CHAPITRE III

Du progrès de la physique générale depuis le xvi'^ siècle jusqu'il Nevvlon,

Avant l'époque â laquelle nous sommes arrivés, et bien qu'on discutât sur Platon , Aristote , Pythagore , Zoroastre , et que l'esprit de système dominât toujours, néanmoins, des observations, des expériences, qui avaient pour but d'expliquer les phénomènes naturels, et particulièrement les phénomènes célestes , commencèrent à montrer les erreurs des anciens. On comprit alors que , pour connaître la nature, il fallait l'étudier sous tous les points de vue : mais que de temps, que de soins, que de peines, pour arriver à cette grande vérité, sans laquelle il était impossible de faire avancer les sciences physiques !

^n France, le péripatétisme était toujours en honneur; il eut pour adversaire Gassendi, né vers la fin du xvi^ siècle. La doctrine qu'il voulut combattre était si profondément enracinée dans les esprits, qu'il fut obligé, pour la détruire, de prendre des détours. C'est ainsi qu'en parlant d'Aristote, ou du moins de ses maximes, il présentait les objections qu'on pouvait y faire , sous la forme de doutes , de paradoxes, qu'il soumettait au jugement de l'Église. Telle fut la marche qu'il suivit au collège de France, où il fut professeur de philosophie. Il est à regretter qu'un esprit aussi juste ne se soit pas livré aux expériences , comme il aurait dû le faire s'il eût suivi l'impulsion donnée au siècle dans lequel il vivait par les hommes illustres dont je vais parler. Toutefois, il rendit un service dont on doit lui savoir gré , c'est d'avoir montré que l'on avait jusqu'ici fait fausse route, et qu'au lieu de commencer par rechercher les causes pour arriver aux effets, il valait mieux suivre une route inverse, à l'exemple de Copernic, de Galilée, de Kepler, de ces philosophes qui ont influé si puissamment sur la marche des sciences, et par suite sur l'avenir du monde.

Copernic, néàThorn, en Prusse, en 1473, fut frappé, en étudiant les auteurs anciens, particulièrement Cicéron et Pkitarque, de l'hypothèse des pythagoriciens, qui soutenaient que la terre n'était pas au centre du monde. Il partit de là pour établir son système du monde; mais il mourut avant d'avoir été témoin du scandale que devait pro-

duire son ouvrage. En 1515 , l'iuquisitioa condamna le système de Copernic, comme faux et absurde en philosophie, et hérétique. Voilà comme était accueillie l'opinion de ceux qui osaient avancer que le soleil était placé au centre du monde, et que la terre tournait autour de cet astre, en effectuant sa révolution dans le cours d'une année.

Copernic prépara les voies à Galilée, qui démontra par des expériences incontestables que le système combattu était le véritable, le seul admissible. A dix-huit ans, ce grand homme, né à Pise en 1564, fit la première et une de ses plus importantes découvertes : étant un jour dans l'église de Pise, il aperçut le mouvement périodique et réglé d'une lampe suspendue à la voûte. Il en conclut aussitôt l'isochrouisme des oscillations du pendule, dont il fit une application à la construction d'une horloge astronomique , qui fut ensuite perfectionnée par Huyghens. En étudiant l'hydrostatique, Galilée, frappé du principe découvert par Archiraède pour trouver la densité des corps , imagina la balance hydrostatique. En cherchant la cause de la pesanteur sur tous les corps, il reconnut que, quelle que soit leur nature, ils sont également sollicités par la pesanteur, et que s'ils ne parcourent pas les mêmes espaces dans le même temps, cette différence tient à ce que l'air leur offre une résistance inégale. Il découvrit eu même temps la théorie du mouvement uniformément accéléré en \ertu duquel les corps tombent. Galilée est regardé comme l'un des inventeurs du thermomètre ; on lui doit les armures au moyen desquelles on augmente la force des aimants naturels. Sur l'indication d'un instrument destinée voir les objets éloignés, inventé en 1608 par Jacques Metius, il en construisit un semblable : c'était un télescope, dont le grossissement était de trois fois le diamètre des objets. Voulant poursuivre ses recherches, il construisit un autre télescope qui grossissait les objets d'environ trente-trois fois leur diam.ètre. L'ayant aussitôt dirigé sur la lune, qui apparaissait à l'horizon, il reconnut que la ligne de séparation de la lumière et de l'ombre était terminée irrégulièrement, et qu'il existait des points éclairés dans les ombres ; il en conclut de suite que la surface de la lune était , comme la surface de la terre , couverte d'aspérités. Il montra plus tard que ces inégalités étaient des montagnes plus élevées que celles de la terre. Il éprouva aussi le premier le plaisir de voir Vénus avec ses phases , Jupiter , entouré de ses satellites, qu'il appela astres de Médicis. Ainsi fut confirmée par l'observation la prévision de Copernic , qui avait annoncé que Vénus avait des phases comme la lune. Galilée reconnut encore les nébuleuses, et une foule d'étoiles que l'on ne pouvait distinguer à la vue simple. Quel-

