Considérations générales sur l'électrologie.
Cette dernière branche principale de la physique, relative aux
phénomènes les plus compliqués et les moins apparens, n'a pu se
développer qu'après toutes les autres. Quoique l'invention de la machine
électrique soit aussi ancienne que celle de la machine pneumatique,
c'est seulement un siècle plus tard que cette étude a commencé à prendre
un vrai caractère scientifique, par les travaux de Dufay et de Symner
sur la distinction des deux électricités, par l'expérience fondamentale
de Musschembroëk sur la bouteille de Leyde, et peu après par
l'immortelle découverte météorologique du grand Franklin, première
manifestation importante de l'influence capitale d'un tel ordre de
phénomènes dans le système général de la nature. Jusque alors, les
observations, essentiellement isolées, des divers physiciens n'avaient
eu d'autre résultat philosophique que de dévoiler peu à peu le
caractère de généralité inhérent à cette partie de la physique comme à
toutes les autres, en augmentant de plus en plus le nombre des corps
susceptibles de ces remarquables phénomènes, si long-temps attribués,
d'une manière exclusive, à certaines substances, ainsi que le témoigne
encore la dénomination qu'on leur a conservée. Enfin, c'est uniquement
depuis les mémorables travaux de l'illustre Coulomb, il y a cinquante
ans, que cette étude a présenté, par sa consistance et par sa précision,
un aspect rationnel, comparable, quoique plus ou moins inférieur, à
celui des autres branches fondamentales de la physique.
Cette complication supérieure et cette formation plus récente de
l'électrologie, suffisent pour expliquer aisément son imperfection
scientifique actuelle, comparativement à tout le reste de la physique.
Sous le simple rapport des observations, aucune autre étude peut-être ne
nous offre aujourd'hui une aussi grande variété de phénomènes curieux et
importans. Mais, les faits seuls ne constituent point la science,
quoiqu'ils en forment à la fois les fondemens nécessaires et les
indispensables matériaux. Pour tout esprit philosophique, la science
consiste essentiellement désormais dans la systématisation réelle, la
plus complète et la plus exacte possible, des phénomènes observés,
d'après certaines lois générales irrécusablement constatées. Or, à cet
égard, quelque imparfaites que soient effectivement aujourd'hui, suivant
l'ensemble des leçons précédentes, les diverses branches principales de
la physique, l'électrologie est, sans doute, encore moins avancée
qu'aucune d'elles. La plupart des observations y sont essentiellement
incohérentes, les phénomènes n'y étant presque jamais assujettis jusqu'à
présent qu'à des relations vagues ou même illusoires, et, par suite,
n'admettant le plus souvent aucune explication vraiment satisfaisante.
Si l'on éprouvait quelque difficulté à reconnaître directement cet état
d'imperfection, il suffirait, pour s'en convaincre, d'une manière
irrécusable, d'envisager la science, relativement à son but final, la
prévision des phénomènes d'après leurs lois générales. Il est évident
que, par l'étude actuelle des phénomènes électriques, on peut rarement
prévoir, non-seulement avec précision, mais simplement même avec
certitude, ce qui se passera dans des circonstances qui ne seraient pas
entièrement identiques à celles dont l'influence a déjà été
immédiatement observée: en sorte que la destination nécessaire de tout
système de recherches vraiment scientifiques est jusqu'ici presque
toujours manquée en électrologie.
Dans aucune autre partie de la physique, pas même en optique,
l'influence des hypothèses arbitraires et quasi-métaphysiques sur les
agens chimériques des phénomènes n'est aussi étendue, ni surtout aussi
nettement caractérisée, l'absence presque totale des lois réelles
rendant ici une telle influence beaucoup plus saillante. La naïve
confiance avec laquelle on y explique si facilement tous les phénomènes,
en douant des fluides imaginaires d'une nouvelle propriété pour chaque
nouvelle occurrence, rappelle, d'une manière frappante, l'esprit des
anciennes explications métaphysiques, sauf que l'entité a été remplacée
par un fluide idéal, comme je l'ai établi dans la vingt-huitième leçon.
Mais, une intervention aussi complète et aussi marquée est, par cela
même, moins dangereuse aujourd'hui. Elle n'a pas autant besoin d'un
examen spécial que l'influence analogue qui s'exerce encore, d'une
manière bien plus spécieuse, quoiqu'à un moindre degré, dans la théorie
de la lumière, où le mélange intime de ces vains systèmes avec
d'admirables lois rend plus difficile leur juste appréciation, par
l'imposant aspect qu'ils en acquièrent, comme j'ai dû l'indiquer
expressément dans la leçon précédente. En électrologie, au contraire,
les physiciens même les moins philosophes doivent maintenant reconnaître
la stérilité radicale de ces hypothèses illusoires, qui n'ont eu,
évidemment, aucune part effective aux nombreuses découvertes dont la
science s'est enrichie depuis un demi-siècle, et qu'il a fallu y
rattacher arbitrairement après coup. Aussi, la plupart ne voient
aujourd'hui, dans ces vicieux artifices, qu'une sorte d'appareil
mnémonique, propre à faciliter la liaison des souvenirs, quoique ayant
eu primitivement une tout autre destination. Sans doute, sous ce rapport
secondaire lui-même, un tel appareil serait mal construit; et, à
supposer qu'un semblable secours soit nécessaire, ce qui me paraît fort
exagéré, on devrait certainement préférer, à cet égard, un système de
formules scientifiques, spécialement adapté à cette fonction[32]. Mais,
l'allégation d'un pareil motif n'est, en réalité, aujourd'hui, qu'un
indice certain du sentiment confus de l'inanité caractéristique de ces
conceptions arbitraires, sans qu'on ose encore renoncer définitivement à
leur usage. Toutefois, quoique leur empire n'ait point, à beaucoup près
aujourd'hui, autant de consistance, en électrologie, qu'il en conserve
encore en optique, elles n'y exercent pas moins une influence très
pernicieuse, ne fût-ce qu'en dissimulant à la plupart des esprits les
besoins essentiels de la science. Il faut considérer d'ailleurs que, de
la physique, cette action anti-scientifique se répand, d'une manière
indirecte, mais nécessaire, sur toutes les parties plus compliquées de
la philosophie naturelle, qui, à raison même de leur difficulté
supérieure, auraient tant besoin d'une méthode plus sévère, dont il est
naturel qu'elles cherchent le type dans les sciences antécédentes,
tandis que les physiciens, au contraire, leur transmettent ainsi un
modèle radicalement vicié. Ces mêmes hypothèses, auxquelles les
physiciens se défendent d'attribuer sérieusement aucune réalité
intrinsèque, deviennent néanmoins, par une suite naturelle de leur
emploi, le sublime de la physique, aux yeux des savans qui, livrés à
l'étude des phénomènes les plus complexes, croient y trouver la base
préliminaire indispensable de leurs travaux propres; ce qui contribue
singulièrement aujourd'hui à maintenir les notions vagues et hasardées.
Sous ce rapport indirect, l'influence des systèmes relatifs à la nature
des phénomènes électriques doit être plus spécialement dangereuse,
surtout à l'égard des sciences physiologiques, comme nous aurons
occasion de le reconnaître dans le volume suivant, par suite de
l'incontestable relation qui existe, à tant de titres, entre les
actions, soit chimiques, soit vitales, et les actions électriques. C'est
ainsi que la conception des fluides électriques et magnétiques tend à
fortifier spontanément celle du fluide nerveux, et souvent même
contribue encore au maintien des plus absurdes rêveries sur ce qu'on
appelle le _magnétisme animal_, dont les adeptes ont pu quelquefois
s'enorgueillir d'avoir entraîné dans leurs rangs d'éminens physiciens.
