Ce sont là des formules, un fait sera plus clair. En voici un: vous
allez voir les méthodes en exercice; il y a un exemple qui les rassemble
presque toutes. Il s'agit de la théorie de la rosée du docteur Well. Je
cite les propres paroles de Mill; elles sont si nettes, qu'il faut vous
donner le plaisir de les méditer.
«Il faut d'abord distinguer la rosée de la pluie aussi bien que des
brouillards, et la définir en disant qu' «elle est l'apparition
spontanée d'une moiteur sur des corps exposés en plein air, quand il ne
tombe point de pluie ni d'humidité visible.»[27] La rosée ainsi définie,
quelle en est la cause, et comment l'a-t-on trouvée?
«D'abord, nous avons des phénomènes analogues dans la moiteur qui couvre
un métal froid ou une pierre lorsque nous soufflons dessus, qui apparaît
en été sur les parois d'un verre d'eau fraîche qui sort du puits, qui se
montre à l'intérieur des vitres quand la grêle ou une pluie soudaine
refroidit l'air extérieur, qui coule sur nos murs lorsqu'après un long
froid arrive un dégel tiède et humide.--Comparant tous ces cas, nous
trouvons qu'ils contiennent tous le phénomène en question. Or, tous ces
cas s'accordent en un point, à savoir, que l'objet qui se couvre de
rosée est plus froid que l'air qui le touche. Cela arrive-t-il aussi
dans le cas de la rosée nocturne? Est-ce un fait que l'objet baigné de
rosée est plus froid que l'air? Nous sommes tentés de répondre que non,
car qui est-ce qui le rendrait plus froid? Mais l'expérience est aisée:
nous n'avons qu'à mettre un thermomètre en contact avec la substance
couverte de rosée, et en suspendre un autre un peu au-dessus, hors de la
portée de son influence. L'expérience a été faite, la question a été
posée, et toujours la réponse s'est trouvée affirmative. Toutes les fois
qu'un objet se recouvre de rosée, il est plus froid que l'air.[28]
«Voilà une application complète de la _méthode de concordance_: elle
établit une liaison invariable entre l'apparition de la rosée sur une
surface et la froideur de cette surface comparée à l'air extérieur. Mais
laquelle des deux est cause, et laquelle effet? ou bien sont-elles
toutes les deux les effets de quelque chose d'autre? Sur ce point, la
méthode de concordance ne nous fournit aucune lumière. Nous devons avoir
recours à une méthode plus puissante: nous devons varier les
circonstances, nous devons noter les cas où la rosée manque; car une des
conditions nécessaires pour appliquer la _méthode de différence,_ c'est
de comparer des cas où le phénomène se rencontre avec d'autres où il ne
se rencontre pas.[29]
«Or la rosée ne se dépose pas sur la surface des métaux polis, tandis
qu'elle se dépose très-abondamment sur le verre. Voilà un cas où l'effet
se produit, et un autre où il ne se produit point.... Mais, comme les
différences qu'il y a entre le verre et les métaux polis sont
nombreuses, la seule chose dont nous puissions encore être sûrs, c'est
que la cause de la rosée se trouvera parmi les circonstances qui
distinguent le verre des métaux polis[30].... Cherchons donc à démêler
cette circonstance, et pour cela employons la seule méthode possible,
celle des _variations concomitantes_. Dans le cas des métaux polis et du
verre poli, le contraste montre évidemment que la _substance_ a une
grande influence sur le phénomène. C'est pourquoi faisons varier autant
que possible la substance seule, en exposant à l'air les surfaces
polies de différentes sortes. Cela fait, on voit tout de suite paraître
une échelle d'intensité. Les substances polies qui conduisent le plus
mal la chaleur sont celles qui s'imprègnent le plus de rosée; celles qui
conduisent le mieux la chaleur sont celles qui s'en humectent le
moins[31]: d'où l'on conclut que «l'apparition de la rosée est liée au
pouvoir que possède le corps de résister au passage de la chaleur.»
« Mais si nous exposons à l'air des surfaces rudes au lieu de surfaces
polies, nous trouvons quelquefois cette loi renversée. Ainsi le fer
rude, particulièrement s'il est peint ou noirci, se mouille de rosée
plus vite que le papier verni. L'_espèce de surface_ a donc beaucoup
d'influence. C'est pourquoi exposons la même substance en faisant varier
le plus possible l'état de sa surface (ce qui est un nouvel emploi de la
méthode des variations concomitantes), et une nouvelle échelle
d'intensité se montrera. Les surfaces qui perdent leur chaleur le plus
aisément par le rayonnement sont celles qui se mouillent le plus
abondamment de rosée.[32] On en conclut «que l'apparition de la rosée
est liée à la capacité de perdre la chaleur par voie de rayonnement.»
«A présent l'influence que nous venons de reconnaître à la _substance_
et à la _surface_ nous conduit à considérer celle de la _texture_, et là
nous rencontrons une troisième échelle d'intensité, qui nous montre les
substances d'une texture ferme et serrée, par exemple les pierres et les
métaux, comme défavorables à l'apparition de la rosée, et au contraire
les substances d'une texture lâche, par exemple le drap, le velours, la
laine, le duvet, comme éminemment favorables à la production de la
rosée. La texture lâche est donc une des circonstances qui la
provoquent. Mais cette troisième cause se ramène à la première, qui est
le pouvoir de résister au passage de la chaleur, car les substances de
texture lâche sont précisément celles qui fournissent les meilleurs
vêtements, en empêchant la chaleur de passer de la peau à l'air, ce
qu'elles font en maintenant leur surface intérieure très-chaude,
pendant que leur surface extérieure est très-froide[33].