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ques jours lui suffirent pour faire tant de découvertes , qui remplirent son âme d'admiration pour les plîénomènes naturels , et portèrent au comble son enthousiasme pour les sciences. C'est encore Galilée qui , le premier, observa les taches du soleil , qui reconnut que la lune nous présente toujours à peu près la même face, et qu'elle est soumise à une espèce d'oscillation appelée libration , dont les lois ont été trouvées par Dominique Cassini.

Les taches du soleil et les inégalités de la lune établissaient la ressemblance des corps célestes avec la terre; les satellites de Jupiter indiquaient comment la lune accompagne notre planète; les phases de Vénus démontraient la révolution périodique de cette planète. Ou devait en inférer , par analogie , que la terre n'était pas immobile au centre du monde, et qu'elle devait avoir un mouvement de rotation. Le sénat de Venise récompensa noblement le professeur de Padoue des immenses services qu'il venait de rendre aux sciences.

Tant de découvertes importantes, dans un siècle encore peu éclairé, et qui portaient atteinte aux croyances religieuses sur plusieurs articles de foi , attirèrent sur leur auteur les persécutions du clergé , qui prétendait que les découvertes de Galilée dans les astres n'étaient que de pures visions. Il fut donc mandé en cour de Rome, pour s'y défendre d'avoir soutenu le système de Copernic. On voulut lui faire reconnaître publiquement les propositions suivantes : « Soutenir que le soleil « est immobile au centre du monde, est une opinion absurde, fausse « en philosophie , et formellement hérétique ; soutenir que la to-re n'est « pas placée au centre du monde, qu'elle n'est pas immobile, et qu'elle « a un mouvement journalier de rotation , est également une proposi- « tion absurde, fausse en philosophie, et au moins erronée dans « la foi. »

En vain Galilée employa-t-il tous les arguments que la raison pouvait lui suggérer pour combattre de telles absurdités, irritée de sa résistance , la cour de Rome lui fit défense de professer désormais l'opinion qu'elle venait de condamner, après avoir obtenu néanmoins de lui , par violence, une abjuration qu'il maudissait. A ce prix, il recouvra sa liberté. Il continua toujours ses recherches en physique. Des fontainiers lui ayant rapporté que l'eau ne s'élevait pas dans les pompes au delà de trente-deux pieds , il répondit que la nature n'avait horreur du vide que jusqu'à cette hauteur, et que la colonne d'eau en était la mesure. L'horreur du vide était encore un de ces anciens préjugés dont il était difficile de se débarrasser. Galilée croyait bien à la pesanteur de l'air; mais il laissa la découverte, et l'honneur qui

IINTKODUCTIOIN HlSTOrUQUE. 33

en résultait, à Toricelli, son élève, auquel on doit le baromètre.

Vers 1G32, seize ans après sa condamnation par la cour de Rome, Galilée, désirant adoucir ses juges, publia des dialogues dans lesquels il feignait de prouver que les docteurs qui combattaient le système de Copernic n'étaient pas sans instruction. Mais l'interlocuteur qui soutenait l'immobilité de la terre n'ayant pas raison dans la discussion , il fut cité de nouveau au tribunal de l'inquisition , malgré le mauvais état de sa santé. Obligé de se rendre à Rome, en 1G33, à l'âge de soixante-neuf ans , on le contraignit à renier des principes fondés sur l'évidence , et de faire l'abjuration suivante : « J'abjure , je maudis et « je déteste l'erreur du mouvement de la terre. >> 11 fut condamné ensuite , en raison de la récidive , à une prison perpétuelle ; mais , par grâce spéciale, au bout d'un an on lui donna le territoire de Florence pour prison, en l'obligeant à réciter pendant trois ans, une fois par semaine, les sept psaumes de la pénitence.

