Edgar Saveney

“ Partout autour de nous dans les usages de la vie nous voyons une certaine quantité de chaleur disparaître en même temps qu’un certain travail est produit, et le résultat inverse nous est également connu par les faits les plus familiers. Si simple que nous paraisse cette notion, maintenant qu’elle nous est acquise et qu’elle est entrée dans nos idées courantes, elle est, sans contredit, la principale conquête de la physique moderne. ”

“ Quant à l’affinité chimique, nous pouvons n’en dire ici qu’un mot, car son action sous beaucoup de rapports est comparable à celle de la cohésion, et elle n’est pas non plus sans analogie avec celle de la gravité. Lorsque dans certaines conditions des molécules d’oxygène et de carbone se trouvent en présence, elles se précipitent les unes sur les autres comme font des corps graves, et quand elles se sont combinées pour former de l’oxyde de carbone ou de l’acide carbonique, l’état stable où elles sont entrées peut être comparé à celui des corps planétaires qui roulent les uns autour des autres. ”

“ Qu’est-ce qu’une force dans le langage de la physique ou de la mécanique ? C’est une cause de mouvement ; mais qu’est-ce à dire et que nous veut cette notion de force ? La cause d’un mouvement, c’est un autre mouvement. Nous nous passerons donc, s’il est possible, de cette notion de force, ou plutôt, car il faut bien pour se faire comprendre employer les mots usuels, nous entendrons par force ce qui fait qu’un mouvement donne lieu à un autre mouvement. ”

“ Ce que nous détruisons par un mouvement devait être un mouvement. La cohésion, disons-nous, provient d’un mouvement relatif. Ne la voyons-nous pas en certains cas résulter simplement d’une vitesse commune imprimée à des molécules voisines ? Quand une veine liquide par exemple s’échappe d’un orifice sous une forte pression, n’affecte-t-elle pas une forme solide et n’a-t-elle pas une sorte de cohésion qui résulte de ce que les molécules d’une même tranche cheminent parallèlement d’un pas égal ? On ne prendra pas l’exemple familier que nous citons pour une démonstration des faits. ”

“ Si nous abordons maintenant un autre ordre de faits, si nous considérons un autre groupe de forces, la cohésion qui maintient les corps soit à l’état solide soit a l’état liquide, l’affinité chimique qui rapproche les molécules d’espèces différentes, la gravité enfin en vertu de laquelle les corps tendent à se mouvoir les uns vers les autres, la théorie nouvelle nous montre encore pu nous fait entrevoir comment le jeu de toutes ces forces se réduit à des communications de mouvement. ”

“ On comprend, sans que nous ayons besoin d’insister sur ce point, l’importance que l’étude des interférences prend dans la physique nouvelle. L’intérêt qui s’y attache ne reste pas confiné dans les limites de l’optique, il s’étend à toutes les branches de la science. Partout où il y a un mouvement vibratoire, on doit s’attendre, à rencontrer des phénomènes d’interférence. L’acoustique par exemple a les siens, qui sont faciles à mettre en évidence. ”

“ C’est affaire aux métaphysiciens de bien prendre leurs renseignemens. Maintenant est-ce une hypothèse véritablement nouvelle que celle qui nous présente le monde physique comme composé d’atomes uniformes et de mouvemens divers ? A proprement parler, il n’y a plus guère d’idées qui puissent se produire comme tout- à fait neuves. Si l’on s’en tient aux définitions et à la surface des choses, on pourra retrouver la théorie de l’unité des forces physiques dans l’antiquité la plus reculée. ”

“ L’unité des forces physiques, telle est la formule générale sous laquelle on a coutume d’embrasser l’ensemble des considérations dont nous essaierons de donner un rapide aperçu. Dans l’ordre d’idées où nous entrons, toutes les forces de la nature se ramènent au même principe et se transforment l’une dans l’autre suivant des règles fixes, qui ne sont autres que les lois mêmes de la mécanique. Voilà, sous une forme grossière, l’énoncé général de la théorie nouvelle ; mais cet énoncé n’est accepté par les divers physiciens qu’avec des restrictions diverses ”

“ Si on l’admet dans toute sa rigueur, les phénomènes naturels se présentent sous un aspect si simple que l’esprit en est émerveillé et comme effrayé. Le monde physique est composé d’atomes d’une seule espèce. En vertu du mouvement qu’ils ont reçu et qu’ils se communiquent les uns aux autres, ces atomes se groupent et s’enlacent de manière à former les molécules simples, les molécules composées, les corps gazeux, liquides ou solides. ”

