Edgar Saveney

“ Descartes était parti de ce principe, que tout dans l’univers doit être expliqué par le mouvement, et ce n’est pas nous qui lui en ferons un reproche ; c’est à ce point de vue même que se place la science contemporaine, et la plupart de nos physiciens, qu’ils le veuillent ou non, se trouvent cartésiens à cet égard. Seulement, le principe posé. Descartes, sans faits, sans observations, sans expériences, sans aucune preuve, par une pure conception de son esprit, avait créé un système du monde : le monde était plein de matière, absolument plein, sans aucun vide ”

“ Commençons par rappeler en peu de mots l’hypothèse de Laplace. Notre système planétaire n’aurait été d’abord qu’une nébuleuse dont les limites se seraient étendues bien au-delà des orbites actuelles de nos planètes, et qui se serait successivement condensée à travers les âges. Le noyau solaire qui s’y forme n’est qu’une masse gazeuse animée d’un mouvement de rotation qu’elle partage avec une immense atmosphère. Par le refroidissement général du système, cette atmosphère abandonne successivement, dans le plan de son équateur, des zones lenticulaires d’où naissent les planètes. ”

“ L’idée du mouvement ne va pas en effet sans une certaine idée de forme ; la géométrie détermine les courbes et les surfaces idéales où se produisent et se limitent les mouvemens. La physique nouvelle rapporte au mouvement la structure et les propriétés des molécules ; elle tire cette conclusion de l’ensemble des lois qu’elle a trouvées ; elle s’y croit autorisée par ce qu’elle sait de plusieurs grands phénomènes naturels, par ce qu’elle a appris de la lumière, de la chaleur, de l’électricité, par les inductions auxquelles elle s’est élevée sur la nature de l’attraction universelle ”

“ La théorie mécanique de la chaleur se vérifie donc dans le moteur humain comme dans tous les autres. L’homme qui, dans les expériences de M. Hirn, a donné les meilleurs résultats dynamiques rendait en travail 12 pour 100 de la chaleur produite ; c’est à peu près le rendement de nos machines les plus parfaites. Si l’on poursuit ce parallèle en comparant le poids du moteur à la force qu’il développe, on trouve encore une sorte d’égalité entre l’homme et nos machines ; mais la nature vivante nous offre à cet égard une classe d’êtres tout à fait privilégiés : ce sont les oiseaux. ”

“ Un travail les produit, et ils produisent un travail. Ils naissent du mouvement et ils se résolvent en mouvement. L’esprit public s’accoutume, — il nous le semble du moins, — à considérer sous ce point de vue les effets de lumière, de chaleur, d’électricité ; mais la question est moins avancée en ce qui concerne ces forces attractives, la gravité, la cohésion, l’affinité, qui paraissent résider dans les profondeurs de la matière. ”

“ Eh quoi ! la matière va donc çà et là sortir du repos, et de nouveaux mouvemens vont naître au gré de ces forces ? Ce n’est pas précisément ce qu’entend M. Hirn ; il sait trop bien qu’il serait en contradiction avec les faits. Voici la théorie qu’il imagine. Pour lui, chaque force est répandue partout : au moment même où l’intensité de l’une d’elles augmente de manière à produire un mouvement, l’intensité d’une autre force diminue dans une proportion correspondante. Or cette diminution d’intensité dans la seconde force correspond elle-même à une diminution de mouvement dans la matière. ”

“ Ce système, qui ne saurait être jusqu’à présent qu’une ébauche, consiste à ramener les divers groupes de phénomènes à des mouvemens transformables les uns dans les autres et à éliminer les forces inexpliquées et incompréhensibles admises par l’ancienne physique, les mystérieuses entités auxquelles se rattachaient d’après elle les différens ordres de faits que la science embrasse. L’atome et le mouvement, voilà tout l’univers dans le système que nous avons entrepris d’esquisser. ”

“ Si cela est vrai de ces corps comparés entre eux, cela est vrai aussi des mêmes corps comparés à l’éther. Entre eux et l’éther, où trouverait-on une différence qui portât sur la qualité matérielle ? Toute molécule élémentaire nous apparaît ainsi comme formée d’atomes éthérés. La chaleur désorganise les corps, elle arrive à séparer l’hydrogène et l’oxygène qui forment la vapeur d’eau ; un dernier pas serait à faire : en surchauffant ces molécules mêmes, on arriverait sans doute à les faire éclater et on les résoudrait en atomes éthérés, soit directement, soit par degrés successifs. ”

“ En remontant de l’action musculaire à l’action nerveuse proprement dite et au jeu de la volonté, nous avons atteint la limite où les phénomènes physiques font place aux phénomènes moraux, et nous n’avons point à la franchir. Dans les termes où nous sommes resté, on a pu voir comment se vérifient chez les êtres vivans les principes auxquels nous avons été conduit par l’étude du monde inorganique. Notre conception de l’univers physique eût été trop incomplète, s’il nous avait fallu en retrancher tout ce qui touche à la vie. ”

