liquides. La préférence que nous donnons à la dureté sur la mollesse, le penchant que nous a\ons à imaginer l'atome ou la molécule primordiale comme une miniature de corps solide, plutôt que comme une masse fluide du même ordre de petitesse, ne sont donc que des préjugés d'éducation qui tiennent à nos habitudes et aux conditions de notre vie animale. En conséquence, rien de moins fondé que la vieille créance, si enracinée chez les anciens scolastiques , et perpétuée jusque dans l'enseignement moderne, qui fait de Y impénétrabilité, ajoutée à Y étendue, le caractère essentiel, la propriété fondamentale de la matière et des corps. Il est trop clair que des atomes qui ne pourraient jamais arriver au contact, pourraient encore moins se pénétrer : de sorte que la prétendue qualité fondamentale serait au contraire une qualité inutile, oiseuse, qui ne pourrait jamais entrer en action, qui n'interviendrait dans l'explication d'aucun phénomène, et que nous affirmerions gratuitement. Il en faut dire autant de l'étendue, en tant qu'attribut ou quaUté des atomes, puisqu'en dernière analyse, et dans l'état présent des sciences, toutes les explications qu'on a pu donner des phénomènes physico-chimiques restent parfaitement indépendantes des hypothèses qu'on pourrait faire sur les figures et les dimensions des atomes ou des molécules élémentaires. Quant aux corps de dimensions finies, qui tombent sous nos sens, tous sont certainement pénétrables; et la continuité des formes

de l'étendue, en ce qui les concerne, n'est qu'une illusion '.

159. — Dans les corps qui tombent sous nos sens, la solidité et la rigidité, comme la tlexibilité, la mollesse ou la fluidité , sont autant de phénomènes trèscomplexes , que nous tâchons d'expliquer de notre mieux à l'aide d'hypothèses sur la loi des forces qui maintiennent les molécules élémentaires à distances, et sur l'étendue de leur sphère d'activité, comparée au nombre de molécules comprises dans cette sphère et aux distances qui les séparent. Or, tandis que la notion familière des corps à l'état solide est ce qui nous a suggéré la conception du corpuscule rigide ou de l'atome élémentaire, comme principe d'explication philosophique et scientifique, ce qu'il y a de plus difficile à expliquer d'une manière satisfaisante , au moyen de la conception des atomes, c'est précisément la constitution des corps à l'état solide. Comment concilier avec la loi de continuité qui doit, selon nos idées, régir les actions à distances entre les atomes, tant attractives que répulsives, la brusque terminaison des corps solides? 11 semble qu'à la surface des corps solides, comme à celle des liquides, devrait se trouver une couche formant une sorte d'atmosphère, où l'état moléculaire présenterait une constitution intermédiaire dont les phénomènes sensibles ne nous donnent aucune idée nette; et nulle expérience n'indique la présence d'une pareille couche, au moins pour les solides. En général, les essais nombreux des géomètres pour expliquer par les lois mathématiques

1 Essai , chap. VIII, n"' i\'6 et i\6.

de Téquilibre entre des molécules à distances, les divers états des corps, tels qu'on les observe, n'ofFrent point les caractères d'une explication arrêtée et vraiment scientifique, déduite de principes simples, servant non-seulement à représenter les faits connus, en vue desquels l'hypothèse a été construite, mais conduisant en outre à des conséquences nouvelles que lobservation ou l'expérience viennent ensuite confirmer (65), en un mot réunissant les caractères d'une explication telle que celle que Newton a donnée des phénomènes astronomiques. Tant qu'un calcul ne fait que rendre ce que l'on a tiré de l'observation pour l'introduire dans les éléments du calcul, à vrai dire il n'ajoute rien aux données de l'observation. On n'est pas sûr d'avoir calculé la véritable orbite d'une comète tant que l'orbite calculée ne sert à relier que les positions mêmes oii la comète a été observée, et d'oii l'on est parti pour calculer l'orbite : la confirmation vient de ce que l'orbite calculée sert encore à relier des positions qui ne sont observées que plus tard, et après que l'orbite avait été calculée conformément aux positions antérieurement observées.

160. — Lorsque les géomètres expUquent à leur manière la constitution physique des corps, ils font d ordinaire abstraction de la constitution chimique; ils supposent dans une sphère infinitésimale des milliards de molécules, afin de compenser dans les moyennes, par l'énormité des nombres, toutes les irrégularités de distribution , et de pouvoir substituer, sans erreur sensible, une continuité idéale à la discontinuité réelle. Mais, dans l'ordre des phénomènes chimiques, cette continuité idéale n'est pas admis-

sible, et les groupements s'opèrent par des nombres très petits, avec une fixité rigoureuse (139). La même explication mathématique ne peut donc pas servir à la fois pour les phénomènes chimiques, et pour les phénomènes physiques ou hypo-chimiques , comme nous avons proposé de les appeler. D'autre part cependant, les phénomènes d'isomorphisme, de dimorphisme, et d'autres encore, nous montrent que les conditions de l'état solide, dans les corps cristallisés, tiennent de près à la constitution chimique : ce qui rend encore plus suspectes des explications oii l'on prétendrait rendre compte des particularités de structure physique, sans embrasser dans l'explication les caractères chimiques qui les déterminent (142).