Accablé d'années, d'infortunes et d'infirmités, Galilée ne se laissa cependant point abattre. Il continua ses travaux ; et , à l'âge de soixante-quatorze ans, il achevait ses tables des satellites de Jupiter. Ce grand génie s'éteignit enfin après avoir élevé aux sciences un monument éternel, auquel son nom est à jamais attaché, et qui le range au nombre des premiers fondateurs de la philosophie naturelle.

A la même époque vivait Kepler, né en 1571. Il possédait à un haut degré les qualités qui distinguent un grandobservateur.il voulait tout calculer, tout examiner, et assigner des causes physiques aux phénomènes naturels. La patience était l'une de ses qualités dominantes , comme de tous ceux qui se livrent avec ardeur à l'étude des sciences. Il travailla en effet pendant trois ans à établir cette fameuse loi: que les carrés des temps des révolutions des planètes autour du soleil, sont comme les cubes des distances. Il employa également beaucoup de temps à établir sa seconde loi, dont voici l'énoncé : «Les orbites planétaires sont des ellipses dont le soleil occupe l'un des foyers. » Ce n'est que plus tard qu'il trouva que les planètes se meuvent dans des courbes planes, et que leurs rayons vecteurs décrivent autour du soleil des aires proportionnelles au temps.

Telles sont ces trois grandes lois, dont on n'a bien apprécié toute l'importance que depuis l'époque où Newton montra l'usage que l'on pouvait en faire pour déterminer la force qui retient chaque planète dans son orbite.

Kepler annonça, dans un de ses ouvrages, que l'intensité de la lumière décroît eu raison inverse du carré de la distance , loi qui est

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précisément celle de l'attraction du soleil sur les planètes , et dont la découverte est due à Newton. Il a conclu néanmoins de ses recherches , sans le prouver par le calcul , que la pesanteur est la loi universelle de la nature, et il a également avancé, sans le démontrer, que l'air était pesant. Dans ses ouvrages ;, Kepler a parlé du microscope. Dans sa Dioptrique^ publiée eu 161 1 , il est question de la combinaison de deux lentilles convexes qui renversent les objets. Quoiqu'il n'ait pas exécuté cette combinaison , on le considère néanmoins comme le premier qui ait émis l'idée d'après laquelle on construit aujourd'hui la lunette astronomique. Muni d'une lunette différente de celle de Galilée, il reconnut que les montagnes de la lune doivent être réellement plus grandes que celles de la terre.

Les découvertes dont je viens de parler, ainsi que les conséquences que Kepler en a déduites , sans cependant s'assurer de leur exactitude par l'observation, suffisent pour montrer l'immense influence qu'elles ont dû exercer sur l'astronomie et sur la physique générale.

Les grandes vérités que Galilée et Kepler venaient de mettre au jour, au milieu de difficultés sans nombre, sapaient à coups redoublés , jusque dans leur fondement , la doctrine d'Aristote. Il s'agissait alors de lui en substituer une autre fondée sur les faits , et appropriée aux besoins de la science à cette époque. Cette grande tâche fut remplie par François Bacon, né en 1560. Ce grand philosophe fut entraîné par le mouvement général , qui portait tous les esprits à la recherche de la vérité à l'aide de l'expérience. Il a fait peu de découvertes eu physique ; ses expériences n'ont pas un grand intérêt ; mais , en revanche , il a rendu d'immenses services aux sciences , en traçant la marche à suivre pour arriver à la vérité par l'induction. Ses vues spéculatives firent sentir, plus qu'on ne l'avait fait jusqu'alors , la nécessité de rechercher les faits pour fonder la nouvelle philosophie sur des bases que les siècles futurs devaient respecter. C'est ainsi que des faits qui avaient été jugés jadis comme de peu d'importance, furent étudiés, classés , et conduisirent à des principes et à des lois. Voici quelquesunes des règles de Bacon que le physicien ne doit jamais perdre de vue : « Les faits particuliers doivent précéder les faits généraux dans « les recherches philosophiques, les vérités générales étant tardives de « leur nature. Un fait observé et décrit devient à l'instant un élément « de la science. Un recueil de faits bien observés et classés avec ordre « peut conduire à découvrir les lois et les causes. Quand les faits n'é- « taient pas réunis en corps de science , la science n'existait pas , at- « tendu qu'elle se compose , non-seulement de la connaissance des faits,

« mais encore de leur rapport mutuel , et des lois qui lient ces faits ena tre eux. » Voilà le code de la science que nous a légué Bacon , et dont on ne saurait s'écarter sans crainte de s'égarer. L'amour de l'étude et de la philosophie fut porté chez lui à un si haut degré, que, bien qu'il fût chancelier d'Angleterre, il laissa à peine de quoi subvenir à ses funérailles.

