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rieures qui entrent en activité à partir du moment où les particules matérielles commencent à se rapprocher les unes des autres au delà de la limite naturelle de leur écartement; nous 'regardons comme étant la dislance naturelle des particules matérielles celle qui correspond à l'état d'équilibre des forces attractives et répulsives.

On a donné le nom d'atomes à ces dernières particules de la matière , qui servent de support aux forces. Il ne faudrait cependant pas prendre à la lettre le terme d'atomes et regarder ces parties élémentaires comme insécables d'une manière absolue; dire que la matière se compose d'atomes signifie simplement que chaque corps est formé par la réunion d'un très-grand nombre de centres de forces distincts , chacun de ces centres élémentaires , considéré isolément, représentant quelque chose d'analogue au centre de forces unique , dont le corps tout entier joue le rôle à l'égard des autres corps. On est donc libre de penser que les atomes eux-mêmes sont divisibles à l'infini ; bien plus, on est contraint de reconnaître que, même physiquement parlant, tel élément matériel , regardé comme le dernier terme de la division à l'égard d'un certain ordre de phénomènes , doit être à son tour décomposé en unités encore' plus petites, lorsqu'on vient à considérer d'autres phénomènes. En un mot, les atomes ne représentent pas les éléments dans lesquels on peut diviser la matière , mais ceux dans lesquels on est obligé de la partager pour se conformer aux faits.

[Nous ne saurions laisser passer ces idées de l'auteur sur la constitution de la matière sans les faire suivre de quelques réflexions destinées, jusqu'à un certain point, à leur servir de correctif. Définir l'atome un centre de forces, c'est, en quelque sorte, supprimer la matière et réduire la physique à un dynamisme purement virtuel. Mais, dans l'état actuel de la science, l'esprit a de la peine à concevoir une force indépendante de la matière, alors que l'expression de force n'est, en définitive, qu'une forme de langage destinée à représenter le fait d'un mouvement, ou, plus exactement, d'une communication de mouvement; or, pour qu'il y ait mouvement, il faut de toute nécessité que quelque chose se meuve, et ce quelque chose qui change de place est ce que nous appelons la matière. Sans doute, nous ignorons quelle est la nature même de la matière ; nous ne pouvons nous en faire aucune idée; mais ello est caractérisée par ses deux propriétés essentielles, l'étendue et l'impénétrabilité! La notion de la force ost liée à celle de la matière, et lui est subordonnée.

Nous ne pouvons pas' davantage admettre que l'atome soit lui-même divisible; ce serait un non-sens. Nous appelons précisément atome cette dernière partie de la matière «pu ne peut plus être divisée, bien que l'esprit conçoive une divisibilité qui n'a pas de uniite. Or l'atome ainsi défini existe do fait: les lois qui régissent les combinaisons chimiques nous obligent h rejeter l'hypothèse d'une divisibilité illimitée do la matière.

ans doute, il est des circonstances où un groupe d'atomes peut jouer le rôle do particule élémentaire simple h l'égard d'un certain ordre do faits; toi ost précisément le cas «es phénomènes qui sont du ressort de la physique; mais, pour évitor la confusion do

langage dans laquelle semble être tombé l'auteur, nous appelons molécule le groupe d'atomes en question, donnant ainsi à entendre que, si la molécule matérielle l'orme un tout dont les atomes constituants restent unis aussi longtemps que leur activité se renferme dans les limites des phénomènes physiques, elle n'en est pas moins composée de parties plus simples et insécables, qui peuvent être séparées les unes des autres sous l'in- Qucnce des forces chimiques.]

En admettant que les atomes ne sont autre chose que les véhicules des forces attractives ou répulsives manifestées par les corps, il est assurément difficile d'imaginer que ce soienl les mômes parties matérielles qui s'attirent el se repoussent à la fois. On élude cette difficulté par l'introduction d'une hypothèse qui s'appuie sur des phénomènes d'un autre ordre : on admet que les corps renferment deux catégories d'atomes • intimement mêlés ensemble, les uns doués de force attractive, les autres de force répulsive; les premiers sont les atomes de matière dite pondérable, parce qu'ils donnent aux corps dans la composition desquels ils entrent la propriété de tomber vers la terre, et, par conséquent, d'avoir du poids; les atomes qui possèdent la force répulsive sont appelés atomes de matière impondérable, ou encore atomes êlhérés, puisque la matière impondérable a reçu le nom d'éther.