“ La forme conique prouve un mouvement qui se propage latéralement au rayon lumineux. — Newton retournait l’argument. Si la lumière est un mouvement, disait-il, elle ne devrait pas rester confinée dans un cône étroit ; elle devrait se répandre dans tous les sens et se disperser circulairement autour de chaque point d’ébranlement. — Sans doute, répondait Huyghens, en chaque point du rayon lumineux, des ondulations sphériques partent latéralement à ce rayon et se répandent dans tout l’espace environnant ”

“ En général, quand un corps tournant vient choquer un obstacle, il ne peut pas perdre à la fois ses deux mouvemens ? tout au plus le peut-il dans quelques cas théoriques dont nous n’avons pas à tenir compte. Si le choc passe par le centre de gravité du corps, il pourra arrêter la translation, mais non la rotation ; s’il est excentrique, il pourra arrêter la rotation, mais non la translation. Les deux mouvemens se transformeront d’ailleurs partiellement l’un dans l’autre, de manière à produire les phénomènes les plus variés. ”

“ Si maintenant, sortant de ces considérations abstraites pour entrer dans le domaine des faits, nous demandons ce que sont les phénomènes physiques qui frappent habituellement nos sens, la chaleur, la lumière, l’électricité, le magnétisme, on nous démontre, que la chaleur est un certain mode de mouvement, que la lumière en est un autre, on nous fait entrevoir qu’il en est de même de l’électricité et du magnétisme. ”

“ La vibration sonore a lieu dans le sens de la propagation du son ; chaque molécule de l’air ébranlé exécute un mouvement de va-et-vient le long de la ligne même suivant laquelle le son se propage. Au contraire la vibration lumineuse a lieu perpendiculairement au rayon de lumière. Les dissemblances et les analogies que l’étude a révélées entre les mouvemens sonores et les mouvemens lumineux nous donnent dès l’abord un premier aperçu des problèmes que rencontre la physique nouvelle et des méthodes qu’elle peut employer pour les résoudre. ”

“ Pourquoi ne se comporte-t-il plus comme un rayon ordinaire ? La vibration transversale va nous en donner la raison. Avant que le faisceau lumineux ne tombe sur la première lame, les ondes se propagent autour de lui transversalement dans tous les sens ; elles divergent autour de cet axe comme les rayons d’une roue partent du moyeu. Au moment de l’incidence sur le miroir, le verre absorbe une portion des ondes et réfléchit les autres. ”

“ Quelle que soit la forme sous laquelle on conçoive l’état intérieur d’une molécule ordinaire, qu’on la regarde comme une substance primordiale ou qu’on y voie une réunion d’atomes éthérés agrégés suivant des lois quelconques, il faut admettre que cette molécule a une masse beaucoup plus grande que chacun des atomes de l’éther. Cela posé, si deux molécules sont en présence l’une de l’autre, choquées l’une et l’autre de toutes parts à l’éther environnant, de cette situation même naîtra une tendance au rapprochement qui est connu sous le nom d’attraction ou de gravité. ”

“ On entend par travail le déplacement d’une masse : or la chaleur, on n’en doute plus maintenant, est un mouvement moléculaire, un déplacement de molécules ; n’est-il pas naturel dès lors que ces deux phénomènes se substituent l’un à l’autre suivant un rapport fixe, qu’entre ces deux espèces de mouvement il y ait une transformation facile, régie par les lois ordinaires de la mécanique ? ”

“ On posait à Newton des questions auxquelles son hypothèse ne répondait pas : « où va la lumière quand elle s’éteint ? où vont les corpuscules qu’émettent sans cesse les sources lumineuses ? »
Descartes avait émis l’idée qu’une matière subtile remplit les espaces planétaires. On s’empara de cette conjecture à l’aide de laquelle il avait vainement essayé d’expliquer les phénomènes astronomiques ; on l’appliqua à la lumière. Malebranche fut des premiers à soupçonner que la lumière est produite par les ondulations d’un éther, et que les différences des longueurs d’ondes constituent les couleurs. ”

“ Le son et la lumière d’une part, la chaleur de l’autre, voilà deux sujets d’étude encore incomplètement explorés ; mais ces deux études se complètent l’une l’autre, et, dès qu’on les rapproche, on voit s’éclairer vivement cette notion en vertu de laquelle la nature ne nous présente plus que des mouvemens transformables les uns dans les autres. ”

