CHAPITRE IL

De la physique gciK'iale dans ses rapports avec les autres sciences et la civilisation, depuis les temps les plus anciens jusqu'au xv" siècle.

Jamais les intérêts matériels n'ont plus demandé aux sciences qu'à l'époque actuelle ; il semblerait que les vérités péniblement élaborées chaque jour dans nos laboratoires n'aient d'autre destination que de servir aux arts. Le philosophe, dans sa retraite, résiste avec peine au mouvement rapide qui entraîne aujourd'hui, dans cette direction, toutes les intelligences.

Il suffit de passer en revue la marche que les sciences ont suivie depuis les temps les plus reculés jusqu'à nos jours, pour bien se pénétrer de leur véritable mission, et reconnaître comment elles ont contribué, de concert avec la morale, la littérature et les arts, aux progrès delà civilisation.

Si la morale, d'origine divine, règle la conduite de l'homme à l'égard

tO TRAITÉ DE PHYSIQUE.

de lui-mèrae, celle d'homme à homme, de nation à nation; si la littérature forme le langage, développe l'intelligence, et exerce une puissante influence sur le moral , en présentant sans cesse à l'esprit de nobles exemples; si les beaux-arts adoucissent les mœurs et perpétuent le souvenir des actions héroïques et des services rendus à la patrie , les sciences physiques ont particulièrement pour objet d'initier l'homme aux secrets de la nature en lui dévoilant ses lois, d'agrandir le cercle de ses idées et de fournir à la pratique des arts des principes sûrs qui éclairent l'industrie. Faute de documents historiques, on ne peut en suivre les développements progressifs, tant les premiers âges du monde enveloppent dans leur obscurité l'invention des choses; on peut dire néanmoins que la nécessité fit découvrir les éléments des sciences et des arts qui ont brillé tour à tour chez un petit nombre de nations civilisées. On les a vus, en effet, naître, se développer, puis s'éteindre pour reparaître dans d'autres contrées et y subir les mêmes révolutions, jusqu'à ce qu'enfin leui' influence soit devenue assez puissante pour rendre impossible, pour ainsi dire, le retour à la barbarie. Nous savons encore que l'astronomie existait lors de la fondation des grands empires. Aussi, les observations qui nous ont été transmises d'âge en âge servent-elles aujourd'hui d'archives dans lesquelles on va puiser des documents pour fixer certaines époques historiques, remplir le vide que laissent entre elles de vagues traditions et renouer la chaîne des événements. C'est sous ce rapport que l'on a dit avec raison que le ciel servait à éclairer la terre. Sans entrer dans une discussion approfondie sur tout ce qui concerne le mouvement progressif des sciences, nous dirons que, 2,500 ans avant l'ère chrétienne, Babylone était sans arts et sans défense, et que les Chaldéens, s'en étant emparés, y apportèrent les éléments des sciences et des arts qui y furent cultivés dans un collège de prêtres philosophes, et s'y soutinrent avec un certain éclat jusqu'à la conquête de l'empire persan par Alexandre. Bien que nous n'ayons que de vagues traditions à cet égard, néanmoins, la grandeur et la magnificence de Babylone, au rapport des anciens, ne laissent aucun doute sur rétat avancé des arts dans ces temps reculés. De la Chaldée, ou peut-être de ITnde, les lumières passèrent en Egypte, qui n'atteint un haut degré de civilisation que par la pratique des arts et les applications de la physique et de la chimie qui n'existaient pas encore comme sciences.

Le philosophe qui parcourt cette contrée pour y chercher des traces de cette ancienne civilisation , la trouve en effet couverte de vastes

monuments dont les débris épars lui montrent partout l'emploi de la sculpture, de la peinture, des émaux, des verres et des métaux précieux, à un degré de perfection qui fait encore l'admiration des archéologues, des savants et des ai-tistes. Si, poursuivant sa course investigatrice, il interroge ces ruines gigantesques jusque dans leurs fondements , il y retrouve, particulièrement à Thèbes, détruite il y a environ 4,000 ans^ les restes de constructions antérieures qui dénotent déjà une civilisation avancée; il se demande, mais en vain, à quelle époque il faudrait remonter pour en saisir les premiers rudiments, car de toutes parts il ne trouve qu'obscurité. Il n'en est pas ainsi s'il porte ses regards sur les antiquités astronomiques qui ont été l'objet d'études approfondies de la part de Fourier et ensuite de M. Biot; elles lui apprennent en effet que l'on peut faire remonter l'institution de la sphère égyptienne au xxv*' siècle avant notre ère, et qu'en l'année Julienne, 32S5 ans avant cette même ère, les Égyptiens avaient déterminé la vraie position dans le ciel de l'équinoxe du printemps et du solstice d'automne.