L'étude de la lumière nous oblige à admettre que l'éther est formé, comme la matière pondérable , de particules séparées , et ce sont les mouvements de ces atomes de matière impondérable qui donnent naissance aux phénomènes lumineux, et en partie aux phénomènes calorifiques. Quant aux phénomènes électriques et magnétiques , on les attribue à une autre matière ou même à deux autres matières impondérables, qu'on appelle /luides électriques, et qu'on peut supposer remplir tout l'espace sans discontinuité , puisque jusqu'à présent il n'a été découvert encore aucun fait qui nous contraigne à diviser la matière électrique en atomes; admettons donc que les fluides électriques occupent tout l'espace que laissent entre eux les atomes de la matière pondérable et ceux de l'éther. Mais on arrivera peut-être par la suite à démontrer qu'il n'est pas nécessaire d'imaginer, pour les phénomènes électriques, l'existence d'une substance particulière différente de l'éther et de la matière pondérable,

[On sait, et on le verra en son lieu, qu'il a été déjà fait justice du lluide magnétique. Il est permis d'espérer que l'hypothèse des fluides électriques ne tardera pas non plus à disparaître de la science.]

14b. Forces attractives et répulsives de la matière. — L'observation tend à prouver que l'éther, ainsi que les fluides électriques, sont toujours unis à la matière pondérable, ou, du moins, qu'ils s'accumulent en grande quantité dans l'intérieur de cette matière. De là, [semble-t-il,] la nécessité de douer la matière pondérable de la propriété d'attirer la matière impondérable. En ce qui concerne particulièrement les rapports de l'éther avec les atomes pondérables, on doit admettre que chacun de ceux-ci, en vertu de l'attraction qu'il exerce sur l'éther, se trouve entouré d'une enveloppe d'atomes élhérés; la densité de cette enveloppe va en décroissant de L'intérieur à L'extérieur, puisque les atomes éthérés se repoussent mutuellement.

Les forces répulsives des atomes de l'éther sont des forces exclusivement moléculaires, c'est-à-dire n'agissant pas à de grandes distances. On admet que l'intensité de ces forces , très-considérable de près, décroit si rapidement i

CONSTITUTION ET ÉTATS d'AORKOATTON OE LA MATIÈRE.

quand la distance augmente, qu'elle devient insensible pour peu que l'écartetement'des atomes soit appréciable.

Les forces attractives des atomes pondérables se font, au contraire, sentir, non-seulement de près, mais encore de loin [à moins qu'il ne soit question de l'affinité chimique]: tout corps, agissant comme masse pondérable, attire les autres corps avec une intensité qui est en raison inverse du carré de la distance. Les mouvements des corps célestes représentent, sur une grande échelle, des exemples de ces actions à distance des corps pondérables; nous avons journellement sous les yeux des exemples du môme genre dans la chute des corps à la surface de la terre; le poids môme d'un corps n'est que le résultat de l'attraction réciproque qui s'exerce à distance entre le globe terrestre et le corps considéré.

Nous avons déjà dit (§ 9) que la force avec laquelle s'attirent mutuellement deux masses m et m\ distantes l'une de l'autre de la longueur d, est représentée par l'expression: / — cp m^ \ Les observations astronomiques ont depuis longtemps confirmé,

pour les mouvements planétaires, l'exactitude de cette formule générale de la gravitation: Cavendish a montré qu'elle est aussi applicable aux corps situés à la surface de la terre; car il a constaté qu'une grande masse do plomb attire une petite spbèrc métallique, et il a rendu visible l'effet de cette attraction par le mouvement d'un levier tres-scnsible, à l'extrémité duquel était fixée la petite spbèrc.