Nous arrivons à Descartes , à ce génie puissant qui renversa de fond eu eomble la philosophie d'Aristote , pour lui eu substituer une autre qui éprouva le même sort , mais avec cette différence que Descartes, malgré ses erreurs , n'en est pas moins un des fondateurs de la physique.

Descartes naquit en 1596 ; il imagina, à l'âge de vingt ans, l'application de l'algèbre à la géométrie , un des puissants auxiliaires de la physique. C'est à l'aide de cette science nouvelle qu'il traduisit les lignes, les surfaces, et même les solides en langue algébrique ; il s'en servit pour déterminer, par le calcul , l'équilibre des forces, la résistance des poids , l'action du frottement , le rapport des vitesses et des masses ; on doit donc le regarder comme le fondateur de la mécanique analytique. Sous ce rapport , la découverte de l'application de ■ l'algèbre à la géométrie a préparé les voies à Newton et aux Bernoulli.

Constamment guidé par l'esprit d'analyse , et tourmenté du besoin de tout expliquer. Descartes conçut l'idée de réunir toutes les sciences et d'établir entre elles une dépendance mutuelle. C'est lui qui, en rejetant le vide , admit le premier l'existence d'un fluide très-délié répandu dans l'univers et pénétrant tous les cori)S ; il supposa en même temps que l'espace était infini, attendu, disait-il, que l'esprit ne pouvait saisir ces nouvelles limites. Il admit aussi une matière primitive, unique, élémentaire, source et principe de tous les êtres, divisible à l'infini , se modifiant par les mouvements , se décomposant , et pouvant même s'organiser. C'est avec cette matière primitive qu'il essaya d'expliquer la formation de l'univers. Suivant lui, il existe trois éléments, formés de millions de molécules entassées les unes à côté des autres, qui se heurtent, se froissent, se brisent, et sont emportées, d'un mouvement rapide , comme des tourbillons autour de différents centres, d'où elles tendent à s'éloigner, en vertu d'une force centrifuge qui naît du mouvement circulaire. Ce système, à l'aide duquel il voulut expliquer tous les phénomènes naturels, prêtait tellement à l'illusion , puisqu'il ne fallait que quelques instants pour le rendre accessible à tous les esprits, qu'il eut le plus grand succès. 11 fut

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généralemeût adopté, puis commenté par les philosophes qui voulaient renverser les doctrines d'Aristote.

Les écoles se soulevèrent contre une telle Innovation, et se montrèrent indignées de ce que l'on osât porter une main sacrilège sur le chef des péripatéticiens. Quoique ces conceptions ne supportent pas aujourd'hui la discussion et soient abandonnées , elles durent avoir faveur à une époque où il s'agissait de renverser la doctrine d'Aristote et de lui en substituer une autre. Descartes avait eu la grande pensée de réunir toutes les observations faites avant lui pour établir un système du monde; il ne s'était pas élevé seulement jusqu'aux cieux pour en étudier le mécanisme et l'expliquer, il avait porté également ses regards investigateurs sur la terre. En essayant d'appliquer ses tourbillons à l'explication des phénomènes naturels , il passa successivement en revue la pesanteur, les marées; il admit l'existence d'un feu central , et essaya de montrer comment la vertu magnétique se développe , et de quelle manière le fluide électrique circule dans les corps.

Galilée avait découvert la pesanteur ; Toricelli la pression de l'atmosphère 5 Descartes donna l'idée à Pascal de cette fameuse expérience avec le baromètre sur le Puy de Dôme, pour montrer que la pression diminue à mesure que l'on s'éloigne de la surface de la terre. Ce grand physicien a expliqué l'are-en-ciel, et si son explication n'est pas complète , cela tient à ce qu'il ignorait la composition de la lumière. Ses principaux travaux roulent particulièrement sur la lumière, dont il a expliqué les propriétés générales dans sa Dioptrique ; il la suit dans sa route à travers les corps ; il la voit, dans un milieu uniforme, se mouvoir en ligne droite, se réfléchir sur la surface des corps solides, en faisant un angle de réflexion égal à l'angle d'incidence; il la voit , enfin , quand elle traverse les différents milieux , se déranger de son cours , et se briser d'après des lois dont l'exactitude est parfaitement démontrée par l'expérience , et dont voici l'énoncé : « Le « rayon réfracté et le rayon incident sont dans un plan perpendicu- « laire à la surface; le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'an- « gle de réfraction sont dans un rapport constant pour la même subs- « tance réfringente , quelle que soit l'incidence. «