D'aussi déplorables conséquences sont propres à manifester combien peut
devenir funeste, pour le système général de notre entendement, par suite
d'une philosophie vicieuse, une étude qui, en elle-même, est, au
contraire, éminemment favorable au développement positif de
l'intelligence humaine.
[Note 32: Plusieurs philosophes de premier ordre, entre
autres Descartes, Leïbnitz, et plus tard, Condorcet, se sont
occupés avec zèle de la formation d'un langage spécial pour
la combinaison des idées scientifiques. Mais cette question,
quoique intéressante à examiner, ne me paraît pas avoir, au
fond, l'importance extrême qu'on y a attachée, sauf, bien
entendu, en ce qui concerne les systèmes de nomenclature.
Car, l'analyse mathématique se trouve déjà remplir un tel
office, d'une manière admirable, à l'égard des études assez
simples, et, par suite, assez perfectibles pour qu'un
semblable besoin de concision s'y fasse réellement sentir.
Quant aux sciences qui ne comportent pas l'application
effective de cette analyse, leur complication nécessaire me
semble devoir y limiter toujours à tel point la généralité
et le prolongement des déductions réelles, que ces besoins y
seront, sans doute, à toutes les époques, amplement
satisfaits par le perfectionnement graduel et continu que le
langage ordinaire reçoit spontanément. Une sorte de langue
sacrée pour les savans pourrait d'ailleurs opposer, dans
l'avenir, quelques entraves à la civilisation générale. On
peut s'en faire aujourd'hui une faible idée par l'emploi
abusif de l'instrument analytique lui-même, qui sert trop
souvent à déguiser, pour soi-même, et surtout pour les
autres, le vide réel des idées sous l'abondance illusoire du
discours algébrique.]
Vu la nature plus compliquée des phénomènes variés dont elle s'occupe,
l'électrologie comporte, à un degré beaucoup moindre qu'aucune autre
partie de la physique, l'application des doctrines et des méthodes
mathématiques, même en se bornant, comme nous devons le concevoir ici,
aux actions purement physiques, à l'exclusion de tout effet chimique.
Aussi ce moyen n'a-t-il point, en réalité, notablement participé jusqu'à
présent au perfectionnement de cette étude. Toutefois, il importe de
distinguer soigneusement, à cet égard, les deux manières opposées, l'une
illusoire, l'autre réelle, dont une telle application a été conçue en
électrologie.
Les uns, en effet, l'ont uniquement fondée sur les fluides imaginaires
auxquels on attribue vulgairement les phénomènes électriques et
magnétiques, en transportant à l'action mutuelle de leurs molécules les
lois générales de la mécanique rationnelle; le corps réel ne constitue
alors qu'un simple _substratum_, nécessaire à la manifestation du
phénomène, mais inutile à sa production, qui se passe tout entière dans
le fluide. On comprend que de tels travaux mathématiques sont
radicalement frappés d'inanité comme le prétendu principe qui leur sert
de base; ils ne peuvent avoir de valeur essentielle qu'à titre de
simples exercices analytiques, sans comporter aucune influence utile sur
l'accroissement de nos vraies connaissances. Cette stérilité nécessaire
est clairement vérifiée pour quiconque considère que l'on a pu ainsi
parvenir seulement jusqu'ici à représenter imparfaitement une petite
portion des nombreux et importans résultats obtenus, trente ans
auparavant, par l'illustre Coulomb, d'après des études directes et
vraiment rationnelles, sur l'état électrique ou magnétique des diverses
parties d'un même corps ou de plusieurs corps contigus. Il serait
superflu d'insister davantage à cet égard.
En d'autres cas, au contraire, l'élaboration mathématique a reposé
essentiellement comme l'exige la saine philosophie, sur quelques lois
générales et élémentaires, que l'expérience avait constatées, d'une
manière directe ou indirecte, et d'après lesquelles on a procédé à
l'étude de phénomènes effectifs propres aux corps eux-mêmes: abstraction
faite, d'ailleurs, de l'intervention ordinaire des hypothèses
chimériques, qui caractérise malheureusement toute la physique actuelle,
mais dont ces intéressans travaux pourraient être aisément dégagés,
puisque leurs bases en sont réellement indépendantes. Tel est surtout le
caractère remarquable des belles recherches de M. Ampère et de ses
successeurs sur l'exploration mathématique des phénomènes
électro-magnétiques, où l'on a pu appliquer avec efficacité les lois de
la dynamique abstraite à certains cas d'action mutuelle entre des
conducteurs électriques ou des aimans. De semblables travaux présentent,
sans doute, sous le point de vue mathématique, un aspect bien moins
imposant que ceux auxquels je viens de faire allusion, et qui paraissent
remonter directement à la loi fondamentale de l'ensemble des phénomènes
électriques; mais leur positivité doit leur faire attribuer réellement
une valeur bien supérieure pour le progrès effectif de la science. C'est
ainsi que, dans cette importante spécialité, l'immortelle série d'études
de M. Ampère, en même temps qu'elle a si notablement agrandi le domaine
de nos vraies connaissances, a offert un mémorable exemple de cette
combinaison judicieuse entre l'esprit physique et l'esprit mathématique,
que j'ai tant recommandée, en général, dans la vingt-huitième leçon,
comme constituant aujourd'hui le plus puissant moyen de perfectionnement
fondamental des diverses branches de la physique[33].
[Note 33: Il est très regrettable, pour l'extension de
nos connaissances réelles et pour le progrès du véritable
esprit philosophique, que M. Ampère n'ait pas cru devoir se
consacrer exclusivement à la grande spécialité scientifique
qui a irrévocablement immortalisé son nom. Ni la nature de
son intelligence, ni l'ensemble de son éducation, ne
semblaient l'appeler aux travaux de philosophie générale, où
ses tentatives éphémères, depuis quelques années, n'ont
abouti qu'à une déplorable rétrogradation vers l'état
métaphysique et même théologique, qui réveillera un jour le
souvenir involontaire de Newton commentant l'Apocalypse.
Les savans livrés à l'étude particulière des diverses
sections de la science naturelle, prescrivent
habituellement, à très juste titre, comme maxime
fondamentale de la philosophie moderne, la spécialisation
exclusive des intelligences. Ils finiront, sans doute, par
s'appliquer judicieusement à eux-mêmes ce principe
inflexible, en cessant désormais d'envisager la culture de
la philosophie des sciences comme une sorte de délassement
des travaux scientifiques proprement dits, à l'usage d'un
savant quelconque. Outre une vocation spéciale nettement
caractérisée, cette carrière purement philosophique exige,
évidemment, un système tout particulier de longues et
difficiles études préliminaires, à la fois historiques et
dogmatiques, sur le développement rationnel et la
coordination réelle des connaissances humaines: ce qui doit,
presque toujours, rendre essentiellement impropres à toute
autre destination les esprits capables de poursuivre avec
fruit un tel ordre de recherches; et, réciproquement, les
savans ordinaires doivent être ainsi naturellement
incompétens quant à l'étude des généralités scientifiques, à
l'égard de laquelle ils ne peuvent utilement exercer qu'une
simple action critique, du point de vue correspondant à leur
spécialité. La division rationnelle du travail intellectuel
est donc jusqu'ici très imparfaitement comprise par ceux-là
même qui d'ordinaire insistent le plus impérieusement sur
cette règle indispensable.]