D'un autre côté , les écrits des anciens nous apprennent que les Égyptiens , sous leurs rois , se livrèrent avec une grande sagacité à l'étude de la nature et montrèrent une grande aptitude pour la culture des arts. Leurs pljilosophes s'attachaient en général à tout ce qui était utile , et faisaient consister le bonheur dans l'étude de l'homme et de la nature. Tel est le point de vue sous lequel on doit envisager les sciences, si l'on veut leur faire accomplir leur noble mission.

Pour leur donner un caractère sacré, les hommes instruits et éclairés furent attachés au sacerdoce, qui réunissant alors la religion, l'administration de la justice et l'enseignement des sciences, des arts et des lettres , avait la force morale nécessaire pour gouverner despotiquement. Aussi les prêtres gardèrent-ils mystérieusement le dépôt des connaissances humaines, qui pouvaient seules leur assurer la domination exclusive des peuples ; état de choses qui s'opposait évidemment à leur développement.

L'art de traiter les métaux et de faire diverses préparations utiles, ainsi que celui de polir les pierres précieuses et de les graver, fut porté très-loin en Egypte ; on y fabriquait des tissus de lin et de laine d'une finesse remarquable, et qui présentaient aux yeux les couleurs les plus brillantes et les plus variées; la sculpture et la peinture ornaient les édifices. Que d'essais, que d'expériences n'avait-il pas fallu faire pour atteindre un degré de civilisation aussi avancé !

Ce peuple n'était pas moins habile dans la mécanique , comme l'at-

testent les monuments gigantesques qu'ils ont élevés à leurs dieux et à leurs rois ; ils connaissaient en outre l'hydraulique, dont les débordements du Nil leur faisaient une loi de s'occuper pour en répandre au loin les bienfaits. Tout tend donc a prouver que les sciences et les arts avaient déjà atteint un certain degré de perfection en Egypte bien longtemps avant l'ère chrétienne. C'est donc dans cette contrée, si l'on veut s'appuyer sur des monuments encore existants, que l'on doit étudier les premiers éléments des sciences. C'est aussi à leurs traditions historiques que l'on a recours pour acquérir quelque notion sur les premières vues théoriques concernant les changements chimiques qu'éprouvent les corps, vues qui ont été plus ou moins modifiées par les philosophes grecs.

Bien que les Égyptiens connussent un grand nombre de faits relatifs à la physique générale, cette science n'existait néanmoins pas encore ; car ils n'avaient pas songé à rassembler toutes les connaissances éparses, et à les disposer dans un ordre méthodique qui permît de les déduire les unes des autres; ils n'avaient que des notions vagues, plutôt poétiques que philosophiques, sur les causes des phénomènes. Les peuples de la basse Egypte, par exemple , accoutumés à voir leurs terres sableuses fertilisées par les débordements du ISil , durent penser que l'eau , sous des modifications différentes, donnant naissance à des matières diverses , devait être considérée comme un élément. Cette doctrine servit de base à la première école grecque , et fut le point de départ de systèmes plus ou moins erronés.

Avec une civilisation aussi avancée , on dut accourir de toutes parts pour s'instruire 5 aussi , tous les hommes illustres de l'antiquité qui exercèrent une grande influence sur leur siècle vinrent-ils chercher des connaissances en Egypte , lesquelles sont parvenues jusqu'à nous à travers le moyen âge. Les Grecs , au rapport d'Hérodote , furent de ce nombre ; ils firent de nombreux emprunts aux Égyptiens, qui n'adoptèrent aucune de leurs institutions. Tout en puisant à bonne école , ils n'en conservèrent pas tous les principes , tant l'esprit de discussion les éloigna de la philosophie positive, en honneur sur les bords du Nil.

Thaïes, né a Milet, 640 ans avant J. C, est le premier qui ait transporté d'Egypte dans sa patrie les connaissances conservées dans les collèges de prêtres. Il croyait la terre sphérique et placée au centre du monde; il connaissait la petite Ourse, pouvait prédire les éclipses ; il savait que la lune n'est éclairée que par la lumière qu'elle reçoit du soleil , etc., etc.