Descartes a analysé les phénomènes de la vue , et tout ce qui tient à l'organisation de l'œil; il a expliqué comment les rayons de lumière , émanés des objets extérieurs , .viennent peindre l'image de ces objets sur la rétine ; pourquoi l'image étant renversée est vue droite, et pourquoi l'imayc qui est double est toujours vue simple. Avant lui,

lATROinJCTION HISTORIQLE. o7

on avait découvert les verres concaves et convexes. Métiiis, artisan hollandais , avait fait le premier télescope dont Galilée avait expliqué le mécanisme, en construisant lui-même l'instrument sur une simple indication ; Descartes s'empara de toutes ces découvertes; il en donna la théorie mathématique , ajouta une infinité de vues nouvelles sur la lumière, et guida l'opticien dans l'art de travailler le verre. On peut donc dire qu'il jeta les bases de la dioptrique, qui est un de ses beaux titres de gloire. Ce fut lui enfin qui , ayant appris à secouer l'autorité d'Aristote, donna l'impulsion à la nouvelle philosophie.

De toutes parts on se mit à l'œuvre pour étudier la nature , et certes les efforts n'ont pas été vains ; ceux qui essayèrent de faire prévaloir les idées philosophiques de Descartes sur cellesd'Aristote furent persécutés, jusqu'à ce qu'enfin elles régnassent seules dans la science. La philosophie d'Aristote a rendu un grand service en annonçant que l'on ne peut arriver à la connaissance des choses qu'à l'aide de l'expérience ; mais ce grand philosophe ne s'en tint pas toujours malheureusement à ce principe. Pour bien juger des immenses progrès que fit la philosophie naturelle depuis l'impulsion donnée par Descartes , il faut passer en revue les travaux de Huyghens et de Newton.

Huyghens , né en 1629, à la Haye, montra, dès l'âge de treize ans, les plus heureuses dispositions pour la mécanique; vers 1655, il s'occupa , avec son frère aîné , de l'art de tailler et de polir les verres des grandes lunettes. A l'aide d'un objectif de douze pieds de foyer , qu'il construisit lui-même , il découvrit un des satellites de Saturne. Galilée, qui avait trouvé l'isochronisme des petites oscillations du pendule, était mort avant d'en avoir fait l'application aux horloges; Huyghens, en 1657, fit connaître cette heureuse application, qui fait époque dans l'histoire de l'astronomie et de la physique.

Avant cette découverte , et depuis celle de Galilée, une personne com[jtait exactement les oscillations d'un poids suspendu à une corde à laquelle on imprimait un mouvement d'impulsion. Huyghens suppléa à cette manœuvre pénible, en imaginant l'échappement qui est susceptible d'une perfection presque indéfinie, et ne tarda pas à appliquer ses horloges h la détermination des longitudes. On lui doit encore cette observation curieuse , que deux pendules situés à peu de distance l'un de l'autre s'influencent de telle manière que leurs oscillations sont ramenées à une uniformité rigoureuse et durable, lors même que l'on a troublé leur coïncidence.

Huyghens élant parvenu à construire un objectif de vingt-deux pieds de foyer, étudia tout le système de Saturne. Galilée, à la vé-

rite , avait déjà remarqué les aspects singuliers que présente cette planette; mais la lunette dont il se servait n'avait pas un assez fort grossissement pour en découvrir la véritable cause. Huyghens reconnut que ces différents aspects étaient dus à un anneau très-mince qui entourait la planète , et dont les positions diverses, par rapport à la terre , en altéraient la forme apparente au point de la faire dispai-aître. On doit à Huyghens des expériences intéressantes sur la forte adhérence que conservent dans le vide deux lames de métal polies, ])îen planes et qui ont été frottées quelque temps l'une contre l'autre. 11 soupçonna dès lors que cette adhérence était due à des forces qui agissent à de petites distances et qui produisent la cohésion. C'est lui qui le premier eut l'idée , comme on le voit dans une lettre qu'il écrivit à Williams Joues , de la possibilité de trouver la hauteur d'une station, au moyen de la pression de l'air en ce lieu.

