Physique expérimentale

“ C’est Newton et la découverte de la loi de gravitation qui ont produit cette révolution. À la troisième et à la quatrième science appartient la méthode expérimentale dans sa perfection. Les corps inorganiques sont tels qu’on peut y porter une modification sans qu’il arrive ce qui arrive aux corps organisés, à savoir, une participation du tout à la modification faite dans une partie. Aussi la physique et la chimie ont-elles dû à l’expérimentation les magnifiques résultats qui les glorifient. ”

“ 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. ”

“ Par exemple, suivant Ampère, dans la physique générale élémentaire, première partie de la physique générale, il y a la physique expérimentale, qui s’arrête aux faits observés, et la chimie, qui scrute les faits cachés ”

“ Certes la méthode expérimentale qui a déjà donné de si brillans résultats n’est pas près de périr, et c’est toujours au vernier du physicien, à la balance du chimiste, au scalpel du médecin, au télescope de l’astronome, que nous demanderons des renseignemens certains sur la nature. ”

“ Aussi les savants , au lieu de s' obstiner à ramener toutes les sciences de la Nature à une même classe , et toutes les méthodes à un type unique , n' ont-ils pas hésité à reconnaître , au sein des sciences cosmologiques , deux ordres essentiellement distincts de connaissances : 1° les sciences d' observation , d' expérience et d' induction , telles que la météorologie , l' astronomie et la physique expérimentale , la chimie , l' histoire naturelle , ainsi que toutes les sciences d' application ”

“ Tout en occupant consciencieusement une chaire de physique, il a mené de front, et presqu'avec le même succès, cinq ou six spécialités entièrement divergentes : —
les productions littéraires proprement dites, représentées surtout par les contes et récits spirituels, les paradoxes humoristiques et les énigmes du « Dr Mises » (1821-1870) ; — la traduction d'importants ouvrages français sur la physique et la chimie (1824-9, 1854-60) ; — les travaux personnels sur l'électricité et le magnétisme, l'optique, l'électro-chimie, la chimie organique et inorganique, la physiologie ”

“ Alors serait fondée la mécanique moléculaire, qui comprendrait dans son ensemble non-seulement les phénomènes chimiques, mais tous les phénomènes naturels dont nous avons parlé tour à tour, ceux de la gravité comme ceux de la chaleur, ceux de l’électricité comme ceux de la lumière : une dynamique universelle embrasserait l’astronomie, la physique et la chimie. ”

“ La physique terrestre, à son tour, se sous-divise, d'après le même principe, en deux portions très-distinctes, selon qu'elle envisage les corps sous le point de vue mécanique, ou sous le point de vue chimique. ”

“ 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. ”

“ 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 ? ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Dans quelques objets, l’étude de la chimie est tellement liée à celle de la physique qu’elles sont inséparables, comme, par exemple, dans les recherches sur l’air, l’eau, le feu, etc. ; elles s’aident avantageusement dans quelques autres ; et, tandis que la chimie dépouille les minéraux des corps étrangers qui leur sont combinés, la physique fournit l’appareil mécanique nécessaire à l’exploitation. ”

“ 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. ”

“ Quoique cette première ébauche dût être nécessairement encore plus imparfaite que celle des recherches chimiques, elle n'en avait pas moins déjà une haute importance, en complétant le système naissant de la science moderne, commençant ainsi à s'étendre de l'étude de l'univers à celle de l'homme lui-même, par l'interposition naturelle de la physique moléculaire. ”

“ Et dans la physique, qui ne sait que les théories n’ont aucune valeur objective ? Au commencement du siècle, à la suite des travaux de Laplace sur la mécanique céleste, l’on avait espéré donner une explication mécanique complète des phénomènes calorifiques, lumineux, électriques. ”

“ 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. ”

“ Dans les sciences d’observation, la mécanique, la physique, la chimie nous font connaître les propriétés qui distinguent les corps purement matériels : par exemple, le mouvement, la vitesse, le choc, la dureté, le poids, l’étendue, la chaleur, la couleur, la composition élémentaire, les réactions mutuelles. Là point de vie, point de reproduction, point de spontanéité, point d’organisation, point de mouvement volontaire. ”

“ La physique nous révèle la matière comme une chose essentiellement active, une force dont le type nous est offert dans celle que nous exerçons sur le monde extérieur ; la chimie nous fait entrevoir dans la matière des puissances d’un autre ordre, intimes, c’est-à-dire sans relation directe avec nos sens, capables de se développer et d’agir sous l’influence des forces physiques, pour constituer des corps nouveaux en conférant une unité nouvelle à des unités élémentaires. ”

“ Mais laissons de côté ces idées de division et de classification, qui ont au fond quelque chose d’arbitraire, car la science, de même que la nature, dont elle est l’expression, doit former un ensemble, immense il est vrai, mais pourtant indivisible en principe, et cherchons à répondre à cette question : Qu’est-ce que la chimie physique a réalisé ? ”

