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L’École normale de l’an III. Vol. 3, Leçons de physique, de chimie, d’histoire naturelle

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Étienne Guyon

Leçons de physique d'Haüy

Troisième débat

26 pluviôse/14 février

Texte intégral

1Libes. Citoyen, j’aurais quelques observations à vous faire. D’abord, votre programme n’est, pour ainsi dire, que le plan de l’enseignement que vous vous proposez de nous donner. Il paraît ou trop vaste ou trop resserré. Il me paraît trop vaste si vous voulez circonscrire la physique dans les limites relatives à l’enseignement des écoles primaires : je crois, en effet, que la théorie de la structure des cristaux ne sera jamais du ressort des élèves, peut-être même des instituteurs des écoles primaires. Ainsi, sous ce rapport, ce plan me paraît avoir trop d’étendue ; si au contraire, vous prétendez nous tracer le plan de l’enseignement des Écoles normales dans le haut degré d’instruction, alors il me paraîtrait trop resserré. Il y a dans la physique une foule de connaissances très importantes, qui n’entrent pas dans votre programme.

2Vous y parlez ensuite des propriétés générales des corps, l’étendue, la divisibilité, la porosité ; et vous nous donnez une preuve de la porosité des corps par une des propriétés de l’hydrophane. Il me paraît que cette preuve ne peut avoir beaucoup de force en physique. C’est une preuve tirée d’un exemple particulier d’un corps, qui n’est pas reconnu pour avoir des molécules intégrantes très rapprochées. Il est reconnu que toutes les substances métalliques ont les molécules beaucoup plus rapprochées que les autres substances poreuses. Ainsi donc, je ne vois en cela d’autres preuves, sinon que l’hydrophane est un corps poreux. Si vous pouvez en tirer quelques inductions, c’est que les autres corps dont les parties intégrantes sont moins rapprochées que dans l’hydrophane sont poreux ; ainsi les conclusions que vous pouvez tirer de cette preuve sont nulles, relativement aux substances métalliques. Il me paraît que nous avons une preuve bien démonstrative de la porosité des corps, et je crois qu’une preuve bien démonstrative devrait avoir la préférence sur une preuve d’induction. Cette preuve est une conséquence de deux principes que vous avez, sinon démontrés, du moins énoncés dans une de vos leçons. Le calorique, dites-vous, a la propriété d’écarter les molécules intégrantes des corps, ce qui produit la dilatation. Le refroidissement a une propriété opposée, c’est-à-dire que, lorsque le calorique abandonne les molécules des corps, ils doivent reprendre le premier volume qu’ils avaient auparavant, si on les ramène à la même température : et si on refroidissait encore davantage les corps, les molécules intégrantes devraient se rapprocher davantage. Si vous pouviez produire le refroidissement total, vous rapprocheriez, le plus possible, les molécules intégrantes des corps, c’est-à-dire qu’elles se toucheraient immédiatement, si elles étaient soumises au froid absolu, au refroidissement le plus grand possible. Mais la production de ce froid absolu est une chimère ; et quand il serait en notre pouvoir de le produire, ce serait une témérité de l’entreprendre, puisque à ce degré, notre existence serait anéantie. Nous pouvons dire que les molécules d’un corps ne sont pas rapprochées autant qu’il est possible, que par conséquent elles ne se touchent pas immédiatement ; voilà une preuve qui est très démonstrative. Tout ce qu’on peut dire, c’est qu’elle n’est pas directe ; mais lorsque nous n’avons pas en physique de bonnes preuves directes, il faut nous en tenir à des preuves indirectes qui soient démonstratives : suivons en cela la marche des géomètres ; ils emploient les preuves indirectes, lorsqu’elles sont démonstratives, et abandonnent les preuves directes qui ne prouvent rien.