II ouvrit une école à Milet pour y enseigner publiquement la géométrie, l'astronomie , et sa nouvelle doctrine. L'impulsion donnée par Thaïes se communiqua dans toute la Grèce. Les philosophes avaient à choisir, pour arriver à la vérité, entre la méthode expérimentale et la méthode à priori. Ils préférèrent malheureusement cette dernière, qui régna pendant deux mille ans dans la science , et retarda le développement de la civilisation en la privant longtemps du puissant appui que lui donnent aujourd'hui les grandes découvertes scientifiques dont s'honorent les derniers siècles. Néanmoins , de temps à autre on vit des hommes supérieurs essayer de secouer le joug des écoles, mais sans trouver d'imitateurs. Au surplus , laissons parler l'histoire : Anaximandre apprit le premier aux Grecs à tracer des cartes géographiques et des cadrans solaires. Anaxagore ouvrit une école à Athènes , ou il enseigna que la matière existait de toute éternité ; qu'elle renfermait des parties élémentaires de diverses natures ; que les parties similaires, en se rapprochant , pouvaient donner naissance à des corps différents ; que l'arc-en-ciel était produit par la réfraction des rayons solaires, etc., etc.

Thaïes avait pris l'eau pour principe universel, Phérécide choisit la terre , Heraclite le feu , et Auaximènes l'air. D'autres philosophes prirent successivement pour principe plusieurs de ces éléments ; il y avait là progrès, car la nature devait leur montrer chaque jour qu'elle ne disposait pas seulement d'un seul élément pour constituer les corps.

La secte italique, ayant pour chef Pythagore , né 534 ans avant J. C, donna une autre direction aux études en adoptant la méthode expérimentale. Son fondateur, auquel la physique doit d'importantes découvertes , se fit initier, comme Thaïes , aux mystères de l'Egypte, afin de rapporter dans sa patrie les connaissances scientifiques de cette contrée. A part leurs erreurs sur les causes des grands phénomènes de la nature , Pythagore et ses disciples eurent des idées assez justes sur la disposition générale des diverses parties du système solaire, et sur la place que devait occuper la terre dans ce système. Ils annoncèrent en effet que la terre tourne, que les comètes ont des révolutions périodiques , et que les étoiles sont autant de soleils , autour desquels gravitent d'autres astres. Voilà, dans l'enfance de la science, des vérités qui sont restées ignorées ou combattues jusqu'à Galilée 1

Les expériences de Pythagore sur les vibrations des corps sont pleines d'intérêt. Passant un jour devant l'atelier d'un forgeron , il

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entendit diverses consonnances produites par des marteaux qui frappaient sur une enclume. Eu étudiant ce phénomène , il ne tarda pas à reconnaître que la variété des sons provenait du poids différent des marteaux. Pour tout autre , cette observation eût été sans résultat ; pour Pythagore , elle fut le germe d'une. expérience importaute.il tendit des cordes de même grosseur et de même longueur, et suspendit différents poids à l'extrémité de chacune d'elles. Après quelques essais, il parvint , en faisant vibrer ces cordes , à exprimer en nombre les rapports des sons. Il rendit en outre un grand service à la philosophie en répandant le goût des mathématiques , qu'il cultiva avec succès.

Les principes de Pythagore et de ses élèves, qui essayèrent de les soutenir dans l'école de Sicile , malgré les agitations politiques auxquelles cette île était en proie , furent bientôt oubliés des philosophes grecs , qui s'étaient habitués à rapporter tous les phénomènes à des théories qu'ils s'étaient créées , et à ne discuter les faits qu'autant qu'ils pouvaient servir à appuyer ces mêmes théories, s'imaginant en outre qu'il était possible de pénétrer tous les secrets de la nature , même les choses qui échappent à l'observation. Dans une telle disposition d'esprit, les obstacles ne pouvaient les arrêter. Ils entassaient préjugés sur préjugés , se contentant de notions vagues et basées sur des systèmes qui étaient adoptés avec empressement par les peuples. L'esprit de système était donc l'esprit dominant ; aussi chaque philosophe eu imaginait-il un pour expliquer la nature à sa manière.

Aristoxène conçut la doctrine de l'harmonie, au moyen de laquelle il voulut prouver que la pensée et la sensibilité ne sont que des modifications de la matière.