“ L’acoustique nous apprend que le son est un mouvement vibratoire soit de l’air, soit de l’eau, soit d’un autre milieu matériel analogue. En examinant les phénomènes optiques, nous allons voir apparaître l’éther comme agent de la vibration lumineuse, et cette conception de l’éther deviendra bientôt pour nous comme le lien de toutes les idées qui se rattachent à l’unité des forces physiques. ”

“ A vrai dire, l’inconvénient que nous signalons ici n’est pas nouveau, et ces difficultés de langage sont bien connues dans la physique. Comme dans chacune des parties de cette science on a fait successivement des hypothèses différentes pour grouper et coordonner les phénomènes, les physiciens ont appris dans une certaine mesure à se soustraire à l’empire des mots, à faire abstraction des idées qu’en réveille la signification commune ; ils savent voir les faits sous l’image conventionnelle que les mots en donnent. ”

“ Eh ! non ; de même qu’il n’y a qu’un code pour les mouvemens, il ne peut y avoir qu’une seule essence pour la matière, et les molécules de matière ordinaire doivent nous apparaître comme des agrégats d’atomes éthérés. C’est sous cette forme que nous nous représenterons les molécules élémentaires des corps simples, du fer, du plomb, de l’oxygène, du carbone. Les molécules de ces corps ne diffèrent pas dans leur substance, mais diffèrent seulement dans l’arrangement intérieur des atomes éthérés qui les composent. ”

“ Nous adopterons d’ailleurs, dans notre excursion à travers les phénomènes naturels, le même ordre que nous avons suivi dans l’exposé sommaire du système ; nous parlerons d’abord de ce qui touche à la lumière, à la chaleur, à l’électricité ; nous en viendrons ensuite à cet autre groupe d’actions, l’affinité chimique, la cohésion, la gravité, dont les préjugés courans placent plus particulièrement le principe au sein même des molécules.
La chaleur ! l’électricité ! la cohésion ! la gravitation ! disons-nous. ”

“ L’impénétrabilité d’abord : c’est en quelque sorte une question de définition, une portion de matière étant ce qui occupe, à l’exclusion de toute autre, une partie de l’espace ; l’inertie ensuite, c’est là le résultat principal de l’expérience humaine et le fondement même de la mécanique : la matière n’entre en mouvement que quand elle est poussée, et ne perd son mouvement qu’en le communiquant. Du mouvement nous pouvons donc dire ce que nous disions à l’instant de la matière, il ne s’en crée pas, il ne s’en détruit pas ”

“ L’atome et le mouvement, voilà l’univers ! Sur cette base, le mathématicien pourra établir ses calculs. En appliquant ses équations à un milieu composé d’atomes uniformes, en cherchant tous les mouvemens qui peuvent se produire et toutes les combinaisons qui peuvent naître de ces mouvemens, il retrouvera les phénomènes connus de la physique, les lois de la circulation planétaire, celles de la propagation du son, celles des ondulations lumineuses. ”

“ L’école éléate, dans la Grande-Grèce, chercha encore ailleurs le principe universel. « Rien ne provient de rien, et rien ne peut changer, disait Xénophane, tout est de la même nature ; » cependant il demandait, pour expliquer la multiplicité des choses variables, deux élémens, l’eau et la terre. Vers l’an 500, Héraclite adopta le feu pour principe unique et pour agent universel. « Le monde n’est l’ouvrage ni des dieux, ni des hommes ; c’est un feu toujours vivant, s’allumant et s’éteignant suivant un certain ordre. » ”

“ Qu’on projette sur un écran le spectre d’un corps solide fortement chauffé. Tant que le corps reste seulement incandescent, tant que ses molécules ne sont pas dégagées des liens de la cohésion, le spectre demeure continu ; on n’y aperçoit ni raies obscures ni raies brillantes ; les ondes de toutes les couleurs et de toutes les nuances intermédiaires se produisent à la fois. Si on chauffe plus fort, le corps va dépasser l’incandescence, il y a entrer en combustion ; alors les molécules deviennent libres, pendant un instant au moins. ”

“ Les atomes éthérés sont impénétrables au premier chef, ils le sont par définition. Ils sont inertes aussi ; ils ont reçu les mouvemens dont ils sont animés, et ils ne les perdent qu’en les communiquant. Rien ne distingue donc l’éther de la matière, et quand nous le présentions dans les lignes, qui précèdent comme éveillant l’idée d’un milieu pour ainsi dire immatériel, nous faisions, on le comprend, une pure concession à certaines habitudes de langage. Notre éther est matériel, tout comme l’oxygène. ”