Physiciste

“ La physique est devenue la physico-chimie, la science de la nature inorganique tout entière, quand on a entrevu la possibilité de tout y expliquer par les lois fondamentales de la mécanique, c’est-à-dire quand on a cru découvrir, comme fait inorganique élémentaire, la réaction égale et contraire à l’action, la conservation de l’énergie, la réduction de toutes les forces en formes du mouvement, l’équivalent mécanique de la chaleur, de l’électricité, de la lumière, etc. ”

“ Dans la physique, tout ce qui se rattache à la même loi dérive de cette formule et procède par le calcul. Les phénomènes de la lumière, ceux de la chaleur et même ceux de l’électricité, du magnétisme et du son, donnent lieu à toute une vaste science qui porte le nom de physique mathématique, science qui marche toujours parallèlement à l’expérience, et qui réduit en formules les lois que l’expérience a constatées. ”

“ Commençons par la plus exacte des sciences naturelles, la physique. Dans la dynamique classique, où nous pouvons inclure aussi bien la mécanique, y compris la théorie de la gravitation, que l’électrodynamique de Lorentz et de Maxwell, la loi de causalité s’exprime par une formule qui, pour l’exactitude et la précision, s’approche dans une certaine mesure du but idéal décrit par nous plus haut. ”

“ LA SCIENCE DE L’ÉNERGIE. Nous venons de voir les difficultés que l’on rencontre quand on veut préciser la notion d’explication mécanique des phénomènes naturels. Quoi qu’il en soit de ces difficultés, le désir impérieux de chercher de telles explications a été pour le développement de la Science un stimulant d’une très grande fécondité ; nous nous en rendrons compte quand nous jetterons un coup d’œil sur les progrès récents de l’Optique et de l’Électricité. ”

“ Mais ceci n'est réalisable que pour une petite partie de la science humaine, avant tout dans les sciences dont la tâche principale est la détermination de grandeurs mesurables; en première ligne les mathématiques, puis l'astronomie, la mécanique, et en somme une grande partie de la physique et de la chimie. ”

“ Mais les théories dont ils font usage, comme les instruments qu’ils emploient, sont du domaine de la Physique ; en acceptant, avec les instruments, les théories sans lesquelles leurs indications seraient dénuées de sens, c’est au physicien que le chimiste et le physiologiste donnent leur confiance, c’est le physicien qu’ils supposent infaillible. ”

“ Il est bien extraordinaire qu’un physicien, partant d’une observation erronée, discutant cette observation avec de continuelles pétitions de principe, et appliquant, comme confirmation de ses idées, les mêmes raisonnements à la construction d’un instrument, ait fini par découvrir, en dépit de tout, le plus merveilleux appareil que la physique possède, par réaliser la plus étonnante conquête faite jusqu’à nos jours sur les forces naturelles qui régissent l’univers. ”

“ Nous verrons plus loin, en parlant des hypothèses de la physique contemporaine, que ce n’est pas seulement la chimie qui a adopté l’atome comme base, mais aussi la physique, et que cette hypothèse géniale a porté autant de fruits dans l’une de ces sciences que dans l’autre, et que c’est même le pont qui les relie l’une à l’autre. ”

“ DE LA MÉCANIQUE Il faut dire quelque chose de la mécanique, que l’on considère communément comme la première application de la géométrie à l’expérience. On oublie en cela que la géométrie et même l’algèbre, comme aussi l’arithmétique, et comme toutes les sciences, sont des sciences de la nature. ”

“ La physique, en perfectionnant les instruments de recherches, permet d'enregistrer avec une précision mathématique les opérations, par lesquelles la vie se manifeste dans ses caractères les plus intimes, et elle rend possible l'étude complète de tous les phénomènes de mécanique, d'électricité, de chaleur animale, d'optique, d'acoustique. ”

“ On ne saurait trop recommander aux professeurs de physique de commencer l'exposition de toutes les grandes théories par un précis historique très fidèle, et, au besoin, par l'exacte reproduction de l'expérience d'où l'inventeur est parti. Ils n'oublieront pas que la physique est une science expérimentale qui tire parti des mathématiques pour coordonner et pour exposer ses découvertes, et non point une science mathématique qui se soumettrait au contrôle de l'expérience. ”