Huyghens a doté encore la société des montres ordinaires ; avant lui, outre qu'elles étaient d'un grand prix , elles n'étaient susceptibles ni de simplicité ni de régularité. Il adapta à ces montres grossières le ressort spiral pour régler les oscillations du pendule.

En 1690, il publia son Traité de la lumière, dans lequel se trouve la théorie mathématique de la double réfraction du cristal de roche. On lui doit aussi de belles recherches sur l'aplatissement de la figure de la terre; pour le déterminer, il partit du raccourcissement du pendule observé par Richer près de l'équateur, et en conclut que la pesanteur y était diminuée par l'action de la force centrifuge ; il découvrit ensuite que la combinaison de cette force, qui varie en raison de la latitude et de la sphéricité de la terre, ne devait pas laisser aux corps graves une tendance perpendiculaire à la surface du globe. Après avoir reconnu que la terre était aplatie vers ses pôles, il calcula la longueur des deux axes, qu'il trouva être dans le rapport de 577 à 578 , rapport trop faible de près de moitié; et cela , parce qu'il n'avait pas adopté comme Newton la loi de la gravitation.

Comme Descartes, Huyghens admettait que l'espace, ainsi que tous les corps, était rempli d'un fluide subtil et impondérable, ou matière éthérée. Suivant lui, les corps qui paraissent lumineux doivent cette propriété à ce que leurs particules étant mises dans un mouvement de vibration très-rapide , transmettent ce mouvement à la mo.-. Itère éthérée, et y produisent des ondes analogues à celles des ondes sonores, avec cette différence que leur propagation est plus rapide à cause de la plus grande élasticité du milieu : ces ondes , en frappant la rétine, produisent la sensation de la lumière.

On voit que Hiiyghens, pour expliquer les phénomènes de la nature, imagina, comme Descartes, des combinaisons artificielles, au lieu de déduire par les mathématiques , comme Newton le fit , les forces qui agissent, en s'appuyant sur les faits connus. C'est ainsi qu'il voulut expliquer la pesanteur, en admettant la pression d'une matière subtile , répandue autour de la terre dans une sphère d'une étendue limitée, et qui, étant douée d'un mouvement circulaire très-rapide, et , par suite , d'une force centrifuge très-grande , tend à pousser les corps vers le centre de la terre. Huyghens, comme on le voit, peut être considéré, à juste titre, avec Descartes et Galilée, comme un des fondateurs de la physique ; mais à Newton appartient la gloire d'avoir coordonné tous les faits trouvés avant lui, en découvrant et mesurant la force productrice, et enrichissant lui-même la physique d'admirables découvertes.

Ce grand homme naquit en 1642, l'année même de la mort de Galilée. Descartes régnait à cette époque dans la philosophie, soit spéculative , soit naturelle. L'autorité de ses systèmes de métaphysique avait succédé à l'empire qu'exerçaient, auparavant, ceux d'Aristote. En partant des lois de Kepler, et à l'aide du calcul des fluxions qu'il créa pour expliquer le système du monde, Newton trouva que l'attraction solaire, comme l'attraction terrestre, décroît en raison inverse du carré de la distance. Aussitôt après la découverte de cette loi, Newton l'appliqua à la lune , c'est-à-dire , à la vitesse de ses mouvements de rotation autour de la terre, d'après sa distance déterminée astronomiquement, puis à la force d'attraction de la terre sur les corps qui tombent à sa surface. Une de ses grandes découvertes est la composition de la lumière ; en étudiant sa réfraction à travers des prismes , ce grand homme trouva que la lumière, telle qu'elle émane des corps rayonnants , n'est pas une substance simple et homogène , comme on le pensait; mais qu'elle est composée d'une infinité de rayons doués de refrangibilités inégales. Le calcul des fluxions, qui a de si grands rapports avec le calcul différentiel dont la découverte est due à Leibnitz , la théorie de la pesanteur universelle et la décomposition de la lumière , sont les grandes découveites qui immortalisèrent Newton; il n'avait que vingt-quatre ans quand il les fit. Toutes les parties de la physique furent successivement l'objet de ses investigations, et il apposa à chacune d'elles le sceau de son génie.