161 . — D'ailleurs il est évident que, si l'on peut à la rigueur se passer d'une théorie spéciale des agents impondérables, dans l'explication de certains phénomènes de physique moléculaire (des phénomènes de capillarité, par exemple), il est impossible de séparer, dans nos tentatives d'explication, la théorie de la constitution chimique des corps et la théorie des impondérables. Or, en ce qui concerne les impondérables, cette matière subtile dont les philosophes ont eu de tout temps une notion si confuse, l'imperfection de nos connaissances actuelles est bien plus sensible encore, qu'en ce qui a trait à la constitution des corps pondérables. Les hypothèses mécaniques mises en œuvre par les géomètres ne fournissent au sujet des impondérables que des explications partielles, fragmentaires, accommodées (ce qui est déjà beaucoup) à un ordre déterminé de phénomènes , et laissant de côté d'autres séries de phénomènes qui pourtant, per-

sonne n'en doute, doivent tenir aux autres par un principe commun. Admettons que Cauchy ait donné sur la constitution mécanique de l'éther une hypothèse d'où l'on puisse tirer, par ses savants calculs, tout ce que l'observation a fait et fera découvrir sur les propriétés des ondes lumineuses, et rapprochons de ce beau travail celui de Poisson sur la distribution de l'électricité à la surface des corps conducteurs, ceux de Fourier sur la propagation de la chaleur dans les corps solides : il restera à montrer quels liens peuvent rattacher entre elles des théories qui jusqu'à présent semblent si indépendantes les unes des autres, et fondées sur des principes si disparates. D'une part, en effet, il répugne à la raison d'admettre que la Nature ait multiplié les agents impondérables, impalpables, incoercibles (c'est-à-dire, après tout, les agents mystérieux) autant que nous le souhaiterions pour la commodité de nos explications partielles et fragmentaires; d'autre part, ainsi qu'on l'a vu dans le chapitre précédent, les progrès des sciences expérimentales nous prouvent qu'effectivement ces agents s'influencent sans cesse, s'engendrent les uns les autres ou se transforment les uns dans les autres : de sorte que nous ne pouvons regarder que comme un échaffaudage provisoire et empirique tout ce qui ne nous met pas sur la voie du principe des générations et des transformations observées.

1 62. — Plus l'on creuse les explications, plus l'imagination s'y perd, sans que l'abstiaite raison y trouve mieux son compte. Après que l'on a comme épuisé l'intinie petitesse pour constituer les atomes de la matière pondérable, il faut les baigner dans des fluides

impondérables, et constituer ceux-ci avec des atomes en comparaison desquels ceux de la matière pondérable devraient passer pour gigantesques. Et comme la matière impondérable (si c'est une matière) n'offre rien qui rappelle le phénomène de la solidité et de la détermination des formes; comme elle ne constitue ou ne paraît constituer que des milieux et non des corps, il s'ensuit que rien ne peut suggérer l'idée d'attribuer une forme quelconque aux atomes impondérables. Les pyramides ignées de Pythagore et de Platon sont passées de mode et ne reparaîtront plus. Dans la physique mathématique des modernes , les atomes impondérables ne figurent jamais que comme des points mathématiques, tantôt en équilibre, tantôt tluents ou oscillants, et qui ne semblent retenir, de tous les caractères que nous attribuons à la matière, que la mobilité. Tout indique en effet un contraste profond entre les propriétés de la matière pondérable et celles des principes impondérables. Non-seulement ces principes échappent à la balance, comme leur nom l'indique, mais on dirait qu'ils ne participent point à l'inertie de la matière, puisqu'ils n'offrent au mouvement des corps pondérables aucune résistance appréciable ', et que leur accumulation ou leur dispersion ne donnent lieu à aucun accroissement ob-

1 Si les mouvements des comètes à courte période paraissent indi(juer qu'elles éprouvent dans les espaces célestes une résistance appréciable, il y a lieu, jusqu'à nouvel ordre, de l'expliquer par la diffusion d'une matière pondérable extrêmement raréfiée, plutôt que par la présence de l'éther impondérable, aux vibrations duquel nous rapportons la production des phénomènes de lumière et de chaleur rayonnante.

servable, ni à aucun déchet dans la masse. Tandis que la masse d'un corps pondérable est quelque chose d'essentiellement défini et limité, et en même temps quelque chose d'absolument indestructible, il semble qu'on puisse indéfiniment tirer d'un corps de l'électricité ou en ajouter, pourvu qu'on en tire en même temps ou qu'on y ajoute pareille dose d'électricité contraire. On a pu soutenir, on soutient encore des théories (154) dans lesquelles on admet que la chaleur, l'électricité, sont détruites ou créées de toutes pièces dans les réactions chimiques ou moléculaires ; et en un mot, tout ce qui est le fondement réel de l'idée de matière, en ce qui touche les corps pondérables, ou paraît contraire à l'expérience, ou du moins n'a pas été jusqu'ici constaté par l'expérience, en ce qui concerne les prétendus fluides impondérables.

