Oeuvres complètes. Tome XIX. Mécanique théorique et physique 1666-1695

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Propriétés générales de la matière.

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Avertissement.

Dans leur désir d'embrasser dans une théorie générale tous les phénomènes de l'univers, les premiers philosophes ioniens se posèrent la question de savoir ce qui constitue l'essence des corps. L'unité de la matière, quelle que soit son essence, leur paraissait évidente.

Cette idée de l'unité subsiste chez Démocrite, ainsi que chez Gassendi et Descartes. Or, tandis que Gassendi accepte avec Démocrite le vide et les atomes, dans le sens rigoureux du mot¹⁾, Descartes dans ses Principes de la Philosophie les rejette. Il est partisan de Démocrite en ce sens que personne, à son avis, ne peut raisonnablement douter de l'existence de corpuscules échappant à nos sens à cause de leur petitesse, mais il ne reconnaît pas leur indivisibilité et veut en outre qu'ils remplissent tout l'espace²⁾. Nous avons rappelé que c'est grâce à Gassendi que Descartes avait

1) Voyez p.e. l'‘Abbregé de la Philosophie de M^r. Gassendi’ par F. Bernier, docteur en médecine, de la Faculté de Monpelier (Paris, E. Michallet, 1675), p. 61: ‘Il n'y a force qui puisse resserrer un Atome, le faire ceder, ou faire rentrer ses parties les unes dans les autres ou qui puisse par consequent plier ou rompre ses Anses, & ses Crochets; leur solidité les rendant victorieux de toutes les attaques étrangeres’. Les Cap. 3 et 4 du Lib. II de la Sectio Prima de la Pars Secunda du ‘Syntagma philosophicum’ de Gassendi, p. 192 et 196 du T. I des ‘Opera Omnia’ (ed. Monmort, 1658) sont intitulés: ‘Dari Inane disseminatum, seu Inania spatiola Mundi corporibus interspersa’ et ‘Dari in Mundo posse spatium Inane grandiusculum, seu Coaceruatum’.

2) Principia Philosophiae, Pars Quarta, CCII: ‘Nemo potest dubitare, quin multa revera talia sint’, c. à, d. des ‘corpora tam minuta, ut sensum effugerent’. ‘Sed rejecta est [Democriti philosophia], primò quia illa corpuscula indivisibilia supponebat, quo nomine etiam ego illam rejicio; deinde quia vacuum circa ipsa esse fingebat, quod ego nullum dari posse demonstro’. Nous ne parlons pas ici de la suite de ce passage, savoir: ‘tertiò quia gravitatem iisdem tribuebat, etc.’.

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tourné ses regards vers la physique en commençant son étude par la considération des météores¹⁾. La correspondance des deux philosophes nous renseigne sur l'opposition partielle de leurs théories²⁾.

Or, ce n'est pas, comme on pourrait le croire, à Descartes qui cependant, parmi les philosophes modernes, a fait le plus d'impression sur lui³⁾, mais bien plutôt à Gassendi⁴⁾ ou, pour mieux dire, à Démocrite⁵⁾, que Huygens se rattache dans les grandes questions de l'indivisibilité et du vide. Il accepte et défend plus qu'aucun autre tant l'indivisibilité absolue que le vide absolu. C'est en partant de là qu'il précise ou corrige les idées de Descartes. Ceci ne veut pas dire, évidemment, que Huygens accepte toutes les idées de Gassendi⁶⁾.

Si dans ses considérations mathématiques - cubatures de corps ou calculs de moments d'inertie - il parle, avec les Pythagoriciens, de corps composés de points en nombre fini⁷⁾, ce n'est là chez lui qu'un artifice qui ne doit pas nous occuper ici.

Nulle idée de champs électriques, magnétiques ou gravifiques, ou de masses proportionnelles à des quantités d'énergie, n'ayant encore surgi, la matière chez Huygens est inerte et plus ou moins semblable à une collection de petites billes pleines ou creuses et de petites poutres de formes diverses, ou plutôt à une série de collections de ce genre: il admet que les corpuscules n'ont pas de grandeurs quelconques, mais que depuis la création⁸⁾ il existe des formats bien déterminés et parfaitement

1) T. XVII, p. 354, note 3 et p. 381, note 6. Huygens le dit d'ailleurs lui-même à la p. 515 du T. XVII.

2) Voyez p.e. le Chap. XI (‘Objections de Gassendi. Opposition de Descartes et de Gassendi en physique et en métaphysique. Etc.’) de l' ‘Histoire de la Philosophie Cartésienne’ par Fr. Bouillier (Paris, Durand; Lyon, Brun & Co.; 1854).

3) T. XVI, p. 4.

4) Huygens visita Gassendi à Paris en 1655 quelques mois avant sa mort. Il parle de ses oeuvres déjà en 1658 et 1659 (T. II, p. 225, 480, 499). Voyez sur Gassendi et les comètes la note 1 de la p. 296 qui précède.

5) Ou, si l'on veut, à Démocrite et à Epicure: voyez le dernier alinéa de la p. 331 qui suit.

6) Voyez la note 9 de la p. 319, ainsi que le dernier alinéa et la note 11 de la p. 346 qui suivent. Voyez aussi la note 8 de la p. 471 du T. XVII et l'avant-dernier alinéa de la p. 402 du T. X.

7) T. XVI, p. 464, note 1, p. 484, et ailleurs. Voyez p.e. sur les Pythagoriciens la p. 94 de la ‘Storia del Pensiero Scientifico, Vol. I, Il mondo antico’, par F. Enriques et G. de Santillana (N. Zanichelli, Bologna, 1932): ‘Infatti la monade - punto materiale est eso - appariva non solo elemento costitutivo dei corpi, ma anche delle figure geometriche: linee, superficie e solidi erano pensati come riunioni di punti’.