Après ces considérations préliminaires sur le caractère général de
l'électrologie, examinons sommairement, sous le point de vue
philosophique, la composition effective de ses principales parties, en
excluant avec soin tout ce qui est purement relatif à l'influence
chimique ou physiologique de l'électricité, et aussi tout ce qui
concerne l'application des études électriques à ce que j'ai appelé, dès
l'origine de cet ouvrage, la _physique concrète_, et surtout à la
météorologie.
Ainsi réduite à sa partie strictement physique et abstraite,
l'électrologie comprend aujourd'hui trois ordres essentiels de
recherches fondamentales: dans le premier, on étudie la production des
phénomènes électriques, leur manifestation et leur mesure; le second, se
rapporte à la comparaison de l'état électrique propre aux diverses
parties d'une même masse ou à divers corps contigus; le troisième a pour
objet les lois des mouvemens qui résultent de l'électrisation. On doit
classer, en outre, comme une quatrième et dernière section,
l'application de l'ensemble des connaissances précédentes à l'étude
spéciale des phénomènes magnétiques, qui en est désormais inséparable.
Quoique tous les corps soient, sans doute, susceptibles d'électrisation
positive et négative, tous ne sont pas actuellement électriques, et cet
état est même, au contraire, essentiellement passager, semblable, à cet
égard, à l'état sonore. Il y a donc lieu d'examiner dans quelles
circonstances générales il s'établit ou se détruit, par l'action des
différens corps les uns sur les autres; et cette étude doit même
précéder toutes les autres études électriques, qui en dépendent
nécessairement.
L'ensemble des observations paraît devoir conduire aujourd'hui à
regarder l'état électrique comme étant, à un degré plus ou moins
prononcé, la suite invariable de presque toutes les modifications, de
nature quelconque, que les corps peuvent éprouver. Néanmoins, les
principales causes d'électrisation, sont, dans l'ordre de leur énergie
et de leur importance scientifique actuelle: les compositions et
décompositions chimiques; les variations de température; le frottement;
la pression, et enfin le simple contact. Cette distribution diffère
extrêmement de celle que les premières recherches avaient indiquée,
puisque le frottement avait été long-temps réputé le seul moyen, et
ensuite le plus puissant, pour produire l'état électrique. Quoique la
comparaison de ces divers modes généraux d'électrisation ne soit pas
encore suffisamment approfondie et définitivement arrêtée, il n'y a plus
lieu de craindre désormais que les travaux ultérieurs puissent
radicalement altérer l'ordre précédent.
Les actions chimiques constituent certainement les sources électriques,
non-seulement les plus générales, mais aussi les plus abondantes, comme
à l'égard de la chaleur. Dans les appareils électriques les plus
puissans, et surtout dans la pile de l'illustre Volta, l'action
chimique, d'abord inaperçue ou négligée, est aujourd'hui reconnue,
depuis les travaux de Wollaston et de plusieurs autres physiciens, comme
la principale cause de l'électrisation, qui devient, en effet, presque
insensible quand on a soin d'éviter scrupuleusement toute production de
phénomènes chimiques.
Après cette influence prépondérante, il n'y a pas, en réalité, de cause
d'électrisation plus étendue ni plus énergique que les actions
thermologiques, quoique, jusqu'à ces derniers temps, leur puissance
électrique n'eût été reconnue que dans un seul cas particulier,
aujourd'hui peu important, l'électrisation de la tourmaline échauffée.
On sait maintenant que de notables différences de température entre des
barreaux consécutifs de diverses natures, d'ailleurs quelconques, ou
même homogènes, suffisent pour déterminer, dans un tel système, un état
électrique très prononcé, et d'autant plus intense, à parité de
circonstances thermométriques, que les élémens y sont plus nombreux.
La prépondérance bien constatée de deux moyens d'électrisation aussi
généraux, doit rendre fort délicate l'exacte appréciation de tous les
autres, par l'extrême difficulté d'y distinguer, sans incertitude, ce
qui leur est véritablement propre d'avec ce qui tient aux premiers, dont
l'influence est presque impossible à écarter entièrement. C'est ainsi
que, malgré l'état électrique que le frottement semble développer avec
tant d'énergie, il est, pour ainsi dire, douteux aujourd'hui, aux yeux
des plus judicieux physiciens, si le frottement, en tant que tel,
contribue réellement, d'une manière notable, à l'électrisation, ou si
celle-ci ne résulte pas essentiellement des effets thermométriques et
même chimiques dont le frottement est toujours accompagné, et auxquels
on n'avait eu d'abord aucun égard. Il en est à peu près de même envers
la pression, dont l'influence électrique, quoique bien moins prononcée,
semble toutefois plus irrécusable, en ce qu'on peut plus aisément
l'isoler. Mais cette remarque est surtout applicable à la production de
l'état électrique par le simple contact des corps hétérogènes, d'où
l'immortel inventeur de la pile avait fait résulter toute l'énergie de
cet admirable instrument, tandis qu'il est bien reconnu désormais que
l'action chimique y a la principale part, et que le contact n'y
contribue que d'une manière très secondaire, ou même fort équivoque.
Outre ces causes générales d'électrisation, une foule d'autres moins
importantes peuvent, en certaines circonstances, produire l'état
électrique. On peut citer entre autres les changemens dans le mode
d'agrégation, abstraction faite des variations thermométriques qui les
accompagnent: en plusieurs cas la fusion des solides, et surtout
l'évaporation des liquides, déterminent une électrisation notable. Il
n'est pas jusqu'au simple mouvement même qui ne suffise, sous des
conditions spéciales, pour faire naître quelquefois, indépendamment de
tout autre motif, un véritable état électrique, comme le montre si bien
la belle expérience de M. Arago, relative à l'influence de la rotation
d'un disque métallique sur une aiguille aimantée non contiguë, quoique
voisine.
Il convient toutefois que les physiciens se tiennent en garde
aujourd'hui contre une tendance exagérée à considérer les moindres
phénomènes quelconques comme des causes d'électrisation plus ou moins
énergiques, afin de ne point encourir le reproche inverse de celui
qu'ils font justement à leurs prédécesseurs, de n'avoir observé que les
sources électriques les plus apparentes, en méconnaissant les plus
essentielles. Une exploration grossière est sans doute radicalement
préjudiciable à l'électrologie; mais une analyse trop subtile n'aurait
peut-être pas moins d'inconvéniens pour la science, où il deviendrait,
dès lors, presque impossible de considérer des phénomènes suffisamment
caractérisés. Cet avis semble surtout acquérir une grande importance
pour la théorie électro-chimique, comme nous le reconnaîtrons dans le
volume suivant; car, après avoir admis, sur de faibles indices, des
électrisations fort équivoques, on peut être souvent conduit à leur
attribuer une grande influence chimique, ce qui tend à produire des
explications essentiellement arbitraires.