163. — De là l'opinion déjà fort accréditée, que la lumière, la chaleur, l'électricité pourraient bien n'être qu'autant de modalités spéciales de forces ou de mouvements inhérents aux atomes de la matière pondérable. Pour juger du mérite de cette nouvelle hypothèse, il faut distinguer entre les divers ordres de phénomènes qu'on avait et qu'on a encore coutume de rapporter aux agents impondérables. Les uns, tels que la propagation lente de la chaleur dans l'intérieur des corps solides, les dégagements de chaleur, d'électricité dans les réactions chimiques, semblent tellement liés dans leur manifestation à la présence d'un milieu pondérable , tellement rattachés dès lors à la constitution des corps pondérables et aux attributs intrinsèques de la matière pondérable, qu'il nous est bien facile d'admettre et de concevoir (au moins d'une

254 LIVRE II. — CHAriTRE VIII.

manière générale et vague) que tout cela pourrait s'expliquer par certains mouvements imprimés aux dernières particules pondérables , ou par certaines forces sui generis qui sollicitent ces particules. Il ne faut pas donner cela pour une explication scientifique qui ne sera de longtemps possible, qui ne le sera peut-être jamais, mais pour l'indication philosophique d'un principe rationnel d'explication, du genre de celles dont Pascal, dans sa mauvaise humeur contre les romans scientifiques de Descartes, voulait que l'on se contentât. « Il faut dire en gros : Cela se fait par matière et mouvement. » Pascal avait raison : cette manière de dire en gros est ce qui distingue la pure et légitime conception philosophique, d'une fausse prétention à une explication scientifique dont le jour n'est pas venu.

La difficulté est autre quand il s'agit de phénomènes tels que ceux de la lumière et de la chaleur rayonnante, que nous n'apercevrions pas sans doute si les corps pondérables étaient supprimés, mais qui nous semblent, dans l'état de nos connaissances, avoir un mode d'existence et de propagation, effectivement indépendant de la présence des corps pondérables. « La lumière et le calorique rayonnant, dit très bien à ce sujet M. Hiru*, se propagent à travers certains corps solides ou liquides; mais, quelque diaphanes ou diathermanes que soient les corps, il y a toujours diminution notable d'intensité dans la radiation par suite de ce trajet. Dans les gaz oii, généralement, la propagation conserve déjà plus longtemps son inté-

^ Recherches sur l'équivalent mécanique de la chaleur, page 226.

DE LA PHYSIQUE CORPUSCULAIRE. 2oa

grité première , elle la conserve d'ailleurs d'autant mieux que le gaz est plus raréfié, c'est-à-dire que l'espace contient moins de matière. Dans les espaces célestes, la radiation paraît se faire avec une entière intégrité à toutes distances , et la loi mathématique de la diminution d'intensité en raison inverse des carrés des distances, s'applique dans toute sa pureté. La matière ne peut donc être considérée h aucun titre comme lé milieu vibrant , puisque la propagation se fait d'autant mieux que la matière est plus rare, et qu'elle se fait en toute liberté là où nous avons toutes raisons de croire qu'il n'y a plus de matière. » Le même physicien remarque encore que, dans les expériences de répulsion et d'attraction entre des courants électrodynamiques, on peut remplacer les fils métalliques par des tubes de verre où l'on fait le vide graduellement; que dans ce cas la propagation du courant à l'intérieur des tubes, ne commence que lorsque l'air intérieur a acquis un degré suffisant de raréfaction, et ensuite se fait d'autant mieux, et sur une longueur d'autant plus grande, que le vide est plus complet, de manière à produire entre les tubes de verre , selon le sens des courants, les mêmes mouvements d'écart ou de rapprochement qu'on observait entre les fils métalliques. Ce n'était donc pas dans les particules qui constituent les fils métalliques que résidaient essentiellement les forces ou les mouvements qui donnent lieu aux phénomènes électro-dynamiques, mais dans un milieu d'une autre nature, qui subsiste encore après Fexhaustion de toute matière pondérable.