“ Tout autre est le langage du physicien. Supposons que, devant un physicien, on prononce cette phrase : Si l’on fait croître la pression de tant d’atmosphères, on augmente de tant de volts la force électromotrice de telle pile. Il est bien vrai que l’initié, que celui qui connaît les théories de la Physique, peut traduire cet énoncé en faits, peut réaliser l’expérience dont le résultat est ainsi exprimé ; mais, chose remarquable, il peut la réaliser d’une infinité de manières différentes. ”

“ Quand un physicien parle de l'attraction planétaire et de la gravitation, il s'occupe de la nature du phénomène, il le constate, et il en établit les lois d'une façon mathématique par des calculs que chacun peut vérifier. ”

“ Suivez-moi donc, reprit M. Q***, et remarquez d'abord (ce point est important) que non-seulement la physique des anciens avait une tout autre circonscription que la nôtre, mais que, même en ce que ces deux sciences ont de commun, les anciens et les modernes ne jugent ni ne procèdent de la même manière. Pour nous, la physique est, avant tout, la science des phénomènes naturels ; ces phénomènes, bien observés, sont le point de départ de toutes les explications, de toutes les lois imaginées par les physiciens ”

“ Il y a quarante ou cinquante ans, lorsque cette génération de physiciens illustres reconstituait sur de nouvelles bases tout l’édifice de la science, elle y parvenait avec des outils si communs, d’un prix si modique et d’une démonstration si facile, qu’on a le droit de se demander si l’enseignement de la physique ne s’est pas trop soumis à l’empire des constructeurs d’instruments... ”

“ Il voulait qu'ils n'intéressassent que la mécanique. Et le seul motif qu'il eût de le vouloir est que la mécanique, qui est une science mathématique, est plus noble, que la chimie, donc plus digne des étoiles. ”

“ 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. ”

“ Les mathématiques étudient les grandeurs ou les quantités; l'arithmétique, l'unité; la géométrie, rétendue; la mécanique, la force. La notion des corps sert à la physique, qui étudie des propriétés, des lois, des causes. En chimie, outre ces idées, apparaît la conception des atomes et de l'attractian moléculaire, de la cohésion et de l'affinité. Dans les sciences naturelles qui étudient l'organisation et la vie à leurs différents degrés, les idées de genre et d'espèce, de cause finale, d'analogie, jouent un rôle essentiel et continuel. ”

“ Il doit donc être bien entendu que, dans ces cas, qui comprennent toutes les applications de la matière, les propositions établies par la science pure restent subordonnées à la constitution des matériaux, et qu'elles ne se vérifient qu'avec plus ou moins d'approximation dans le inonde réel.
La mécanique rationnelle est la base nécessaire de la mécanique céleste ou astronomie, de la physique mathématique, de la théorie dynamique des machines, de Yhydraulique et de la stabilité des constructions. Les deux premières 1 sciences exigent l'emploi des mathématiques les plus élevées. ”

“ Le physicien, soit qu’il ramène tout à la mécanique, soit que, adoptant un ordre d’idées plus récent, il considère au contraire comme fondamentaux les phénomènes électriques, a implicitement la prétention de nous expliquer la nature à l’aide de sa théorie. ”

“ La physique de nos jours ne mériteroit plus les reproches de ce célèbre Philosophe : cette science repose sur deux bases également solides : d’une part, elle emprunte des principes dans les mathématiques ; de l’autre, elle en puise dans la chimie ; et le physicien existe entre ces deux sciences. ”

“ Au mécanicien habile, au calculateur profond qui, par l'union de la science du mouvement, des forces motrices et de leurs effets, est parvenu à soumettre à l'analyse de sa haute raison, les problèmes les plus ardus, les phénomènes les plus impénétrables! ”

“ Entre ces atomes, ces molécules, ces corps, ont lieu les échanges de mouvement qui constituent pour nous la chaleur, la lumière, l’électricité. la gravité, l’affinité chimique. Ces échanges dépendent des masses et des vitesses qui sont en jeu. La conception de l’univers physique est tout entière dans ces données. Jusqu’ici nous ne savons atteindre qu’un très petit nombre des faits que cette formule renferme, parce que nous ne connaissons la plupart du temps ni les valeurs absolues, ni les valeurs relatives des masses et des vitesses qui règlent la communication des mouvemens. ”