“ Aucune science n’a eu à lutter contre des difficultés plus grandes; aucune, en revanche, n’apporte à l’esprit d’aussi fécondes notions et ne le fait pénétrer aussi avant dans les mystères du monde matériel.
La physique étudie les propriétés les plus générales des corps; mais elle s’expose à de singulières difficultés en appliquant la méthode empirique à rechercher les lois de ces mystérieux agens, insaisissables dans leur substance, qui communiquent à la nature la lumière, la chaleur, le magnétisme, l’électricité. ”

“ 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 force attractive disparoît entre les corps d’une grandeur peu considérable : elle reparoît dans leurs élémens, sous une infinité de formes différentes. La solidité des corps, leur cristallisation, la réfraction de la lumière, l’élévation et l’abaissement des fluides dans les tubes capillaires, et généralement toutes les combinaisons chimiques, sont les résultats de forces attractives dont la connoissance est un des principaux objets de la physique. ”

“ 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. ”

“ Tous les problèmes scientifiques , hormis les problèmes purement mathématiques , tendent clairement à se réduire à des questions de physique moléculaire , aux mouvements des particules ultimes de la matière et à la coordination de ces molécules entre elles . La physique , la chimie , la biologie ne sont pas trois échelons succesifs dans l' échelle des connaissances , mais trois branches d' un tronc commun : la physique moléculaire . ”

“ 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. ”

“ La physique vous doit des découvertes de premier ordre. Grâce à vos travaux, la thermodynamique sert de lien aux divers chapitres de la physique autrefois isolés. La notion du travail, appliquée aux phénomènes électriques, a engendré des systèmes cohérens d’unités absolues ”

“ La Physique et la Chimie, qui contractent de plus en plus des rapports intimes, sont cultivées avec une telle émulation dans une grande partie de l’Europe, que l’on voit les découvertes jaillir de toutes parts et se succéder rapidement ”

“ On voit, dès lors, pour nous renfermer dans les limites de la question présente, que quand même tous les phénomènes chimiques seraient un jour positivement analysés comme dus à des actions purement physiques, ce qui sera peut-être le résultat général des travaux de la génération scientifique actuelle, notre distinction fondamentale entre la physique et la chimie ne saurait en être effectivement ébranlée. ”

“ Produire un phénomène physique dans des conditions telles qu’on puisse l’observer exactement et minutieusement, au moyen d’instruments appropriés, n’est-ce pas l’opération que tout le monde désigne par ces mots : Faire une expérience de Physique ? ”

“ Pour légitimer notre proposition, nous avons besoin d'invoquer l'appui des sciences humaines.
La lumière, le calorique et l'électricité, voilà les trois agents que la physique regarde comme des puissances essentiellement diffërentes de tous les corps connus. ”

“ Le seul contrôle expérimental de la théorie physique qui ne soit pas illogique consiste à compulser le système entier de la théorie physique à tout l’ensemble des lois expérimentales et à apprécier si celui-ci est représenté par celui-là d’une manière satisfaisante. ”

“ Pendant que las péculation métaphysique , satisfaite ou fatiguée , s' en tient aux vieilles théories du passé , la spéculation scientifique cherche les siennes dans la voie ouverte par les sciences de la nature . On la voit débuter en physique par un grand effort vers l' unité . Ramener la chaleur , l' électricité , le magnétisme , le son , la lumière , au mouvement , principe générateur unique de ces forces ; faire rentrer par conséquent toutes les branches de la physique sous les lois de la mécanique : tel est le problème en ce moment le plus à l' ordre du jour . ”

“ C’est vous qui me le fîtes remarquer un jour : la physique mécanique est encore antérieure à la chimie, au moins d’une façon virtuelle. Par elle, nous sommes transportés dans un monde composé d’atomes purs, ou, pour mieux dire, de forces dénuées de toute qualité chimique. La mécanique seule régnait en cet état primitif où tout n’avait qu’un visage, où nulle individualité distincte n’existait. Y eut-il un âge du monde où la matière exista ainsi sans qualité intrinsèque, sans autre détermination que la quantité de sa masse? ”

“ Mais ce travail mécanique mesure l'énergie actuelle qui s'est manifestée, énergie qui était à l'état potentiel dans le corps en mouvement. A cause de l'égalité que nous venons d'indiquer, on voit que l'énergie potentielle d'un corps en mouvement est mesurée par la moitié de sa force vive. ”

“ La mécanique, la chimie, la physique nous semblent à une telle distance de l'interprétation de ces phénomènes intimes, que nous ne pensons pas plus à les expliquer avec elles, que les physiciens ne cherchent à trouver dans la pesanteur la raison des phénomènes électriques. ”

“ Ces mouvements, dont la mécanique peut apprécier l'intensité et le sens, sont également sensibles dans les minéraux et dans les êtres vivants.
Ils s'accomplissent suivant les lois générales de la physique. Ainsi tous les corps, animés ou inanimés, suivent
les lois de l'attraction universelle, de la conservation de l'énergie, de la transformation des forces, de l'équilibre de température, etc. ”

“ Pour la physique inorganique, nous voyons d'abord, en nous conformant toujours à l'ordre de généralité et de dépendance des phénomènes, qu'elle doit être partagée en deux sections distinctes, suivant qu'elle considère les phénomènes généraux de l'univers, ou, en particulier, ceux que présentent les corps terrestres. D'où la physique céleste, ou l'astronomie, soit géométrique, soit mécanique ”