La cessation graduelle de l'état électrique a été beaucoup moins étudiée
jusqu'ici que sa formation, et les lois n'en sont pas cependant moins
intéressantes à bien connaître. On est pleinement autorisé à poser en
principe que l'électrisation, une fois établie d'une manière quelconque,
persisterait indéfiniment, comme l'état thermométrique, si le corps
pouvait être rigoureusement soustrait à toute influence extérieure, ou,
suivant l'expression technique, strictement _isolé_, soit de
l'atmosphère, soit de la masse générale du globe. Depuis que l'identité
entre les phénomènes magnétiques et les phénomènes électriques a été
irrécusablement démontrée par la belle série de recherches de M. Ampère,
fondée sur la découverte capitale de M. Oersted, ce principe général a
été puissamment fortifié, en considérant la persévérance, beaucoup plus
facile à prolonger, de l'état magnétique. Toutefois, comme les corps le
plus justement qualifiés de mauvais conducteurs de l'électricité sont
néanmoins toujours susceptibles, à un degré quelconque, de transmettre
réellement l'influence électrique, il est évident que l'électrisation
doit nécessairement cesser, à la longue, dans nos appareils même le
mieux isolés, par suite de l'action continuelle, quoique très faible,
qu'exerce sur eux le milieu atmosphérique incessamment renouvelé, dans
lequel ils sont habituellement plongés, et la masse immense du globe
terrestre avec laquelle ils communiquent d'une manière plus ou moins
directe, indépendamment des autres sources secondaires d'une déperdition
plus rapide, que nous pouvons artificiellement écarter. Mais les lois
effectives de cette déperdition inévitable sont jusqu'ici très peu
connues. Coulomb est le seul grand physicien qui s'en soit directement
occupé, dans son importante suite d'expériences sur la dissipation
graduelle de l'électricité le long des supports isolans de la machine
électrique, ou à travers un air plus ou moins humide: sous ce dernier
point de vue, il a exactement analysé l'influence incontestable,
vaguement aperçue dès l'origine de l'électrologie, de l'état
hygrométrique de l'atmosphère sur la déperdition électrique.
À chacun des modes généraux d'électrisation, correspond naturellement un
instrument spécial, ou plutôt une classe d'instrumens, destinés à
réaliser, par un ensemble de dispositions convenablement instituées, les
conditions les plus favorables à la production et au maintien de l'état
électrique. Quelle que soit l'importance de ces nombreux appareils, qui
sont la base nécessaire des recherches habituelles, et malgré
l'organisation profondément ingénieuse de quelques-uns d'entre eux, et
surtout de la pile voltaïque, il serait évidemment déplacé de les
considérer ici. Mais, il convient, au contraire, de mentionner, d'une
manière générale, les instrumens destinés à la manifestation et surtout
à la mesure de l'état électrique, c'est-à-dire, les électroscopes et les
électromètres. Les plus grands physiciens ont, avec raison, attaché une
extrême importance au perfectionnement de tels appareils, dans
l'invention desquels un vrai génie se fait plus d'une fois sentir. On
conçoit même que l'amélioration de ces instrumens est encore plus
nécessaire que celle des machines électriques proprement dites,
uniquement destinées à l'électrisation: car, de bons indicateurs
permettent d'utiliser de très faibles puissances électriques; et, en
effet, dans les recherches délicates, d'où dépend surtout le progrès de
l'électrologie actuelle, on n'emploie désormais habituellement que des
appareils peu énergiques, préférables à cause de leur extrême
simplicité, et tous les artifices sont réservés pour l'institution des
moyens propres à manifester ou à mesurer les moindres effets
électriques.
Quoique la mesure de l'état électrique ne puisse évidemment avoir lieu
sans sa manifestation, et même que celle-ci conduise toujours, d'une
manière directe, à une évaluation quelconque, la distinction générale
entre les _électroscopes_ proprement dits et les vrais _électromètres_
n'en est pas moins très réelle et fort utile à considérer pour se faire
une juste idée de l'ensemble des moyens d'exploration propres aux
électriciens. Parmi les simples électroscopes, il faut surtout
distinguer, comme adaptés aux recherches délicates, ceux qui, sous le
nom caractéristique de _condensateurs_, sont destinés à rendre
sensibles, par une ingénieuse accumulation graduelle, de très faibles
effets électriques. Tous ces instrumens sont d'ailleurs disposés de
manière à indiquer, par une ingénieuse accumulation graduelle, de très
faibles effets électriques. Tous ces instrumens sont d'ailleurs disposés
de manière à indiquer, par le mode même d'expérimentation, la nature,
positive ou négative[34], de l'électrisation étudiée.
[Note 34: Ces dénominations sont aujourd'hui, par
plusieurs motifs importans, très heureusement substituées,
sans doute, à celles radicalement impropres d'électricité
_vitrée_ et _résineuse_, qui, jusqu'à ces derniers temps,
étaient généralement usitées en France. Toutefois, il
convient d'observer à ce sujet que le principal inconvénient
réel de ces anciennes expressions, c'est-à-dire, leur
relation naturelle et exclusive à deux substances
déterminées, existe, d'une manière encore plus complète et
plus grave, dans le nom général de la science électrique
elle-même, que, par une singulière inconséquence, aucun
physicien ne juge néanmoins convenable de changer, tant est
grande la puissance des habitudes sur les esprits les plus
rationnels.]
Quant aux électromètres, le plus parfait consiste certainement jusqu'ici
dans la célèbre balance électrique de notre immortel Coulomb, où
l'intensité des attractions et des répulsions électriques est mesurée,
avec une admirable précision, d'après l'important principe de
l'équilibre de torsion, par le nombre d'oscillations que l'indicateur
exécute, en un temps donné, autour de sa situation statique. C'est à
l'aide de cet instrument capital que Coulomb découvrit, et que l'on
démontre journellement, la loi fondamentale relative à la variation de
l'action électrique, répulsive ou attractive, inversement au quarré de
la distance, loi qui ne pouvait être obtenue par aucune autre voie
irrécusable. Lorsque, dans les quinze dernières années, la science s'est
enrichie des importantes notions propres à l'électro-magnétisme, cette
nouvelle étude a naturellement amené une nouvelle classe
d'électromètres, destinés à des mesures que l'appareil de Coulomb ne
pouvait indiquer, et dont la première idée, due à M. Schweigger, a été
beaucoup perfectionnée par plusieurs physiciens, et surtout par M.
Nobili. Ils consistent dans les divers _multiplicateurs_, où l'action
naturelle d'un conducteur métallique sur une aiguille aimantée est
considérablement amplifiée par des circonvolutions très rapprochées et
presque parallèles. Toutefois, quelque précieux que soient de tels
instrumens, et quoiqu'ils puissent rivaliser, pour la délicatesse des
manifestations, avec la balance de torsion elle-même, ils sont loin, du
moins jusqu'ici, de pouvoir être appliqués, avec autant de certitude, à
des mesures exactes, vu l'extrême difficulté d'une graduation précise,
vraiment conforme à l'intensité effective du phénomène observé[35].
[Note 35: D'après l'influence électrique de la chaleur,
ces instrumens ont pu être heureusement appliqués à la
mesure des moindres effets thermométriques, sauf les mêmes
embarras de graduation. M. Melloni a surtout utilisé cette
ingénieuse modification, pour étudier tout récemment le
rayonnement spécifique des différens corps, jusqu'alors
vaguement exploré. M. Becquerel vient aussi d'adapter très
heureusement le même principe à la mesure des températures
propres aux parties les plus profondes des divers tissus
organisés qui composent les corps vivans, dont l'état
thermométrique ne pouvait jusqu'ici être observé que d'une
manière confuse et incomplète. Enfin, M. Peltier propose
aujourd'hui une importante extension de cet ingénieux
procédé général, pour explorer commodément les températures
des lieux profonds ou des diverses couches atmosphériques.]