«Ainsi les cas très-variés dans lesquels beaucoup de rosée se dépose
s'accordent en ceci, et, autant que nous pouvons l'observer, en ceci
seulement, qu'ils conduisent lentement la chaleur ou la rayonnent
rapidement,--deux qualités qui ne s'accordent qu'en un seul point, qui
est qu'en vertu de l'une et de l'autre le corps tend à perdre sa chaleur
par sa surface plus rapidement qu'elle ne peut lui être restituée par le
dedans. Au contraire, les cas très-variés dans lesquels la rosée manque
ou est très-peu abondante s'accordent en ceci, et, autant que nous
pouvons l'observer, en ceci seulement, qu'ils n'ont pas cette propriété.
Nous pouvons maintenant répondre à la question primitive et savoir
lequel des deux, du froid et de la rosée, est la cause de l'autre. Nous
venons de trouver que la substance sur laquelle la rosée se dépose doit,
par ses seules propriétés, devenir plus froide que l'air. Nous pouvons
donc rendre compte de sa froideur, abstraction faite de la rosée, et,
comme il y a une liaison entre les deux, c'est la rosée qui dépend de
la froideur; en d'autres termes, la froideur est la cause de la
rosée.[34]
«Maintenant cette loi si amplement établie peut se confirmer de trois
manières différentes. Premièrement, par déduction, en partant des lois
connues que suit la vapeur aqueuse lorsqu'elle est diffuse dans l'air ou
dans tout autre gaz. On sait par l'expérience directe que la quantité
d'eau qui peut rester suspendue dans l'air à l'état de vapeur est
limitée pour chaque degré de température, et que ce maximum devient
moindre à mesure que la température diminue. Il suit de là déductivement
que, s'il y a déjà autant de vapeur suspendue dans l'air que peut en
contenir sa température présente, tout abaissement de cette température
portera une portion de la vapeur à se condenser et à se changer en eau.
Mais, de plus, nous savons déductivement, d'après les lois de la
chaleur, que le contact de l'air avec un corps plus froid que lui-même
abaissera nécessairement la température de la couche d'air immédiatement
appliquée à sa surface, et par conséquent la forcera d'abandonner une
portion de son eau, laquelle, d'après les lois ordinaires de la
gravitation ou cohésion, s'attachera à la surface du corps, ce qui
constituera la rosée.... Cette preuve déductive a l'avantage de rendre
compte des exceptions, c'est-à-dire des cas où, ce corps étant plus
froid que l'air, il ne se dépose pourtant point de rosée: car elle
montre qu'il en sera nécessairement ainsi, lorsque l'air sera si peu
fourni de vapeur aqueuse, comparativement à sa température, que même,
étant un peu refroidi par le contact d'un corps plus froid, il sera
encore capable de tenir en suspension toute la vapeur qui s'y trouvait
d'abord suspendue. Ainsi, dans un été très-sec, il n'y a pas de rosée,
ni dans un hiver très-sec de gelées blanches.[35]
«La seconde confirmation de la théorie se tire de l'expérience directe
pratiquée selon la méthode de différence. Nous pouvons, en refroidissant
la surface de n'importe quel corps, atteindre en tous les cas une
température à laquelle la rosée commence à se déposer. Nous ne pouvons,
à la vérité, faire cela que sur une petite échelle; mais nous avons
d'amples raisons pour conclure que la même opération, si elle était
conduite dans le grand laboratoire de la nature, aboutirait au même
effet.
«Et finalement nous sommes capables de vérifier le résultat, même sur
cette grande échelle. Le cas est un de ces cas rares où la nature fait
l'expérience pour nous de la même manière que nous la ferions
nous-mêmes, c'est-à-dire en introduisant dans l'état antérieur des
choses une circonstance nouvelle, unique et parfaitement définie, et en
manifestant l'effet si rapidement, que le temps manquerait pour tout
autre changement considérable dans les circonstances antérieures. On a
observé que la rosée ne se dépose jamais abondamment dans des endroits
fort abrités contre le ciel ouvert, et point du tout dans les nuits
nuageuses; mais que, si les nuages s'écartent, fût-ce pour quelques
minutes seulement, de façon à laisser une ouverture, la rosée commence à
se déposer, et va en augmentant. Ici il est complètement prouvé que la
présence ou l'absence d'une communication non interrompue avec le ciel
cause la présence ou l'absence de la rosée; mais puisqu'un ciel clair
n'est que l'absence des nuages, et que les nuages, comme tous les corps
entre lesquels et un objet donné il n'y a rien qu'un fluide élastique,
ont cette propriété connue, qu'ils tendent à élever ou à maintenir la
température de la surface de l'objet en rayonnant vers lui de la
chaleur, nous voyons à l'instant que la retraite des nuages refroidira
la surface. Ainsi, dans ce cas, la nature ayant produit un changement
dans l'antécédent par des moyens connus et définis, le conséquent suit
et doit suivre: expérience naturelle conforme aux règles de la méthode
de différence.»[36]