Suivant que l'on se pn^posc de pénétrer plus ou

moins dans l'économie des phénomènes et dans l'explication de leurs causes, telle classe de phénomènes peut ressortir ou ne 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'exiger 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 communicants, 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 ci-dessus, 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 oîi la chimie joue un si grand rôle. La conception des phénomènes chimiques se rattache primitivement à la notion de V héiérogénéilé 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 où 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 dedécom-

poser 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 jusque vers le miheu 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 obUgé 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, quanrl 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 i'irréductibihté des radicaux chimiques. Enfm, depuis que la théorie des rapports simples entre les poids alomiques ou les équivalenls 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 Hmites 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 let 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 ï unité 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 but, 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 de la sorte étendent de plus en plus le domaine de la chimie, au sens qui vient d'être expliqué.

130. — 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, ofi tout est ■ubordonné 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 naturellement continues. L'idée d'une force moléculaire ou atomistique, spécialement affectée à la production des phénomènes chimiques, et que l'on nomme affinilé, manque de ce qui 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 rempht de fait

aucun rôle dans la construction de la science. Lorsque quelque 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 où 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 inexphcable par les seules notions de la mécanique, l^areillement, 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 distance dans l'intérieur 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 différence des masses ne peut pas plus que la diiïcrence 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 remarquable entre la masse que l'on considère en mécanique, laquelle se mesure par le poids ou par l'inertie, toujours proportionnelle au poids (104), et ce que l'on pourrait nommer la masse chimique, laquelle est mesurée par la capacité de saturation.

140. — Cependant, à mesure que les combinaisons chimiques se compliquent, elles oiïrent 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 neulralisanl 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 constituer 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'efïacer. 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 phénomènes 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, quaUfier d'hypo-chimiques, qui n'ont ni la persistance, ni la forme tranchée des caractères chimiques, et qui semblent l'efïet 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 fonnation 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 quaUfier 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 moyen 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 volatihser et à fondre sous l'action de la chaleur la plus intense : voilà une quahté plus persistante et que, dèslors,onréputera plus étroitement hée à la constitution chimique du carbone que la diaphanéité ou la dureté du diamant, avec lesquelles contrastent d'une façon si étrange l'opacité et la friabihté du charbon.

Les caractères cristal lographiques notamment ont un degré de précision, de fixité, qui doit les faire placer sur la hgne des caractères chimiques. Ce que l'on a appelé Visomorphisme 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 dimorphisme (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 cristalUne, n'en laissent pas moins subsister la Haison 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 cristaUins parfaitement distincts, n'admettant aucune transition de l'un à l'autre, ce qui est l'attribut essentiel de tous les caractères chimiques.

143. — II 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 hgne 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 particuHer 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 élé-

ments 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 chimique 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 ofïrent 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 ofTre le monde physique. Toute explication qu'on en voudrait donner serait suspecte, par cela seul qu'elle serait comphquée.

144. — On retrouvre, 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 ofTrent la lumière et la chaleur rayonnante, cette théorie a été diversement apphquée par ceux qui étaient, comme Fresnel, encore plus physiciens que géomètres, et par ceux qui étaient, comme Cauchy, beaucoup plus géomètres que physiciens. Si l'on examine attentivement en quoi leurs méthodes difîèrent, on verra que les uns considèrent directement les mouvements ondulatoires et les résultats de la superposition de tels mouvements, 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 ; le? autres font de la dynamique hypothétique. Donc, en élaguant l'hypothèse, pour ne retenir que ce qu'il y

DES CLASSIFIGATIOiNS PllYSlCO-GHIMIQUES, 161

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 (jui 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 qu concernent la physique des corps pondérables. Les unes portent sur des phénomènes dont l'échelle est sensible, les autres sur des phénomènes qui se passent ou qui sont censés se passer dans un sphère infinitésimale, où les sens de l'homme ne peuvent avoir aucun accès (135). Nous voyons deux corps électrisés s'attirer ou se repousser à des distances sensibles, des aimants, des fils conducteurs traversés par un courant voltaïque s'influencer l'un l'autre : mais, pour nous rendre compte de toutes les particularités que nous olïrent 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 besoin d'expliquer une foule de particularités de la constitution des corps pondérables.

145. — Nous avons exphqué (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 Volta, des effets mécaniques, tels que les mouvements produits par les actions attractives ou répulsives des fils 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 ellemême nous donne, et qui sont comme la pierre de touche et la contre-épreuve 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'anatomic 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 arbitraires, ou seulement relatifs à la constitution de l'esprit humain et au point de vue où Tliomme est placé.