Tels sont, en aperçu, les principaux objets de cette première partie
fondamentale de l'électrologie, si riche en appareils puissans ou
précis. La seconde partie concerne, comme je l'ai indiqué, ce qu'on
appelle vulgairement la _statique électrique_, par une dénomination
essentiellement relative aux hypothèses illusoires sur la nature de
l'électricité. Toutefois, une telle expression n'est pas, au fond,
entièrement dépourvue de justesse, puisqu'il s'agit alors, en effet, de
la répartition de l'électricité dans une masse ou dans un système de
corps, dont l'état électrique est envisagé comme sensiblement
invariable. On peut donc continuer à employer désormais ce terme abrégé,
pourvu qu'on en écarte désormais avec soin toute idée mécanique sur
l'équilibre du prétendu fluide électrique, et qu'on cesse, par exemple,
de penser à la mesure des divers degrés d'épaisseur de la couche
imaginaire dont quelques géomètres ont voulu recouvrir les corps
électrisés. En un mot, on pourra parler encore de l'_équilibre_
électrique, si l'on attache à cette expression un sens exactement
analogue à celui dans lequel Fourier prenait habituellement l'équilibre
de la chaleur, et comme les économistes entendent tous les jours
l'équilibre de la population: toute autre acception serait absurde, et
même inintelligible. C'est ainsi que la plupart des formules de langage
successivement introduites en physique, sous l'influence prépondérante
des vains systèmes qui doivent désormais en être radicalement exclus,
sont susceptibles néanmoins d'être essentiellement maintenues, si l'on
prend la précaution d'en rectifier scrupuleusement le sens fondamental,
de manière à le réduire au strict énoncé d'un phénomène général, ce qui
me semble presque toujours possible.
En considérant d'abord l'équilibre électrique dans chaque corps isolé,
Coulomb a irrécusablement établi, à cet égard, une première loi
fondamentale, la tendance constante (suivant le style métaphorique
encore exclusivement usité) de l'électricité à se porter immédiatement à
la surface: ce qui signifie, en termes rationnels, que, après un instant
jusqu'ici inappréciable, l'électrisation est toujours strictement
limitée à la surface des corps, de quelque manière qu'elle ait été
primitivement produite. Quant à la répartition de l'état électrique
entre les diverses parties de cette surface, elle dépend principalement,
d'après les belles suites d'expériences de Coulomb, de la forme des
corps: uniforme pour la sphère seule, elle est inégale pour toute autre
figure, mais toujours soumise néanmoins à des lois régulières, dont il
est, d'ailleurs, facile de concevoir que l'analyse exacte et complète
présente, par sa nature, des difficultés presque insurmontables, malgré
l'expédient illusoire des vaines spéculations algébriques, dépourvues de
tout fondement scientifique. Néanmoins, Coulomb a constaté, sous ce
rapport, un fait général d'une grande importance, en comparant l'état
électrique propre aux extrémités d'un ellipsoïde graduellement allongé:
il a ainsi reconnu que leur électrisation augmente rapidement à mesure
que la figure s'allonge, en diminuant sur le reste du corps; d'où il a
déduit une heureuse application à l'explication de ce remarquable
pouvoir des pointes, si bien dévoilé par Franklin.
Les lois de l'équilibre électrique entre plusieurs corps contigus,
constituent, par leur nature, comme il est aisé de le sentir, une
recherche encore plus difficile et plus étendue. Coulomb ne les a
exactement étudiées que dans le cas très limité, et trop insuffisant
pour les applications, de diverses masses sphériques. Toutefois, les
travaux de ce grand physicien ont conduit, à cet égard, à cette notion
générale fort essentielle, que la nature des substances n'exerce aucune
influence sur la répartition électrique qui s'établit entre elles, et
dont le mode dépend seulement de leur figure et de leur grandeur:
seulement, l'état électrique que prend chaque surface est plus ou moins
persévérant et se manifeste avec plus ou moins de rapidité, suivant le
degré de conductibilité du corps. L'action mutuelle de deux sphères
égales a été complétement analysée par Coulomb, dont l'admirable
sagacité a dévoilé le mode singulier de répartition que rien ne pouvait
auparavant indiquer, et suivant lequel l'état électrique, toujours nul
au point de contact, et à peine sensible à 20 degrés de là, augmente
ensuite rapidement de 60 à 90 degrés, et continue à croître encore,
quoique plus lentement, jusqu'à 180 degrés, où se trouve constamment son
_maximum_. La même marche se manifeste quand les deux globes sont
inégaux, sauf que le moindre est toujours le plus électrisé. Enfin, le
mode d'action semble d'ailleurs identique, soit que les deux corps ou
seulement l'un d'eux aient été primitivement électrisés. La question
devient encore plus complexe en considérant plus de deux corps: elle
présente alors des subdivisions extrêmement multipliées, même en la
restreignant à des figures semblables, suivant le nombre des masses,
leur rapport de grandeur, et leur disposition mutuelle. Coulomb s'est
borné à examiner, dans ses expériences, une suite de globes égaux rangés
en ligne droite. On conçoit que les seules variétés d'arrangement
peuvent donner naissance à de nombreuses combinaisons, dont les
résultats doivent sans doute notablement différer; car, si les sphères
de Coulomb, au lieu d'être consécutives, avaient, été disposées de telle
sorte que chacune en touchât à la fois trois ou quatre autres, par des
points situés à des distances angulaires quelconques, le mode de
répartition électrique eût inévitablement éprouvé de grands changemens.
Cette intéressante et difficile étude, à laquelle, depuis Coulomb,
personne n'a rien ajouté d'important, doit donc être envisagée comme
seulement ébauchée par les travaux de cet illustre physicien; elle offre
évidemment aux électriciens un sujet de recherches presque inépuisable.
Considérons maintenant la troisième partie fondamentale de
l'électrologie actuelle, justement qualifiée de _dynamique électrique_,
parce qu'elle a pour objet l'étude des mouvemens qui résultent de
l'électrisation. Malgré sa fondation toute récente, cette section n'en
est pas moins, à mon avis, par le bel ensemble des travaux de M. Ampère,
celle dont l'état scientifique est aujourd'hui le plus satisfaisant, en
y élaguant, bien entendu, l'influence des conceptions chimériques sur
l'essence des phénomènes électriques.
L'analyse exacte et complète des effets si variés relatifs à celle
branche capitale de l'électrologie, a été essentiellement ramenée par M.
Ampère à un seul phénomène général et élémentaire, dont il a pleinement
dévoilé toutes les lois, l'action directe et mutuelle de deux fils
conducteurs électrisés par des piles voltaïques, habituellement réduites
à leur plus grande simplification, c'est-à-dire, presque toujours
composées d'un seul élément. C'est donc à cette action fondamentale que
nous devons ici borner notre examen philosophique.
Deux conducteurs ainsi disposés tendent toujours, quand ils sont
suffisamment mobiles, à se placer dans des directions parallèles entre
elles; et, après y être parvenus, ils s'attirent ou se repoussent,
suivant que les deux courans électriques sont conformes ou contraires.