14e. Tendance des idées modernes sur la constitution de la matière. — Quand on étudie l'bistoire de la pbysiquo, il est un fait qu'on ne saurait méconnaître : à mesure que les notions sur la constitution de la matière ont acquis plus de certitude, elles ont constamment marebé vers la simplification. Autrefois la lumière et la cbaleur étaient attribuées ebacune à une matière impondérable particulière; on se représentait la substance lumineuse comme formée do particules subtiles qui se mouvraient en ligne droite dans le sens de la propagation de la lumière : [tel était le système de Vémission]. La substance calorifique, [désignée sous le nom de calorique,] était censée former un milieu continu qui s'accumulerait en quantité plus ou moins grande dans l'intérieur des corps. On regardait de même, le magnétisme comme dû à un fluide impondérable différent du fluide électrique. Depuis lors, il a été démontré que la lumière et la cbaleur ne sont pas des substances, mais que ce sont des mouvements, et il n'y a aucun fait qui permette d'attribuer les mouvements lumineux et calorifiques h deux substrata différents , tandis qu'il y a beaucoup de raisons qui militent en faveur do l'identité de la matière dont les mouvements donnent naissance h la lumière et à la cbaleur; en outre, les pbénomènes magnétiques ont pu être rapportés aux phénomènes électriques. En présence de pareils résidtats, on est fortement tenté do n'admettre, à côté de la matière pondérable, qu'une seule espèce de matière impondérable, et de ramener aussi les pbénomènes électriques' à des mouvements de ce fluide unique; il n'y aurait ainsi dans l'univers quo deux matières, lesquelles correspondraient aux doux seuls genres do force qu'on puisse imaginer, la force d'attraction et celle de répulsion.

[Pour compléter ces idées sur la constitution de la matière et sur les forces qui la sollicitent, il nous reste une dernière remarque h faire : quand on parle de forces attractives e< répulsives, on exprime simplement le fait du déplacement relatif des Corps, déplacement qui, selon le sens de sa direction, a pour effet de rapprocher ou d'éloigner deux corps l'un de l'autre ; ces corps semblent ainsi s'attirer ou se repousser. Mais il ne saurait être question de regarder cette attraction ou cette, répulsion comme le résultat de forces secrètes inhérentes à la matière elle-même; car, on l'a vu, la matière ■ est inerte et ne peut pas se mettre spontanément en mouvement.

" fa'* 11111 pure fiction géométrique, dit M. fiaigey, quand on suppose que deux

<• molécules agissent l'une sur l'autre h distance. En réalité* , nous ne connaissons que « des actions qui ont lieu au contact par la communication dii mouvemertt. Entre « les molécules se trouvent les atomes éthérés ; des uns aux autres les chocs se trans- « mettent ; la matière demeure inerte ot ne fait quo se mouvoir du côté où elle est 1 « poussée.1 »

Ainsi donc la matière n'entre en mouvement que quand elle est poussée, et ne perd son mouvement qu'en le communiquant; la cause d'un mouvement, c'est un autre mouvement ; telle est la manièro dont nous concevons la notion de la force.

Les atomes de la matière impondérable, comme ceux de la matière pondérable, sont dans un état de mouvement continuel; il en résulte des chocs qui se transmettent de molécule à molécule et qui propagent ainsi le mouvement dans un sens ou dans l'autre.

La ehaleur, la lumière, l'électricité, le magnétisme, la gravité, la cohésion, l'affinité chimique, en un mot toutes les forces attractives ou répulsives se résolvent pour nous dans l'idée de mouvement. A l'occasion de la pesanteur (cf. liv. LT, § 44), nous montrerons comment la gravité peut s'expliquer dans cette nouvelle manière d'envisager les forces naturelles.]

Quelque bien fondée que soit, au point de vue philosophique, cette conception relative à l'essence de la matière, toutes les tentatives faites jusqu'à présent pour l'introduire dans le domaine de la physique ont été prématurées.

15. États de la matière. — La matière se présente sous différents états , qu'on appelle états d'agrégation , parce qu'on les attribue à la manière dont les particules élémentaires , atomes pondérables et impondérables , sont agrégées entre elles pour former les corps. Tout corps est un agrégat d'atomes ; les différences capitales qui distinguent les corps , au point de vue de leur état physique, doivent donc dépendre des positions des atomes [ou plutôt des molécules,] les uns par rapport aux autres, et de leurs mouvements relatifs.