3Le Professeur. Citoyen, vous venez de me faire plusieurs observations ; je vais les reprendre les unes après les autres, et tâcher d’y répondre. Premièrement, vous remarquerez que le plan tracé dans le programme est trop vaste, s’il est relatif à l’enseignement des écoles primaires ; il est au contraire trop resserré, si c’est un plan d’enseignement général de physique. Je n’ai jamais considéré le plan dont il s’agit comme relatif aux écoles primaires. Il y aura un ouvrage élémentaire à l’usage de ces écoles, qui fera le triage des connaissances destinées à être transmises aux élèves, parmi celles que nous exposons dans le cours des Écoles normales. Ces connaissances y seront présentées avec toute la simplicité propre à les rendre populaires ; et la gloire d’avoir déchiré le voile, qui cachait des vérités sublimes aux yeux des savants, sera peut-être moins flatteuse que celle d’en avoir fait tomber un second, qui les dérobait à ceux des hommes ordinaires.

4Mais le plan paraît trop resserré, lorsque vous le considérez sous le rapport de l’enseignement des Écoles normales. Cependant, si vous en exceptez les objets qui tiennent aux sciences physico-mathématiques, dont les citoyens Lagrange et Laplace se sont chargés, et qui sont bien mieux placées entre leurs mains qu’entre les miennes, je ne vois aucune branche importante de la physique qui ne soit comprise dans le plan dont il s’agit. D’ailleurs, je vous prie d’observer que la Convention nationale avait d’abord fixé à quatre mois la durée des cours de l’École Normale, et qu’il n’était pas possible de développer, dans un intervalle aussi limité, l’ensemble de toutes les connaissances qu’embrasse la physique.

  • 1 Cette position épistémologique permet à Haüy de ne pas rechercher la concordance précise des consé (...)

5À l’égard de votre observation sur la porosité, je répondrai que j’ai imité les physiciens qui, après avoir établi cette propriété d’une manière générale, la font parler aux yeux par des expériences particulières. Celle que j’ai employée m’a paru dire même quelque chose de plus que les expériences ordinaires, ainsi que je l’ai exposé dans le temps. Telle est la marche de toutes les sciences. On commence par établir le principe, et ensuite on le rend sensible par des exemples1.

6Libes. Après avoir parcouru les propriétés générales des corps, j’ai passé aux autres propriétés, la pesanteur, la mobilité ; en parlant de la pesanteur, vous distinguez très bien la pesanteur des poids. De là, vous passez à la pesanteur spécifique des liquides même, et aux moyens propres à pouvoir mesurer ces pesanteurs spécifiques ; mais, en parlant de l’aréomètre, par exemple, vous posez là des principes d’hydrostatique. Vous nous supposez donc des connaissances de tous ces principes là ; vous auriez pu nous supposer celle des définitions qui remplissent une de vos leçons. Je ne sais pas pourquoi vous avez consacré une leçon entière à des définitions, tandis que vous nous avez supposé la connaissance de principes qui avaient peut-être besoin de plus grands développements.

7Le Professeur. L’enseignement des Écoles normales ne consiste pas tant dans le développement des sujets que nous avons à traiter, que dans une exposition claire et nette des principes, qui dépend surtout d’une bonne définition de ces principes ; et de plus, dans leur rapprochement, et dans la manière de les présenter pour en faire sentir la liaison et la dépendance mutuelle. Nous supposons que nous parlons à des auditeurs déjà instruits, ou plutôt nous ne supposons rien, et nous sommes persuadés d’avance qu’ils possèdent les connaissances sur lesquelles nous les entretenons, et qu’il ne s’agit que de parvenir à la méthode la plus propre pour les répandre par une circulation facile et rapide.

8Libes. J’ai une petite objection à vous faire sur les octaèdres réguliers. Le sulfate d’alumine est un nom de la nouvelle nomenclature. Nous entendons par ce nom une combinaison de l’acide sulfurique avec l’alumine. Cette combinaison, saturée de sa base, n’existe pas dans la nature. Le sulfate d’alumine qui existe dans la nature, dont vous avez l’intention de parler, est celui où l’acide se trouve en excès, et qui cristallise en octaèdres réguliers. Pour faire le sulfate d’alumine dont je veux parler, il faut combiner l’acide sulfurique avec l’alumine, jusqu’à saturation, et alors vous obtiendrez non pas des octaèdres, mais des cubes. Nous appelons le premier sulfate acide d’alumine, pour le distinguer de l’autre.