Mais, pour observer avec exactitude les lois de ce phénomène principal,
il est indispensable de soustraire les deux fils à l'action directrice
analogue qu'exerce sur eux, en vertu de son état électrique, la masse
générale du globe terrestre, et qui altérerait notablement l'effet de
leur influence mutuelle. Après avoir découvert cette action remarquable,
qui est, d'ailleurs, en elle-même, si importante à connaître, M. Ampère
a imaginé des dispositions expérimentales, aussi simples qu'ingénieuses,
pour garantir les observations de cette perturbation générale, soit en
plaçant d'avance chaque conducteur dans le plan où l'influence de la
terre tendrait à le ramener, soit même en neutralisant complétement
cette influence par l'opposition rigoureuse des effets égaux qu'elle
produirait sur les deux parties du conducteur convenablement modifié.
L'observation étant ainsi préservée de toute altération, il devient
facile dès lors de saisir les lois élémentaires du phénomène, où, pour
plus de généralité et de simplicité, on doit avoir seulement en vue des
portions infiniment petites des divers conducteurs. Ces lois,
mathématiquement envisagées, sont relatives ou à l'influence de la
direction, ou à celle de la distance.
Quant à la direction, il faut distinguer deux cas, suivant que l'on
compare deux élémens conducteurs situés dans le même plan, ou dans des
plans différens. Pour le premier cas, l'intensité de l'action dépend
seulement de l'angle formé par chacun des deux élémens avec la ligne qui
joint leurs milieux: elle est nulle en même temps que cet angle, et
augmente avec lui, en atteignant son _maximum_ lorsqu'il devient droit,
et changeant d'ailleurs de signe en même temps que lui. Tous les
phénomènes, directs ou indirects, paraissent être exactement
représentés, si l'on fait varier cette intensité proportionnellement au
sinus de l'inclinaison, suivant la formule adoptée par tous les
successeurs de M. Ampère. Quand les deux conducteurs ne sont pas dans un
même plan, l'action dépend en outre de l'inclinaison mutuelle des plans
menés par chacun d'eux et par la ligne commune de leurs milieux; et la
marche de cette seconde relation est totalement différente. Sous ce
nouveau rapport, la perpendicularité de ces deux plans détermine au
contraire l'absence d'action, soit attractive, soit répulsive: il y a
attraction tant que l'angle est aigu, et elle augmente à mesure qu'il
diminue, son _maximum_ ayant lieu au moment de la coïncidence; quand
l'angle est obtus, l'action devient répulsive et présente une intensité
d'autant plus grande que chaque plan s'approche davantage du
prolongement de l'autre, situation qui produit le _maximum_ de
répulsion. L'ensemble de ces variations tend à faire envisager une telle
action comme étant proportionnelle au cosinus de l'angle des deux plans,
quoique d'ailleurs les observations n'aient point prononcé jusqu'ici sur
le degré d'exactitude réelle de cette simple supposition, aussi
clairement qu'à l'égard de la première relation.
Dès l'origine de ses recherches, M. Ampère a été conduit à supposer,
par analogie avec la loi fondamentale de Coulomb sur les attractions et
les répulsions électriques ordinaires, que l'action des deux élémens
conducteurs est toujours réciproque au carré de la distance de leurs
milieux. Mais, cette simple analogie, parmi tant de différences
essentielles, ne pouvait évidemment suffire pour établir, d'une manière
catégorique, une loi aussi importante. D'une autre part, l'action
mutuelle des parties infiniment petites n'était pas susceptible d'une
observation directe, toujours nécessairement affectée par la forme et la
grandeur réelles des deux conducteurs effectifs. Toutefois, il était
aisé de démontrer mathématiquement, comme le fit Laplace, que, dans
l'hypothèse adoptée par M. Ampère, l'action d'un conducteur rectiligne,
de longueur indéfinie, sur une aiguille aimantée, devait varier
exactement en raison inverse de leur plus courte distance. Or, cette
conséquence nécessaire, directement vérifiée, de la manière la plus
précise, par les expériences délicates de MM. Savart et Biot, a dû
évidemment mettre hors de doute la réalité de la loi proposée.
Une telle loi tendrait à présenter la marche de ces actions électriques
comme essentiellement analogue, sous le point de vue mathématique, à
celle de la gravitation. Mais l'ensemble du parallèle détruit aussitôt
tout semblable rapprochement, en montrant, comme nous venons de le voir,
la grande et fondamentale influence exercée, dans la dynamique
électrique, par la direction mutuelle, dont la gravitation est au
contraire radicalement indépendante. Cette différence profonde peut
faire sentir avec quelle réserve on doit transporter, dans l'étude
mathématique de ces singuliers mouvemens, les procédés ordinaires de la
dynamique abstraite, qui a presque toujours en vue, dans ses théorèmes
les plus usuels, des actions essentiellement indépendantes de la
direction, et variant d'après la seule distance. On conçoit aisément
que, par suite de ce caractère propre aux forces électriques, leur
composition analytique doit présenter beaucoup plus de difficultés que
celle des gravitations moléculaires, dont la complication est déjà,
comme nous l'avons reconnu dans la première partie de ce volume, presque
entièrement inextricable, sauf pour les cas les plus simples. Aussi
jusqu'à présent la dynamique électrique n'a-t-elle été, en réalité,
mathématiquement étudiée, que suivant une seule dimension, et jamais en
surface, par les divers successeurs de M. Ampère, et surtout par M.
Savary, qui s'en est le plus heureusement occupé. Cette étude, ainsi
réduite au cas le plus simple, offrirait même encore de grands
obstacles, si l'on n'y mettait continuellement à profit une dernière
notion fondamentale, établie par M. Ampère d'après des expériences
décisives, et qui consiste en ce que, dans une étendue infiniment
petite, et tant que la distance n'est pas sensiblement changée, l'action
électrique est exactement identique pour deux élémens conducteurs
aboutissant aux mêmes extrémités, quelle que soit d'ailleurs leur
différence de forme. Une semblable propriété doit évidemment introduire
de précieuses simplifications analytiques, par l'heureuse faculté qui en
résulte de substituer, dans les calculs électriques, à l'action de tout
élément curviligne, celle, dès lors équivalente, de l'ensemble des
différentielles de ses coordonnées quelconques, ce qui établit une
analogie remarquable entre les décompositions électriques et les
décompositions dynamiques ordinaires.
Tel est l'ensemble des notions fondamentales d'après lesquelles on
procède à l'étude exacte et rationnelle des actions variées produites
par des fils conducteurs, contournés et disposés de diverses manières.
Le cas le plus intéressant se rapporte aux conducteurs pliés en hélices,
surtout lorsque leurs spires sont très rapprochées, et dont M. Ampère a
si judicieusement montré l'extrême importance pour imiter le plus
complétement possible, dans les expériences purement électriques, les
phénomènes propres aux corps aimantés. L'observation confirme
pleinement, à leur égard, toutes les conséquences, plus ou moins
éloignées, qui résultent naturellement de la combinaison des lois
précédentes.
La destination scientifique la plus essentielle de cette dynamique
électrique, consiste dans l'explication exacte des principaux phénomènes
magnétiques, dont l'étude constitue irrévocablement désormais la
quatrième et dernière branche fondamentale de l'électrologie, depuis la
découverte capitale faite par M. Oersted, il y a quinze ans, de
l'influence exercée par un conducteur voltaïque sur une aiguille
aimantée.