Quiconque examine toutes les particularités de la viede Newton, reconnaît facilement les difficultés qu'il dut rencontrer pour faire prévaloir ses nouvelles idées sur la lumière. Fatigué des objections qu'on

40 TBAITÉ DK PHYSIQIIK.

lie cessait de lui adresser, il écrivit à Leibnitz qu'il était résolu de ne pas s'exposer davantage en public, s'acciisant d'imprudence d'avoir, pour une vaine ombre, perdu son repos. Il s'occupa des intermittences de réflexion et de réfraction qui s'opèrent dans les lames minces, et peut-être , suivant lui , dans les dernières particules des corps.

En cherchant à expliquer les phénomènes de coloration qui s'observent dans les plaques épaisses de tous les corps , lorsqu'elles sont convenablement présentées à la lumière incidente , Newton ramena ces phénomènes à se déduire des mêmes lois que les phénomènes des lames minces ; puis il réunit le tout en une propriété unique qui peut s'exprimer ainsi : chaque particule de lumière, depuis l'instant où elle quitte le corps d'où elle émane, éprouve périodiquement , et à des intervalles égaux , une continuelle alternative de dispositions à se réfléchir ou à se transmettre à travers les surfaces des corps diaphanes qu'elle rencontre. Tel est l'énoncé du principe des accès de facile réflexion et de facile transmission, que Ton trouve dans son Optique, publié en 1704. Dans un autre travail publié en 167.5, il chercha à lier ces propriétés à une hypothèse relative à l'existence d'une matière éthérée, afuî de pouvoir en déduire la nature de la lumière, celle de la chaleur , et l'explication de tous les phénomènes de combinaison ou de mouvement qui semblent produits par des principes intangibles et impondérables.

Suivant Newton, et comme l'avait dit avant lui Descartes, il existe dans la nature un fluide imperceptible à nos sens, très-élastique , qui s'étend dans tout l'univers, et pénètre les corps avec des degrés de densité divers, et qu'on appelle éther. Ce corps étant très-élastique, il en résulte que par l'effort qu'il fait pour s'étendre , il se refoule lui-m.ême, ( t presse les parties matérielles des autres corps avec une énergie plus ou moins puissante, selon sa densité actuelle , ce qui fait que tous ces corps doivent tendre continuellement les uns vers les autres. L'éther venant à être ébranlé en un de ses points, il en résultait un mouvement vibratoire, lequel est transmis dans le milieu éclairé ])ar des ondulations, comme l'air transmet le son, mais plus rapidement , en raison de son extrême élasticité. Ces ondulations sont aptes eîisuite à ébranler les particules matérielles elles-mêmes. Newton n'admit pas, comme Descartes, que la lumière résultât de l'impression produite par les ondulations de l'éther sur la rétine ; mais il supposa la lumière une substance d'une nature propre, différente de l'éther, et composée de parties hétérogènes , qui , partant des corps lumineux dans tous les sens, avec une vitesse excessive que Ton peut mesurer

INTBODrCTION HISTORIQUE. 41

cependant , él)ranleut Téther dans leur passage , y produisent des ondulations par la rencontre desquelles elles peuvent «tre à leur tour retardées ou accélérées.

Dans la dix-septième question annexée à son Optique ^ Newion se demande si l'éther ne produirait pas également la gravitation universelle , ainsi que les phénomènes physiologiques. Toutes les questions relatives à la gravitation furent exposées dans le Traité des principes^ ouvrage tellement abstrait pour l'époque , qu'il n'y eut que trois ou quatre personnes en état de le comprendre. Huyghens n'admit qu'une partie de ses principes, qui furent combattus longtemps après par Jean Bernoulli. Enfin, le grand principe de la gravitation universelle ne fut définitivement admis -par les savants que cinquante ans après que Newton l'eut annoncé au monde.

Newton sentait parfaitement que la chimie devait être une annexe de la physique ; aussi sy livra-t-il avec une ardeur toute particulière , comme on le voit dans ses recherches sur les alliages des métaux, recherches entreprises dans le but de découvrir les combinaisons les plus avantageuses à l'optique. Il fut conduit par là à un grand nombre de particularités remarquables sur la constitution des corps. Dans son travail sur les lames minces , on trouve des essais très-variés sur les combinaisons que les substances solides ou liquides produisent dans leur réaction les unes sur les autres, et sur la tendance et la répugnance qu'elles semblent avoir à s'unir. Il étudiait donc la chimie sous le rapport des forces qui régissent les actions à petite distance. En parlant de ces forces , et après avoir découvert l'existence de l'attraction moléculaire, il dit positivement quedesforcessemblables à celles qui produisent cette attraction , mais variant seulement dans la loi de décroissement et d'intensité, devaient présider à la combinaison des parties élémentaires des corps. Tous les matériaux qu'il avait réunis à cet égard, pour lier l'attraction moléculaire aux affinités, furent détruits par un accident que les sciences déploreront à jamais. Les papiers dans lesquels se trouvaient consignés ces résultats furent brûlés , dit-on, par une bougie qu'un chien qu'il affectionnait, et qui était monté sur son bureau, renversa pendant qu'il était dans une chambre voisine. Cet événement l'al'lligea au point d'altérer pendant quelque temps sa santé et même sa raison.