Leucippe et Démocrite imaginèrent la doctrine des atomes qui fut défendue plus tard par Épicure , et qui règne aujourd'hui dans la science. Suivant ces philosophes, le vide et la matière composaient essentiellement l'univers, et étaient éternels, attendu que rien ne sort du néant et que rien ne saurait y rentrer. Tous les corps étaient composés d'atomes laissant entre eux des distances immenses relativement à leur dimension , et qui devenaient libres aussitôt après la destruction des corps. Ces atomes, dont la dureté était parfaite, avaient des formes variées, carrées, crochues ou autres; ils étaient toujours en mouvement, se précipitaient dans le vide, se fuyaient, s'accrochaient, et s'unissaient pour former des corps qui eux-mêmes étaient décomposés par la rencontre d'antres atomes.

Leucippe est celui de tous les philosophes grecs qui a donné les

idées les plus justes sur la théorie des atomes , en annonçant que leur forme variait avec ia nature des corps ; qu'en changeant leur ordre et leur disposition, il en résultait des corps différents. C'est aussi le point de vue sous lequel nous envisageons aujourd'hui l'isométrie.

On conçoit que des opinions si diverses, qui n'étaient point appuyées sur l'expérience, durent donner lieu à de vives discussions; aussi vit-on toutes les écoles de la Grèce en proie à des disputes sur la nature du temps, de l'espace, de la matière.

Après ces philosophes parut Platon , né vers l'année 434 avant l'ère chrétienne. Philosophe lui-même à vingt ans , après avoir entendu Socrate , il reconnut pour cause universelle un Être suprême et prit les quatre éléments pour base de tous les corps, mais il s'est illustré plutôt par ses vues philosophiques que par ses travaux en physique.

A ces divers systèmes succéda celui d'Aristote, qui, en homme éminemment supérieur, se mit à étudier la iiature pour l'interpréter; mais , comme tous les philosophes grecs, dominé par l'esprit de système , il paya un tribut à son siècle , en fondant ses doctrines sur des causes occultes, doctrines qui furent suivies dans les écoles pendant deux mille ans, mais qui disparurent sans retour depuis Bacon et Galilée. Aristote, né à Stagyre,en Macédoine, 384 ans avant l'ère chrétienne, fut chargé de l'éducation d'Alexandre pendant huit ans; il se retira ensuite à Athènes, lorsque ce conquérant partit pour l'Asie ; mais il ne cessa pas d'entretenir une correspondance suivie avec son élève, qui avait contracté près de lui le goût des sciences et le désir de contribuer à leur progrès; ainsi se hâta-t-il de procurer à Aristote les moyens d'étude qu'il trouvait dans les contrées qu'il parcourait en vainqueur. Des milliers de chasseurs et de pêcheurs furent par lui chargés de rassembler les animaux et autres objets qui pouvaient être utiles à son maître pour l'étude de l'histoire naturelle. Ajoutons qu'Aristote avait une âme ardente pour l'étude; qu'il était possédé du désir d'acquérir des connaissances universelles, désir qui était justifié par les éminentes qualités qu'il avait reçues de la nature et les grands moyens d'instruction qu'il recevait d'Alexandre. Aussi immortalisa-t-il son nom pour avoir coordonné les connaissances humaines éparses et les avoir réunies dans un corps de doctrines, d'après les règles de la logique. Thaïes avait eu la même pensée, mais non les moyens nécessaires pour exécuter ce vaste projet.

La physique d'Aristote est néanmoins bien inférieure à son histoire naturelle ; il ne pouvait guère en être autrement à cette époque où les philosophes étaient plutôt occupés à façonner la nature à leur guise

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qu'à décrire les phénomènes pour en recueillir des faits conduisant à des lois. Toutefois, c'est lui qui jeta les bases de la météorologie, et qui lit sentir de nouveau la nécessité d'allier l'étude des matliématiques à celle de la physique. Néanmoins Aristote , qu'on reiiarde avec raison comme le créateur de l'histoire naturelle, embrassa trop d'objets à la fois pour se former une idée nette de chacun d'eux. Il commit en outre la faute grave d'établir des principes généraux pour les appliquer à des cas particuliers, méthode pernicieuse à la recherche de la Térité dans les sciences en général. Quoi qu'il en soit, son sj'stème de philosophie, fondé sur la raison, ne pouvait manquer d'avoir un immense succès; on le vit tour à tour suivi et abandonné par lès sectes chrétiennes, et reprendre faveur chez les Arabes qui, dans le moyen âge, l'introduisirent en Europe.