164. — N'oublions pas d'ailleurs que tout le système de la physique moderne serait renversé, s'il fal-

lait renoncer à cette grande idée de la gravitation universelle, conçue dans toute sa pureté mathématique, comme une loi simple, primordiale, ou plus rapprochée de l'essence des choses qu'aucune de celles à l'aide desquelles nous relions, tant hien que mal, les faits, bien autrement empreints de complication et de particularité, que nous rencontrons çà et là dans l'étude de la physique moléculaire. L'idée de la gravitation universelle est le type, le parangon à l'aide duquel nous concevons les forces inter-moléculaires, et nous reviendrions à toutes les obscurités des physiques péripatéticienne ou cartésienne, s'il nous fallait au contraire expliquer vaguement, par des mouvements ou des forces moléculaires, la loi si grande et si simple de l'attraction newtonienne. Jamais nous n'observons que ce qui se passe entre les atomes de la matière pondérable ait la moindre influence sur l'attraction à distance, telle que Newton l'a définie, laquelle persiste au même degré que la masse ou l'inertie des corps, nonobstant tous les changements d'état moléculaire. Mais au contraire, dans les phénomènes où nous sommes portés à soupçonner l'intervention d'un principe impondérable, et surtout dans ce qui est plus spécialement du ressort de l'électricité, on observe que des mouvements qui s'opèrent ou des forces dont l'activité se concentre dans la sphère infinitésimale des phénomènes moléculaires, donnent lieu à des attractions ou à des répulsions à des distances sensibles, tout-à-fait comparables, quant à leur mode de manifestation et quant à leur loi de décroissement, à la gravitation universelle; ou réciproquement, l'on observe que ces attractions ou répulsions à distances sen-

sibles déterminent des réactions dans la sphère infinitésimale des phénomènes moléculaires. Une telle conversion dans les effets dont l'étude et la description appartiennent à ce que l'on est convenu d'appeler la physique des impondérables, paraît en opposition flagrante avec l'une des distinctions les plus nettes que nous offre la physique des corps pondérables : et ce n'est pas, à notre avis, l'une des raisons les moins fortes pour maintenir dans nos explications scientifiques la notion des impondérables, comme principes distincts des éléments de la matière pondérable, ayant leurs énergies propres et leurs propriétés spéciales.

165. — Si l'on est fondé à regarder l'atome pondérable, étendu et figuré, comme n'ayant qu'une existence hypothétique et idéale, il en sera de même, à plus forte raison, de l'atome impondérable. En ce sens donc, la notion d'un éther impondérable, comme celle des corps pondérables, n'impliquera essentiellement que la notion de mouvements ou de forces émanant de centres ou de foyers dynamiques mobiles. L'existence du milieu éthéré et les mouvements intestins qui l'agitent peuvent nous être révélés de deux manières : tantôt par une action directe sur notre sensibilité, que nous ne savons ni ne saurons jamais rapportera une cause mécanique (132), (auquel cas l'idée des mouvements du milieu éthéré se présente à nous, sans être nécessairement associée à l'idée de force mécanique, quoique l'idée plus générale d'une énergie quelconque l'accompagne toujours); tantôt par une perturbation apportée dans la constitution même des corps pondérables, auquel cas nous associons nécessairement à l'idée de mouvements dans le

milieu éthéré, l'idée d'un déploiement de force mécanique, susceptible d'agir sur la matière pondérable. Et quant à l'objection que le milieu éthéré, s'il est soustrait à la gravitation, doit aussi être soustrait à la loi d'inertie, et dès lors ne doit point avoir de prise sur la matière pondérable, il est clair qu'elle n'est fondée que sur l'extension d'un principe empirique, que d'autres expériences peuvent repousser, comme elles pourraient la justifier. Le postulat de l'action à distance semblait d'abord bien plus difficile à concéder, et l'on s'est pourtant habitué à en faire la concession.

Si cette manière de se rendre compte de l'ensemble des phénomènes du monde physique a quelque fondement, il faut dire que le milieu ou les milieux éthérés ont assez de propriétés communes à la matière pondérable, pour justifier ces dénominations d'éther, de matière subtile, de fluides impondérables ou incoercibles, dont les hommes ont fait usage pour les désigner, depuis qu'ils se sont pris à réfléchir sur les causes des phénomènes naturels; et que d'autre part ils diffèrent de la matière pondérable par des caractères assez essentiels pour qu'on ait été porté à les regarder comme occupant dans la série des existences un rang intermédiaire entre les corps et les esprits, ou, pour parler le langage de l'ontologie, entre les substances corporelles et les substances spirituelles : mobiles et localisés dans l'espace comme les unes, insaisissables et impalpables comme les autres; propres dès-lors, à ce qu'il semble, à servir de lien physique entre les unes et les autres; mais ce n'est pas encore le moment d'examiner le cas qu'on doit faire de cette dernière conjecture.

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