9Le Professeur. Vous pouvez adopter ce mot, si vous le jugez à propos. J’ai parlé le langage reçu parmi les chimistes. Vous indiquez une nuance à ajouter au tableau de nomenclature qu’ils nous présentent. C’est à eux de commencer ; les physiciens les suivront.

10Libes. Je passerai à quelques observations sur la structure des cristaux. Vous avez cherché premièrement à connaître la forme primitive que vous avez appelée le noyau du cristal et la valeur de ses angles. Et ensuite, une fois que cette forme primitive est déterminée, vous cherchez à en déduire les différentes variétés de la même substance ; et en cela, votre théorie est infiniment ingénieuse et satisfaisante, puisqu’elle a le bonheur de réunir le calcul à l’observation. Vous avez imaginé, pour expliquer les différentes variétés, des décroissements de deux, de trois, de quatre rangées, etc. Ces décroissements se font tantôt sur les arêtes, d’autres fois sur les angles ; et avec ces différents décroissements, dirigés de telle ou telle manière, vous voyez les molécules qui sont parfaitement semblables se lier dans des formes différentes, composées de la même matière. Par exemple, dans le spath calcaire, les molécules qui sont rhomboïdales, avec un angle de 101 degrés et demi, peuvent prendre différents arrangements que vous leur donnez, de manière à produire, tantôt un prisme hexaèdre, tantôt un dodécaèdre, terminé par des triangles scalènes, et ainsi des autres. Il me reste cependant une difficulté. Lorsque je vois des effets différents qui sont produits, je conclus qu’il y a différentes causes qui les produisent. Lorsque vous arrangez vos molécules intégrantes, je vois bien quelle est la cause qui produit l’arrangement. Vous me donnez du spath calcaire de différentes formes : je vois bien comment, avec le même noyau, vous me formerez différentes variétés. Mais je ne vois pas quel est le moyen que la nature emploie pour produire des cristaux de différentes variétés. Ainsi le spath calcaire du Hartz se cristallise presque toujours en prisme hexaèdre. Si les molécules sont parfaitement les mêmes, et dans le Hartz et à Cousons, je ne vois point quelle sera la cause qui pourra décider ces différents arrangements dans ces différents lieux ; c’est ce que je voudrais savoir.

  • 2 Libes n’a pas prétendu cela. Comme Haüy le dit, il cherche à connaître les lois de la formation et (...)
  • 3 Haüy étend à tous les cristaux ce qu’il déduit des cristaux qui peuvent se cliver. Romé de l’Isle (...)
  • 4 Mais l’accord entre observation et calcul n’est pas parfait.
  • 5 La question de Libes amène ainsi Haüy à préciser sa pensée sur les lois de la formation des minéra (...)