Le caractère essentiel de l'état solide consiste en ce que la matière qui se trouve à cet état, constitue un tout cohérent, possédant une forme déterminée et indépendante de celle de l'espace dans lequel on renferme le corps. Il faut employer une force assez considérable, en général, pour modifier notablement la forme d'un solide ; il faut une force bien plus grande encore pour vaincre la cohésion d'un pareil corps; nous conclurons de là que les atomespondérables des corps solides exercent les uns sur les autres une force d'at-v traction qui l'emporte sur la répulsion mutuelle des atomes éthérés. [Il importe toutefois de remarquer que cette prédominance de la force attractive sur la répulsive n'a réellement lieu que quand une force étrangère tend à augmenter Pécartement des molécules matérielles; lorsqu'au contraire celles-ci sont sollicitées à se rapprocher les unes des autres , la force répulsive l'emporte suri la force attractive et résiste au rapprochement ; aussi longtemps que le corpsn'est soumis à l'action d'aucune force étrangère, il y a équilibre entre la force' attractive et la force répulsive ; s'il n'en était pas ainsi , et si les forces attractives l'emportaient toujours, un corps solide diminuerait indéfiniment de volume.]

Les molécules des corps à l'état liquide peuvent se déplacer les unes par

[l E. SAIOEY, La physique moderne, p. 142, Paris 18G7. — Nous renvoyons à cet opuscule le lecteur dési-l roux d'approfondir davant.igo les idées qui viennent d'ôtro indiquées sur la constitution de la matière et surJ l'unité dos forces physiques. On trouvera co même sujet traité avec plus de développements dans l'ouvrage» suivant : Secciii, L'unité des forces physiques, édition orignale française traduite de l'italien par le doc ton J DELESCITAMPS, Paris 1869.]

rapport aux autres comme on veut, ù condition toutefois que la distance mutuelle de deux molécules voisines reste constante. lien résulte que tout liquide prend la forme du vase dans lequel il est contenu, mais sans changer de volume, à moins qu'il ne soit soumis de tous côtés à une pression très-considérable. Nous devons en conclure que les forces attractive et répulsive, qui s'exercent entre les molécules d'un liquide, se font à peu près équilibre [quelles que soient les positions relatives de ces molécules].

A l'état gazeux, les corps ont une tendance à augmenter indéfiniment de volume, et ils occupent toujours tout l'espace qui est mis à leur disposition. Aussi attribue-t-on aux gaz une force expansive, par opposition à la force de cohésion que possèdent les solides. L'état gazeux doit évidemment avoir pour cause l'action prépondérante des forces répulsives moléculaires.

16. Changements d'état. — Le même corps peut exister sous les trois états, solide, liquide et gazeux. Par l'action de la chaleur, les solides passent à l'état liquide, en éprouvant une augmentation de volume, et les liquides à leur tour se transforment en gaz, en prenant un volume encore plus considérable. Il est permis d'en conclure que l'écartement des atomes pondérables est le plus petit dans les solides; le plus grand dans les gaz. On peut dès lors expliquer facilement les différents états d'agrégation au moyen de la théorie atomistique : les forces attractives des atomes pondérables varient en sens inverse de la distance; par conséquent, lorsque par suite du changement de volume d'un corps ses molécules s'écartent, il arrive un moment où leur attraction mutuelle est excessivement faible ; suffisante encore pour tenir les molécules réunies , elle n'est plus assez puissante pour en empêcher la séparation sous l'influence d'une force étrangère très-minime , telle que le propre poids des molécules ; le corps solide est devenu liquide. Le volume continue-t-il à augmenter, il arrive un moment où la répulsion réciproque des particules élhérées qui entourent les atomes pondérables l'emporte sur les forces attractives ; le corps a alors acquis une force expansive; il a passé à l'état gazeux.

Un petit nombre de corps font exception à la règle que nous venons de formuler comme présidant au changement de volume qui accompagne le changement d'état : on sait notamment que l'eau , en se congelant , augmente de volume ; mais cette exception n'est qu'apparente. La glace est, en effet, un corps cristallisé dans lequel les distances mutuelles des molécules ne sont pas les mêmes dans toutes les directions; or, il suffit qu'un rapprochement des molécules ail lieu dans une seule direction pour que l'état solide soit constitué, tandis que le volume du corps dépend de la distance des molécules en tout sens. Quant à la raison pour laquelle une variation de température apporte un changement dans l'écartement des molécules et dans l'état de leur agrégation, nous en parlerons lorsque nous étudierons la chaleur.