Malgré l'éminent mérite d'une telle découverte, des esprits superficiels
ont souvent tenté de la représenter comme essentiellement due au hasard,
qui, néanmoins, en thèse générale, n'a jamais pu conduire, sous aucun
rapport, à une création de quelque importance, même dans les cas les
plus simples. Ces étranges philosophes auraient bien dû toutefois nous
expliquer pourquoi, avant M. Oersted, personne n'avait encore aperçu
cette action mutuelle, quoique le hasard eût, sans doute, placé très
fréquemment, sous les yeux des physiciens, une aiguille aimantée à côté
d'une pile galvanique. Il est clair, en principe, que ce ne sont pas
ordinairement les phénomènes qui manquent à nos découvertes, mais
surtout les observateurs capables et convenablement disposés, prêts à
démêler, dans la foule de circonstances qui affectent nos sens à chaque
instant, les faits susceptibles d'une véritable signification
scientifique. Suivant une autre explication plus rationnelle, quoique
vicieusement systématique, cette grande découverte devrait uniquement
son origine à des idées _à priori_ sur l'identité nécessaire du
magnétisme et de l'électricité, rattachées aux vaines hypothèses dont la
nature intime de ces deux ordres de phénomènes a été le sujet. Mais,
sans entreprendre l'analyse impossible de l'influence effective qu'ont
pu avoir ces conceptions arbitraires sur la marche réelle d'un esprit
qui en était préoccupé, il est évident que la simple comparaison
générale des phénomènes devait conduire à soupçonner cette identité,
comme paraît l'avoir fait M. Oersted, long-temps avant qu'elle fût
constatée. L'influence magnétique si prononcée de l'électricité
atmosphérique, remarquée, dès l'origine de l'électrologie, dans tous les
cas de vaisseaux frappés par la foudre, suffisait certainement, par
exemple, pour indiquer, d'une manière générale, la relation fondamentale
des deux sortes d'actions. On peut, ce me semble, plus judicieusement
demander si, à cet égard, comme à tant d'autres, les systèmes illusoires
n'ont pas, en réalité, contribué davantage à retarder cette importante
découverte qu'à l'accélérer, en rapportant les deux ordres de phénomènes
à des causes radicalement différentes, qui tendaient à faire méconnaître
la valeur des analogies manifestées entre eux par l'observation
rationnelle de plusieurs effets naturels, connus de tous les physiciens.
Quoi qu'il en soit de cette question philosophique, l'ensemble des
expériences décisives imaginées par divers physiciens, dans la direction
tracée par M. Oersted, a mis entièrement hors de doute l'identité
générale des effets magnétiques et électriques. La propriété la plus
vulgaire des aimans, leur puissance attractive à l'égard du fer, a été
constatée par M. Arago, pour les conducteurs voltaïques de nature
quelconque. Ce même physicien a reconnu, dans une expérience capitale,
la possibilité d'aimanter une aiguille d'acier en l'entourant d'un
conducteur voltaïque plié en hélice, ou même en l'électrisant par des
procédés ordinaires, indépendans de l'action galvanique; et ces nouveaux
modes d'aimantation ont été ensuite l'objet d'un judicieux travail de M.
Savary, qui en a exactement analysé toutes les circonstances
essentielles. Enfin, le plus important caractère des phénomènes
magnétiques, la direction constante de l'aiguille aimantée, a été
rattaché par M. Ampère à l'électrologie, aussitôt que cet illustre
physicien eût fait la découverte fondamentale de l'action directrice
exercée par la terre sur un conducteur voltaïque, dont le plan tend
toujours à se placer perpendiculairement à la situation naturelle de
l'aiguille aimantée. D'un autre côté, pour compléter un tel parallèle,
la plupart des phénomènes électriques ordinaires ont pu être imités à
l'aide des aimans; et M. Faraday est même parvenu jusqu'à produire ainsi
de véritables étincelles électriques. En un mot, par la combinaison
rationnelle de ces diverses séries d'observations nouvelles, M. Ampère a
été justement conduit à représenter tous les phénomènes magnétiques
comme fidèlement interprétés en concevant la surface d'un aimant
quelconque recouverte d'une suite de circuits voltaïques fermés,
perpendiculaires à son axe.
Dans cette belle théorie, il ne resterait essentiellement à expliquer
qu'un seul caractère fondamental de la vertu magnétique, sa relation
exclusive à un petit nombre de substances déterminées. Sans doute, il
serait anti-scientifique de vouloir, à cet égard, remonter jusqu'à la
propriété spécifique primordiale; de même qu'on ne saurait, par exemple,
raisonnablement chercher pourquoi tel corps est un bon ou un mauvais
conducteur de l'action électrique. Toutefois, en écartant cette enquête
irrationnelle, il semble que, les phénomènes électriques étant, de leur
nature, généraux, la doctrine électro-magnétique laissera quelque chose
de capital à désirer, tant qu'on n'aura pas rattaché la constitution
propre aux aimans à quelque autre condition électrique, susceptible de
généralité. Le progrès continuel des observations, tend, il est vrai, à
affaiblir chaque jour davantage la différence, primitivement absolue,
entre les substances propres à l'aimantation, et celles qui ne le sont
pas: et nous sommes aujourd'hui autorisés à penser qu'il n'existe, sous
ce rapport, entre les divers corps naturels que de simples distinctions
de degrés, qui, peut-être, ne nous paraissent aussi tranchées que par
l'imperfection des moyens d'observation. Déjà Coulomb avait constaté des
indices non équivoques, quoique très faibles, de l'état magnétique, dans
un grand nombre de substances, réduites en minces filets: mais ces
résultats avaient été alors généralement attribués à l'action de
quelques particules ferrugineuses, dont l'absence ne pouvait être, à
cette époque, irrécusablement garantie. Or, les expériences
électro-magnétiques ont conduit aujourd'hui à multiplier beaucoup le
nombre des effets analogues, en même temps que le perfectionnement de
l'analyse chimique a permis d'assurer que le fer n'avait aucune part à
leur production. Nonobstant ces considérations subsidiaires, il demeure
cependant incontestable que jusqu'ici on n'aperçoit de relation entre
aucun caractère électrique des substances ferrugineuses et leur
singulière prépondérance magnétique: il y a, sous ce rapport, dans
l'électro-magnétisme actuel, une véritable lacune essentielle, qu'on ne
doit pas dissimuler.
Pour faire entièrement rentrer dans la dynamique électrique ordinaire le
phénomène fondamental de la direction propre à l'aiguille aimantée, il
suffit de concevoir la terre, comme tout autre aimant, recouverte à sa
surface d'une suite de circuits voltaïques, parallèles à l'équateur
magnétique. M. Ampère a formé, sur l'origine d'un tel état électrique,
une conjecture fort ingénieuse et même très philosophique, en
l'attribuant, d'après l'action incontestable de la chaleur sur le
développement de l'électricité, aux températures inégales et
périodiquement variables des divers points de la surface terrestre.
