CHAPITRE VIII

De la valeur des hypothèses en usage dans la physique corpusculaire 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'Epicure 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 «'organisant et se développant. Aucune des idées que l'anti-

quité nous a transmises n'a eu une plus grande, ni même une pareille fortune. Il faut que les inventeurs de la doctrine atoniistique 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 réalité, 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'équiUbre 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 mO' derne : 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 d'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 que 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, tlexibles ou liquides. La préférence que nous donnons à la dureté sur la mollesse, le penchant que nous avons 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 Yimpéné- Irabililé, ajoutée à l'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, ([ui n'interviendrait dans l'explication d'aucun phénomène et que nous affirmerions gratuitement. li en faut dire autant fie l'étendue, en tant qu'attribut ou qualité 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 ^. « Essai..., chap. VIII, iT" 115 et IIG.

159. — Dans les corps qui tombent sous nos sens, la solidité et la rigidité, comme la flexibilité, la mollesse ou la fluidité, sont autant de phénomènes très complexes, 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? Il 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 de l'équilibre 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 descj^uels l'hypothèse a été construite, mais conduisant en outre à des conséquences nouvelles que l'obsei'vation 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 robsei"\'ation 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 où la comète a été observée, et d'où 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 expliquent 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 admissible, 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 exphcations où 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 inalicre sublile dont les philosophes ont eu de tout temps une notion si confuse, l'imperfection de nos connaissances actuelles est bien plus sensible encore ((u'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, personne 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'eiïectivement 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 échafaudage provisoire et empirique tout ce qui ne nous met pas sur la voie du principe des générations et des transformations observées.

162. — Plus l'on creuse les explications, plus l'imagination s'y perd, sans que l'abstraite raison y trouve mieux son compte. Après que l'on a comme épuisé l'infinie 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 équihbre, tantôt fluents 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 observable, 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 mouvem.ents 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

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

aux attributs intrinsèques de la matière pondérable, qu'il nous est bien facile d'admettre et de concevoir (au moins d'une manière générale et vague) que tout cela pourrait s'expliquer par certains mouvements imprimés aux dernières particules pondérables, ou par certaines forces sut 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 exphcation 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. Hirn i, 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 où, généralement, la propagation conserve déjà plus longtemps son intégrité 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 à aucun titre comme le milieu vibrant, puisque la propagation se fait d'autant mieux que la matière est plus rare, et qu'elle se fait en toute hberté là où nous avons toutes raisons de croire qu'il n'y a plus de matière. » Le même physicien remarque encore que, dans les

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

expériences de répulsion et d'attraction entre des courants électro-dynamiques, on peut remplacer les fds 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 l'exhaustion de toute matière pondérable.

164. — N'oublions pas d'ailleurs que tout le système de la physique moderne serait renversé, s'il fallait 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 bien 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 intermoléculaires, et nous reviendrions à toutes les obscurités des physiques péripatéticienne ou cartésienne, s'il nous fallait au contraire expli(|uer 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 pliénomènes 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 sensibles 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 expUcations 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 rapporter à 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 miheu 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 repous-

ser, 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.