“ Il est impossible par des expériences mécaniques à des observateurs situés dans un système en mouvement par rapport à un autre système, de déceler ce mouvement s’il est uniforme et rectiligne.
V. — Les réalités de la physique indépendantes du système d’axes fictifs auxquels le physicien les rapporte. Traduction mathématique. De même que nous sommes passés de la géométrie à la mécanique, étendons encore le champ de notre activité et passons de la mécanique à la physique. ”

“ De l’explication mécanique des phénomènes physiques. — Dans tout phénomène physique, il y a un certain nombre de paramètres que l’expérience atteint directement et qu’elle permet de mesurer. Je les appellerai les paramètres q.
L’observation nous fait connaître ensuite les lois des variations de ces paramètres et ces lois peuvent généralement se mettre sous la forme d’équations différentielles qui lient entre eux les paramètres q et le temps. ”

“ Cette analyse décompose successivement tous les phénomènes complexes en des phénomènes de plus en plus simples jusqu’à leur réduction à deux seules conditions élémentaires, si c’est possible. En effet, la science expérimentale ne considère dans un phénomène que les seules conditions définies qui sont nécessaires à sa production. Le physicien cherche à se représenter ces conditions en quelque sorte idéalement dans la mécanique et dans la physique mathématique. ”

“ Donc, il est bon d'étudier séparément les effets qu'une attraction en raison inverse d'une puissance n de la distance peut produire dans les phénomènes moléculaires, et de les comparer aux résultats de l'expérience; en un mot, la marche qui a conduit Newton à la
découverte des lois de la gravitation universelle est applicable à l'étude des phénomènes moléculaires, et ne peut qu'y jeter une lumière précieuse, en faisant connaître comment se comportent mathématiquement les lois de l'attraction à ces très-petites distances. ”

“ Ce qu'il y a de réellement nouveau et de réellement utile à la science, c'est d'avoir réuni en un corps spécial de doctrines des théories éparses dans les ouvrages des géomètres, théories qui s'isolent très-nettement des recherches de mécanique proprement dite, et qui familiarisent l'esprit avec les phénomènes du mouvement. ”

“ Par exemple, un professeur qui a posé l’ensemble des hypothèses sur lesquelles reposent la Mécanique générale et la Mécanique céleste, qui en a déduit un certain nombre de chapitres de ces deux sciences, n’attendra pas d’avoir traité la Thermodynamique, l’Optique, la théorie de l’électricité et du magnétisme, pour comparer ses théorèmes à diverses lois expérimentales. ”

“ Si cela est vrai des lignes droites, cela est vrai à plus forte raison des lignes courbes, des surfaces, des volumes, et à plus forte raison encore des vitesses, des forces, etc. Comment toutes ces quantités peuvent-elles être mesurées ? C’est là le problème qui rend nécessaire les mathématiques.
Les mathématiques, dans leur essence même, ont donc pour objet de ramener les grandeurs non immédiatement mesurables à des grandeurs immédiatement mesurables. C’est par là qu’elles sont une science. ”

“ Comme le contenu d’une expérience est d’autant plus riche que les mesures qui en sont à la base sont plus exactes, il s’ensuit que le progrès de la connaissance en physique est lié de la façon la plus étroite aux degrés de perfection des instruments et de la technique des mesures. ”

“ La mécanique dont nous venons de parler est la mécanique pure, considérée en elle-même. Si nous appliquons maintenant cette science à la physique, la justesse des observations qui précèdent apparaîtra plus nettement encore.
En effet, pour expliquer mécaniquement les phénomènes physiques, on admet qu’ils sont liés aux mouvements de molécules que nous ne voyons pas. ”

“ La physique proprement dite y était plus particulièrement cultivée, et c’est à cette époque que furent inventés presque tous les appareils classiques employés encore aujourd’hui. La physique expérimentale est une science de gens du monde. On ne se salit pas les mains en la cultivant, on manie de jolis instrumens, il y a de l’éclat et des surprises dans les spectacles qu’elle donne. ”

“ N'est-ce pas en cherchant dans toutes choses un élément mathématiquement mesurable, en supposant qu'il y a partout de la figure et du mouvement, que l'on a renouvelé la physique et créé notamment la théorie mécanique de la chaleur et de la lumière ? ”

“ Ce dernier me donna la physique pour une science déjà parvenue à un haut degré de développement et presque arrivée à complète maturité. Le principe de la conservation de l’énergie en ayant été en quelque sorte le couronnement, la physique ne pouvait tarder à recevoir sa forme définitive. ”