Sans entrer dans l'examen des principes sur lesquels repose son système, je dirai qu'Aristote considérait l'univers comme une vaste machine composée de roues qui, se mouvant par elles-mêmes et s'engrenant entre elles , produisaient des effets dépendants de la nature des principes dont elles étaient composées. Malgré des bases aussi absurdes , qui ne pouvaient le conduire à un système rationnel des phénomènes naturels , il nous a transmis des notions qui prouvent qu'il s'était réellement occupé d'expériences. On trouve, en effet, dans ses ouvrages, des détails sur la différente conductibilité des corps pour la chaleur. Il y parle de la pesanteur de l'air ; de la forme circulaire de l'image formée par des rayons solaires qui passent par une ouverture de forme circulaire, et dont il donne l'explication ; du refroidissement produit par un ciel serein et de la formation de la rosée qui en résulte 5 puis de la figure de la terre, déduite de la rondeur de l'ombre que notre globe projette sur la lune dans les éclipses de cet astre. Néanmoins , il s'est contenté eu physique de notions vagues, d'observations incomplètes et souvent erronées , qui ne pouvaient le conduire à la découverte des véritables lois de la nature. Nous ferons de plus remarquer qu'en admettant des causes occultes pour expliquer des phénomènes dont il ne pouvait rendre copipte, il entravait la marche de l'esprit humain dans les recherches expérimentales. En effet, suivant lui, les impressions produites sur nous par des objets extérieurs étaient dues à des causes en vertu desquelles elles étaient ce qu'elles devaient être ; causes tellement cachées, qu'il était mutile de les rechercher puisqu'on ne pouvait jamais arriver à les découvrir. Dire à priori qu'une chose est introuvable, c'est juger sans examen. Il est hors de doute qu'il y a des limites que l'esprit humain

IXTKODTJCTION HISTORIQUE. 17

nesniirail francliir ; mais c'est l'expérience seule qui doit nous l'apprendre, et non des théories dont le temps fait toujours justice quand elles ne sont pas fondées sur la raison. Les ouvrages d'Aristote devaient donc fournir des armes à la controverse, et avoir un immense succès à des époques où les discussions scolastiques et les subtilités de raisonnement étaient en grande faveur et conduisaient à la célébrité.

Yoilà , en peu de mots , les principes de philosophie naturelle sur lesquels la physique reposa pendant près de deux mille ans, et qui furent renversés du moment que l'on eut reconnu que, pour arriver à la connaissance des choses, il fallait observer et étudier ces choses. En général , les philosophes grecs s'attachaient plutôt à des sujets purement intellectuels qu'à l'étude des phénomènes naturels; aussi portèrent-ils l'art de la discussion et de l'analyse au plus haut degré de perfection sans résultats utiles pour l'avancement des sciences. Davy a dit avec raison des Grecs [Introduction des Eléments de philosoplne chimique) « qu'ils avaient, comme par instinct, le sentiment de tout ce qui « est beau, grand et brillant; que leurs philosophes n'errèrent point « par manque de génie, ni même d'application , mais seulement parce « qu'ils parcoururent une fausse route ; qu'ils raisonnèrent plutôt « d'après un système imaginaire, touchant la nature, que d'après un « ensemble perceptible à la vue et au tact.

Ils s'étaient imaginé, par exemple, qu'en prenant pour point de départ les idées théoricjues les plus simples , ils devaient pouvoir y rattacher les principaux phénomènes; ainsi, le cercle étant la plus régulière des lignes, la révolution des corps célestes devait s'effectuer suivant des cercles et avec des mouvements réguliers ; s'occu-. pant peu de vérifier par l'observation si l'hypothèse était exacte ou non , l'erreur des Grecs vint de ce qu'ils avaient cru que la méthode qui avait fait découvrir des vérités importantes en mathématiques, dont tous les faits s'enchaînent, était applicable à la physique.

On doit cependant, parmi les anciens et comme physicien, mettre hors de rang Archimède, né vers l'an 207 avant Jésus -Christ et dont la fin malheureuse est connue de tout le monde. Outre ses grandes connaissances en mathématiques, qui le mettent au rang des premiers géomètres de l'antiquité, on lui doit, à ce qu'il paraît, les premières idées sur la réfraction astronomique , et la découverte du principe à l'aide duquel on détermine la densité des corps. Quant à sa réputation de grand mécanicien, elle est immense , bien qu'on ait