On doit également le considérer comme ayant posé le premier les bases de la chimie mécani({ue , en montrant que les combinaisons dépendent de l'action moléculaire , en méine lomps qu'il avançait des idées neuves sur la composition et les ch'''niieraeîits d'état des corps.

42 TBAITÉ DE PHYSIQUE.

Newton a donc donné une grande impulsion à la physique générale , ainsi qu'aux applications du calcul aux phénomènes naluiels. Ses contemporains, et les philosophes qui vinrent ensuite, durent suivre la route que ce grand homme avait tracée.

De Newton date l'étude des forces auxquelles on doit rapporter tous les phénomènes. Ce grand philosophe n'observait les faits ou ne les classait que pour arriver aux forces. Non-seulement il s'est occupé de l'attraction des masses à de grandes distances , mais encore de celle qui se manifeste à de petites distances entre les particules des corps. C'est donc Newton qui a jeté les bases de la philosophie naturelle.

L'impulsion fut telle, que l'on renonça peu à peu aux hypothèses et aux principes vagues qui avaient retardé pendant tant de siècles la marche de l'esprit humain; aussi les découvertes se succédèrent-elles rapidenient dans toutes les branches des sciences et des arts qui en dépendent ; l'optique surtout fit d'immenses progrès. Tout s'enchahie dans les sciences; les perfectionnements de l'astronomie servirent à étendre le domaine de la géographie et de la navigation. En étudiant les lois du mouvement, on sentit la nécessité d'employer les principes de mécanique. Les mathématiques devinrent alors indispensables, et l'on fut obligé de leur donner plus de développement pour les appliquer aux nouvelles découvertes.

L'histoire des sciences dans le moyen âge est pour ainsi dire celle des hommes qui les cultivaient ; car on ne voit de loin en loin que des hommes supérieurs livrés uniquement à des recherches qui les ont conduits à la découverte de faits dont eux seuls s'occupaient, tant les sciences étaient concentrées dans un cercle restreint de philosophes qui travaillaient sans le concours d'autres savants. Cet état de choses changea aussitôt que l'étude des sciences se répandit dans la société , que des savants de diverses contrées s'occupèrent de recherches relatives au même sujet , et que les académies eurent été créées. Dès lors l'histoire de la science ne fut plus exclusivement celle des hommes qui la cultivaient. D'un autre côté, les découvertes de Newton excitèrent une émulation générale dans le courant du xvm^ siècle; aussi l'électricité , la lumière, la chaleur, le magnétisme, l'acoustique, etc., reçurent -ils des développements extraordinaires. Aujourd'hui chacune de ces parties constitue, pour ainsi dire, une science à part, dont l'étude suffit pour remplir la vie d'un seul homme. Nous sommes amené ainsi à changer l'ordre suivi jusqu'ici; au lieu de présenter succinctement la vie scientifique des hommes qui ont le plus contribué à l'avancement de la physique générale, jusques et compris

Newton, nous allons indiquer les principaux faits découverts depuis dans chacune des branches dont elle se compose. Nous commencerons par l'électricité, qui doit occuper le premier rang, en raison de ses rapports avec la lumière , la chaleur , les affinités , le magnétisme , et de son intervention dans la plupart des phénomènes naturels; puis, nous exposerons ensuite les autres parties dans l'ordre suivant : le magnétisme, la lumière, la chaleur, la pesanteur, les phénomènes capillaires et l'acoustique. Nous parlerons donc d'abord des fluides impondérables ; ensuite des parties dont nous aurons besoin pour étudier la constitution moléculaire des corps.

En présentant le précis succinct de nos connaissances principales en physiq.ue, particulièrement de celles qui nous seront nécessaires pour cet ouvrage , nous avons eu particulièrement en vue de rappeler les principes généraux de la science, afm de n'avoir plus à y revenir et d'éviter au lecteur de recourir aux traités de physique.