“ Qu’est-ce donc que grouper dans une hypothèse toutes nos idées sur la nature ? C’est nous donner le moyen d’éclairer nos connaissances les unes par les autres, d’établir entre les faits des rapprochemens féconds et de faire ainsi jaillir des sources de découvertes. Ce qui importe, à proprement parler, dans une semblable hypothèse, ce n’est pas le tableau qu’elle donne de la nature, c’est la méthode qu’elle trace au physicien. ”

“ Au point de vue pratique, nous nous contentons de dire que la chaleur, la lumière, l’électricité, la gravité, l’affinité, se transforment les unes dans les autres suivant des rapports déterminés d’équivalence, et nous leur assignons une commune mesure, celle du travail mécanique.
Restés ainsi en dehors des phénomènes, nous n’avons qu’une notion vague des circonstances qui accompagnent et déterminent les transformations. Il y a sans doute des mouvemens que nous ne savons nommer d’aucun nom, et que nous ne sommes pas aptes à percevoir, bien qu’ils jouent leur rôle dans la nature. ”

“ La tradition rapporte que Newton, retiré à la campagne pendant l’année 1666, vit une pomme tomber d’un arbre ; dirigeant alors sa pensée vers le système du monde, il conçut l’idée que cette force qui attirait les corps vers la surface du sol était celle qui faisait tourner la lune autour de la terre et les planètes autour du soleil. Les lois de Kepler lui fournirent d’admirables données dont il tira les conséquences analytiques. De la loi des aires proportionnelles aux temps, il conclut que chaque planète est soumise à une attraction constamment dirigée vers le soleil. ”

“ Nous concevons dans l’univers une quantité immuable d’atomes matériels animés de vitesse et qui se groupent en systèmes pour former des molécules et des corps. Chacun de ces atomes et de ces systèmes, en raison de sa masse et de sa vitesse, possède ce que nous avons appelé jusqu’ici une force vive, ce que nous pourrons, — si nous voulons éviter ce terme ambigu, — appeler une énergie, sans gagner beaucoup au change. ”

“ Si au contraire des molécules d’espèce différente se trouvent en présence, il y a variété dans les atmosphères ; celles-ci peuvent se fondre l’une dans l’autre et modifier ainsi la position de leurs molécules respectives. Ainsi nous apparaît le principe de l’affinité chimique. Plus les atmosphères seront inégales, plus il y aura de chance pour que l’équilibre en soit rompu, et plus l’action chimique aura d’énergie. Elles peuvent différer d’ailleurs non-seulement dans leurs volumes, mais aussi dans leurs vitesses, et elles offrent ainsi plusieurs élémens de variation. ”

“ L’oiseau est un foyer de combustion d’une extrême activité ; tout son corps n’est pour ainsi dire qu’un poumon ; l’air, puissamment appelé par le jeu même des ailes, vient en abondance vivifier le sang que le cœur lance avec une vigueur prodigieuse à travers les organes. Le torrent de la circulation fournit ainsi aux muscles d’énormes provisions de chaleur qu’ils peuvent convertir en travail. On a pu constater que l’oiseau consomme à l’état de repos une grande quantité d’oxygène ”

“ L’hétérogénéité apparente serait moins alors dans la nature même de l’agent physique que dans les fonctions de l’instrument physiologique qui forme les sensations, de sorte qu’en transportant par une fausse attribution les dissemblances de l’effet à la cause, on aurait en réalité classé les phénomènes médiateurs par lesquels nous avons conscience des modifications de la matière plutôt que l’essence même de ces modifications... Tous les phénomènes physiques, quelle que soit leur nature, semblent n’être au fond que des manifestations d’un seul et même agent primordial... ”

“ Ainsi le nerf excite le muscle. Est-ce à dire que le nerf ait lui-même toute la force vive qui va se développer dans le muscle ? Eh non ! puisque le muscle prend directement cette force dans l’oxydation de ses tissus. Le nerf ne fait que susciter l’action chimique, il n’opère en quelque sorte que le déclanchement d’un mécanisme. C’est ainsi qu’une étincelle produit l’explosion d’un mélange gazeux ; c’est ainsi qu’une allumette détermine la combustion d’un foyer ”

“ En voyant comment l’esprit humain s’est élevé à une loi si haute, il nous semblera qu’il peut monter encore, et que, pour avoir expliqué tant de choses, la gravité n’est pas inexplicable.
L’astronomie moderne commence au livre des Révolutions célestes, que Copernic publia en 1543. Copernic, renversant la doctrine de Ptolémée, plaçait le soleil au centre du monde ; il faisait tourner autour de cet astre les six planètes alors connues, Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne, et il les animait elles-mêmes d’un mouvement de rotation sur leurs axes. ”

“ Or les masses et les vitesses forment deux séries d’élémens qu’il est également nécessaire de connaître pour apprécier les forces vives dont les molécules sont animées et les divers effets qu’elles peuvent ainsi produire. On ne peut s’empêcher pourtant de remarquer les immenses progrès que la chimie a faits par la seule considération des masses. La loi des proportions définies, la loi des proportions multiples, la notion même de l’équivalence chimique, qui est sortie naturellement de ces deux lois fondamentales, sont indépendantes de toute idée de mouvement. ”