L'expérience capitale de M. Arago sur l'influence magnétique du
mouvement de rotation, porte d'ailleurs à penser que le mouvement diurne
de la terre contribue vraisemblablement, d'une manière directe, à une
semblable électrisation. Enfin, il y aurait peut-être lieu d'admettre
aussi, comme sous le rapport thermologique, une certaine constitution
électrique fondamentale, propre à l'ensemble de notre globe. Du reste,
suivant l'esprit général et le plan de cet ouvrage, expliqués dès
l'origine, il ne saurait être ici essentiellement question de ce qui
concerne l'histoire naturelle du globe, quand même elle ne serait point
encore, à tous égards, dans un état de véritable enfance. Je ne puis
donc nullement envisager les lois relatives à la distribution du
magnétisme à la surface de notre planète, dont l'étude, quoique fort
imparfaite, constitue aujourd'hui une des plus intéressantes parties de
la géographie physique. La théorie magnétique propre à la physique
abstraite et générale, se borne, sous ce rapport, à caractériser
exactement, et à assujettir à des mesures précises, les objets
essentiels sur lesquels doit porter l'observation comparative des
naturalistes, savoir: l'intensité relative de l'action magnétique,
estimée d'après le nombre d'oscillations que l'aiguille aimantée
exécute, en un temps donné, autour de sa position d'équilibre; la
direction de cette action, définie par les deux élémens rigoureusement
appréciables, connus sous les noms de _déclinaison_ et d'_inclinaison_,
dont l'évaluation se fait aujourd'hui avec une grande justesse. On
commence maintenant à entrevoir quelques lois empiriques sur diverses
valeurs normales de ces deux angles dans les différens lieux, et l'on
présume, par exemple, que la tangente de l'inclinaison est toujours
double de celle de la latitude magnétique: mais cette recherche est à
peine ébauchée, et présente même encore une notable incertitude. Il en
est ainsi, à plus forte raison, des singulières variations périodiques,
de plusieurs ordres de grandeur et de durée, qu'éprouve, en chaque lieu,
la direction de l'aiguille aimantée, soit en déclinaison, soit en
inclinaison, et qui paraissent jusqu'ici totalement inexplicables.
Toutefois, je ne dois pas négliger de signaler à ce sujet, à cause de sa
rationnalité, l'heureuse tentative entreprise récemment par un célèbre
navigateur, M. le capitaine Duperrey, pour rattacher l'ensemble de ces
diverses variations aux changemens réguliers qu'éprouve l'état
thermométrique du globe. Il serait fort désirable qu'une telle
conception, pleinement en harmonie avec la théorie fondamentale de M.
Ampère, fût finalement confirmée par une discussion judicieuse et
approfondie du système des observations relatives au magnétisme
terrestre.
Telles sont, en aperçu, les principales considérations générales que
fait naître l'examen philosophique des quatre parties essentielles de
l'électrologie actuelle. Quelle que soit l'imperfection relative de
cette branche fondamentale de la physique par suite de la complication
supérieure de ses phénomènes, on a dû remarquer, dans cette sommaire
indication, combien ses progrès ont été comparativement plus rapides, à
partir de l'époque, si peu éloignée, où elle a commencé à prendre un
véritable aspect scientifique. Les parties les plus nouvelles surtout
ont acquis, avec une extrême promptitude, une consistance et une
rationnalité très remarquables, qu'il faut sans doute attribuer avant
tout au sentiment devenu plus profond, plus complet, et plus unanime de
la saine méthode scientifique, mais qui tiennent aussi, à quelques
égards, à l'unité de construction naturellement produite à ce sujet par
la prépondérance des travaux d'un grand physicien. Quoique aucune autre
branche de la physique ne soit altérée, d'une manière aussi étendue, par
l'usage des vaines et absurdes hypothèses relatives à l'essence des
phénomènes et à leur mode primitif de production, ces systèmes
arbitraires n'y sont pas néanmoins très profondément enracinés: leur
radicale nullité y est plus facile à saisir; et son épuration présentera
réellement peu d'obstacles, quand les physiciens en auront dignement
compris l'importance.
Dans cette leçon, et dans l'ensemble des six précédentes, je me suis
attaché à faire exactement apprécier le caractère général propre à la
philosophie de la physique, successivement envisagée sous les divers
aspects fondamentaux que peut présenter l'étude des propriétés communes
à toutes les substances et à toutes les structures, et qui constituent,
par leur nature, autant de sciences vraiment distinctes, quoique liées
entre elles à plusieurs titres, plutôt que les différentes branches
d'une science unique. Ce travail a nécessité partout une opération
philosophique d'une grande importance, qu'avait à peine exigée la
science astronomique, mais qui, désormais, deviendra, dans la suite de
cet ouvrage, de plus en plus indispensable; celle qui consiste à dégager
la science réelle de la déplorable influence qu'exerce encore sur elle,
d'une manière si prononcée, quoique indirecte, l'ancien esprit de la
philosophie métaphysique, dont nous sommes encore fort incomplétement
affranchis, et qui se manifeste, surtout en physique, par les
conceptions, nécessairement illusoires et arbitraires, sur les agens
primordiaux des phénomènes. Après avoir démontré en général le vice
fondamental d'une telle manière de philosopher, j'ai dû l'assujettir à
un examen sommaire, mais spécial, pour chaque partie de la physique qui
en est notablement affectée. La nature de cet ouvrage s'opposait sans
doute à l'exécution convenable d'une telle épuration, qui ne pouvait y
être qu'indiquée: j'espère, toutefois, que cette indication sera
suffisante pour attirer sur cette question vitale l'attention de
quelques physiciens rationnels, en leur faisant sentir que ces vaines
hypothèses constituent, dans le système de la science actuelle, une
superfétation hétérogène, qui ne peut que nuire au progrès des
connaissances réelles, en altérant leur positivité caractéristique, et
dont il serait aussi facile que désirable de se passer désormais
entièrement. La principale utilité scientifique de ce traité consistant
à perfectionner l'esprit général de chaque science fondamentale, mon but
ne sera atteint, à cet égard, que si quelque physicien spécial
entreprend, d'après une telle ouverture, la réalisation d'un projet dont
j'ai dû me borner à signaler ici l'importance et la possibilité. C'est
dans les mêmes vues que j'ai essayé de caractériser sommairement
l'application judicieuse des théories mathématiques aux diverses
branches principales de la physique, tout en indiquant les graves
dangers de la systématisation démesurée et illusoire qu'on a si souvent
tenté d'obtenir par l'emploi de ce puissant moyen, au-delà de ce que
comportait la nature trop complexe des phénomènes correspondans.
Toutefois, en m'occupant, par-dessus tout, de la méthode, je n'ai pas
négligé de signaler, en aperçu, dans la composition effective de chaque
doctrine physique, les principales lois naturelles déjà dévoilées par
l'esprit humain pendant les deux siècles écoulés depuis la naissance de
la vraie physique, et aussi les lacunes essentielles que cet examen
philosophique a fait ressortir.
Je dois maintenant poursuivre la grande tâche que je me suis tracée, en
procédant, dans la première partie du volume suivant, à l'appréciation
philosophique d'une nouvelle science fondamentale, la dernière de toutes
celles qui composent l'ensemble des connaissances générales ou
inorganiques. Cette science, relative aux réactions moléculaires et
spécifiques que les diverses substances naturelles exercent les unes sur
les autres, est nécessairement plus compliquée, et, par suite, beaucoup
plus imparfaite que celles considérées dans ces deux premiers volumes.
Mais sa subordination aux sciences antérieures, dont nous avons établi
la philosophie, peut fournir les moyens de perfectionner notablement son
caractère général.