11Le Professeur. Nous ne nous sommes proposé que de donner les lois de la structure des cristaux, et vous demandez celles de leur formation. Vous doutez que les molécules conservent exactement la même figure, dans les différentes cristallisations d’une même substance, parce que vous voyez la forme extérieure subir des variations2. Mais il paraît bien prouvé par les faits que les molécules intégrantes, au moins celles que je considère comme telles, ont une figure invariable, dans tous les cristaux originaires d’une même substance, puisque la division mécanique de ces cristaux, de quelque pays qu’ils viennent, donne absolument le même résultat3. D’ailleurs, il serait bien singulier qu’en partant toujours d’une même forme de molécule, et appliquant le calcul aux lois de décroissement qui déterminent des soustractions par une ou plusieurs rangées de ces molécules, on fût conduit à des résultats parfaitement d’accord avec l’observation, quoique la véritable molécule fût réellement différente de celle que l’on supposerait être employée à la formation des cristaux4. L’erreur n’est pas ainsi d’intelligence avec la nature. Il faut donc que la diversité des formes secondaires, c’est-à-dire celle des arrangements que prennent ces molécules d’une figure invariable, tienne à d’autres causes ; et il est tout simple d’attribuer ces causes aux circonstances extérieures, telles que les différentes densités du fluide dans lequel s’opère la cristallisation, la différence de ses températures, les divers mélanges des substances étrangères qui peuvent s’y rencontrer, ou même les diverses proportions des principes composants, dont l’un pourra avoir sa partie surabondante interposée entre les molécules propres des cristaux, à la production desquels l’autre partie concourra, comme principe essentiel. On conçoit que toutes ces circonstances, en faisant varier l’affinité du fluide à l’égard des molécules qui y sont suspendues, peuvent de même occasionner des diversités dans la manière dont elles s’arrangent entre elles, au moment où il les abandonne. Le dernier effort de la science serait de pouvoir soumettre toutes ces circonstances au calcul, et en déduire les changements de figure que subissent les cristaux. Mais nous sommes encore loin d’avoir toutes les données nécessaires pour résoudre ces sortes de problèmes5.

12Normand. Vous nous avez peint la pesanteur comme agissant à chaque instant sur chacune des molécules d’un corps. Il résulte de ce principe que l’air, lorsqu’on fait le vide dans la machine pneumatique ne se comporte pas comme les corps solides. L’expérience démontre qu’il se raréfie de plus en plus à chaque coup de piston, en sorte que la totalité est toujours remplie. Les molécules se séparent et semblent aller contre la gravitation. De même si l’on met une once de baryte dans de l’eau distillée, elle s’y dissout, et se combine avec elle, en résistant à l’action de sa pesanteur. Si ces considérations appartiennent au domaine de la chimie, elles appartiennent aussi à la physique générale.

  • 6 Nous sommes bien dans une conception newtonienne des corps. La « pesanteur » remplace ici pour Haü (...)

13Le Professeur. Si l’air renfermé sous le récipient n’était pas un fluide élastique, il descendrait, par son poids, à mesure qu’on ferait le vide, comme l’eau s’abaisse dans un vase, en vertu de la gravité, à mesure que sa partie inférieure s’écoule par une ouverture faite au fond du vase. Mais à mesure que la quantité d’air renfermée sous le récipient diminue, ce qui reste de ce fluide se dilate, en vertu de son élasticité, et se répand dans toute la capacité du récipient. Tout ce qui résulte ici de l’action de la pesanteur, c’est que les couches inférieures sont un peu comprimées par le poids des couches supérieures. Cet effet est analogue à celui qui a lieu par rapport à l’air libre et dans son état ordinaire. Quant à l’autre exemple, tiré des molécules d’un corps qui se combinent avec un fluide, on conçoit comment, dans cette combinaison, la force de la pesanteur est vaincue par celle de l’affinité qui agit très puissamment à la distance presque infiniment petite où se trouvent les molécules du corps dissous à l’égard de celles du fluide qui les attire à lui, et se combine avec elles6.

Notes

1 Cette position épistémologique permet à Haüy de ne pas rechercher la concordance précise des conséquences tirées de la théorie et des mesures fournies par l’expérience.

2 Libes n’a pas prétendu cela. Comme Haüy le dit, il cherche à connaître les lois de la formation et non de la structure.

3 Haüy étend à tous les cristaux ce qu’il déduit des cristaux qui peuvent se cliver. Romé de l’Isle lui a toujours reproché cette position.

4 Mais l’accord entre observation et calcul n’est pas parfait.

5 La question de Libes amène ainsi Haüy à préciser sa pensée sur les lois de la formation des minéraux, mieux qu’il ne le fera ailleurs.

6 Nous sommes bien dans une conception newtonienne des corps. La « pesanteur » remplace ici pour Haüy la gravitation, et l’affinité est dans ce cas précis une force répulsive.

© Éditions Rue d’Ulm, 2006

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