“ Au milieu de la masse éthérée, en l’absence de toute molécule, tout est symétriques par rapport à chaque atome ; l’effet commence, si l’on veut, autour de chacun des atomes ; c’est comme s’il ne commençait autour d’aucun d’eux, et le milieu reste uniformément dense : il faut un centre d’ébranlement pour en rompre l’uniformité. On demandera encore si ce n’est pas une supposition bien arbitraire que de donner aux atomes, et surtout aux molécules, la forme ronde qui semble nécessaire au premier abord pour expliquer la régularité des chocs et la symétrie de leurs effets. ”

“ Au milieu des perturbations de toute sorte que l’observation fait connaître, il y a une quantité qui demeure constante ou qui du moins n’est sujette qu’à de petites variations périodiques ; c’est le grand axe de chaque orbite, dont dépend, suivant la troisième loi de Kepler, la durée de la révolution de chaque planète. Le monde solaire se trouva comme raffermi, et l’on vit qu’il ne fait qu’osciller autour d’un état moyen dont il ne s’écarte jamais que de quantités très petites. ”

“ L’analyse mathématique ramène à deux forces les causes qui produisent le mouvement curviligne des astres ; une force initiale d’impulsion ou vitesse acquise tend à les diriger en ligne droite, tandis que la gravité en infléchit incessamment le cours. C’est cet équilibre dynamique, établi par les astronomes en dehors de toute notion de l’éther, qui a paru compromis dès que les physiciens ont admis l’existence d’un milieu universel ”

“ Ces deux principes, si longtemps ennemis, s’unissent et se confondent dans l’idée générale que nous pouvons maintenant nous faire du système du monde. Cette idée générale se forme dans notre esprit si nous rapprochons dans une vue d’ensemble l’hypothèse de Laplace sur la naissance du système solaire, les conjectures que l’astronomie contemporaine tire de l’aspect des nébuleuses et les données que nous avons développées précédemment sur le rôle d’une substance éthérée. ”

“ Elle agit pendant un temps, plus ou moins brusquement, pour troubler un équilibre ; les corps en présence se saturent l’un de l’autre ; puis un nouvel équilibre succède à cet effet. Ce phénomène peut s’expliquer par l’hypothèse même dont nous venons de nous servir. Entre molécules homogènes, toutes les atmosphères sont semblables, et il n’y a pas de raison déterminante pour que l’une modifie l’autre : la cohésion se produit dans ce cas. ”

“ Un foyer allumé nous donne chaleur et travail. Un rayon de lumière tombant sur une plaque sensible détermine une action électro-motrice qui se traduit en mouvement dans l’aiguille d’un galvanomètre, en chaleur dans une hélice thermométrique. Nous pourrions multiplier à l’infini de pareils exemples, où la lumière, la chaleur, l’électricité, apparaissent comme des phénomènes solidaires, tous réductibles à l’idée de travail mécanique. ”

“ Il importe de faire disparaître des contradictions apparentes qui seraient de nature à laisser dans les esprits une vague défiance contre toute cette théorie. Oui, le travail correspondant à l’ascension consomme de la chaleur, mais en même temps il précipite l’action respiratoire et la circulation. Le volume d’air inspiré s’accroît, et la puissance absorbante des poumons s’élève elle-même dans une proportion souvent considérable. La quantité d’oxygène absorbé, par conséquent la chaleur produite, augmente jusqu’à se quintupler. ”

“ La troisième loi de Kepler, la proportionnalité entre les carrés des temps et les cubes des moyennes distances, permit à Newton de compléter sa théorie et de ramener toutes les attractions à l’unité ; cette loi signifie en effet que toutes les planètes, à masses et à distances égales, seraient également attirées par le soleil. La même égalité de pesanteur existe dans tous les systèmes de satellites, et Newton s’en assura pour la lune ainsi que pour les satellites de Jupiter. ”

“ Notons que, dans le décompte à établir entre l’homme et le milieu ambiant, nous n’avons pas à faire figurer les travaux qui s’accomplissent dans l’intérieur du corps. Le cœur par exemple fonctionne constamment à la manière d’une pompe aspirante et foulante ; il agit sans cesse avec une force qui peut être évaluée à la soixante-quinzième partie d’un cheval-vapeur, et son action représente ainsi l’effet de neuf calories par heure. Bien d’autres mouvemens intérieurs ont lieu, dont la puissance mécanique pourrait être évaluée de la même façon avec plus ou moins d’exactitude ”

“ Faisons remarquer ici que cette hypothèse explique pourquoi la forme liquide et la forme solide naissent tout à coup, à un moment donné, quand les molécules ont été ramenées à une distance précise : tant que les atmosphères ne se touchent pas, aucune trace de cohésion ne se manifeste ; dès qu’elles s’abordent, la force naît. On comprend aussi pourquoi les températures de fusion et de solidification sont fixes pour un même corps ; ces effets ont lieu au moment précis où les atmosphères, variables avec la température, ont atteint le diamètre voulu.
Qu’est-ce maintenant que l’affinité ? ”