8) Comparez la Pièce III qui suit.

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différenciés dont les uns surpassent énormément les autres. Ces corpuscules - c.à.d. les véritables atomes, non pas les corpuscules composés⁹⁾ - n'ont aucunement, selon Huygens, pu s'arrondir ou se morceler¹⁰⁾.

Il est vrai que Leibniz, déjà du vivant de Huygens, émit l'hypothèse que la matière n'est nullement inerte¹¹⁾, mais cette manière de voir était si étrangère à ses vues et présentée d'une façon si peu claire qu'il pouvait difficilement prononcer là-dessus d'autre jugement que celui contenu dans les mots ‘Je ne comprens point cette idée’¹²⁾.

Les corpuscules, selon Huygens, ne s'attirent point, pas plus qu'ils ne se repoussent ni à grande ni à petite distance: comparez ce que nous avons dit à la p. 278 qui précède sur les queues des comètes. Descartes qui lui aussi admet uniquement l'action réciproque de corpuscules qui se touchent les uns les autres, dit¹³⁾ avoir expliqué par ses principes les apparents ‘sympathiae vel antipathiae¹⁴⁾ miracula’.

Mais malgré des explications de ce genre - comparez la note 1 de la p. 332 qui suit - on peut continuer à se demander comment il peut y avoir des corpuscules composés; et plus généralement d'où proviennent l'adhésion de différents corps et la cohésion, la solidité, des corps homogènes tant visibles qu'invisibles. C'est une question qui avait été débattue entre philosophes durant des siècles, et dont Locke - voyez sur les relations entre Locke et Huygens les p. 660-661 du T. XVIII - dira en 1690 qu'il est impossible d'y donner une réponse satisfaisante¹⁵⁾. Voyez aussi, à la

9) Voir sur les corpuscules composés la p. 6 qui précède.

10) Voyez la note 2 de la p. 241 du T, XVII.

11) T. X, p. 428, lettre de mars 1693: ‘Enfin quoy que j'aye parlé cy dessus des fermetés ou consistences primitives, j'ay tousjours du panchant à croire, qu'il n'y en a aucune primitive, et que le seul mouvement fait de la diversité dans la matiere et par consequent la cohesion’. Voyez aussi la note 21 de la p. 301 de notre T. X sur le ‘motus conspirans’. Ailleurs Leibniz dira que l'essentiel c'est la force (voyez p.e. notre T. XVI, p. 199, note 8). Il avait longtemps réfléchi sur la nature de la cohésion (voyez la lettre à Oldenburg de 1670, notre T. VII, p. 48).

12) T. X, p. 431, note q.

13) Principia Philosophiae, Pars Quarta, CLXXXVII.

14) En grec: φιλία et νεῖϰος (Empédocle).

15) J. Locke, ‘An essay concerning human understanding’ (1690), Livre II, Chap. IV, dernier alinéa: ‘If any one asks me what this solidity is, I send him to his senses to inform him ... If he thinks this not a sufficient explication of solidity, what it is, and wherein it consists; I promise to tell him what it is, and wherein it consists, when he tells me what thinking is, or wherein it consists; or explains to me what extension or motion is, which perhaps seems much easier’.

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p. 245 qui précède, les paroles de Newton de 1717. Huygens, quoiqu'il ne soit pas ennemi de corpuscules pourvus de tentacules ou de crochets - voyez, outre la Pièce sur la Coagulation, où toutefois il se dédit au § 3, le Traité sur l'Aimant - ne nous paraît pas avoir eu, en fin de compte, la prétention de résoudre cette énigme¹⁾.

Il est fort éloigné de supposer que dans les reactions chimiques il puisse y avoir des destructions de corpuscules composés avec formation de nouveaux corpuscules par des sympathies réelles ou apparentes: il ne soupçonne point que dans l'explosion de la poudre à canon les atomes du soufre ou du carbone puissent former des molécules en se copulant avec d'autres atomes; il ne parle que d' ‘air’ enfermé qui se dilate violemment²⁾. Les naturalistes plus libres du préjugé³⁾ de la non-existence de la ϕιλία ou, si l'on veut, de l'affinité, étaient mieux préparés pour comprendre en quoi consiste l'inflammation. Huygens n'a pas proposé de réponse à la question⁴⁾ ‘quomodo [aer] ignem nutriat’; il doute de l'explication de Hooke⁵⁾ et suppose encore en 1681 que l'embrasement hypothétique des comètes sorties du soleil puisse être analogue à l'inflammation d'une substance d'abord chauffée en vase clos et mise ensuite en contact avec l'air⁶⁾.

Quant aux éléments chimiques, on sait qu'aux jours de Huygens les trois éléments de Paracelse (sal, sulfur, mercurius) étaient aux prises avec les quatre éléments grecs (terre, eau, air, feu). Les tentatives de conciliation ne faisaient pas défaut; tel le livre

1) Note 11 de la p. 4 qui précède, se rapportant à deux lettres de Huygens à Leibniz de juillet 1692 et janvier 1693. Dans sa lettre à Papin du 2 septembre 1690 (T. IX, p. 484) il disait qu'outre la pression extérieure, c'est la dureté des particules qui empêche la rupture des solides; il songeait peut-être à un enchevêtrement des atomes ou des particules; comparez la Pièce sur la coagulation. En décembre 1690 (T. X, p. 179) il dit simplement: ‘un corps n'est pas corps selon moy s'il n'a en soy de quoy maintenir son etendue’. Voyez aussi la note 3 de la p. 398 qui suit.

2) P. 238 qui précède.

3) Descartes dans sa lettre au traducteur des ‘Principia Philosophiae’ parle lui-même des ‘impedimenta praejudiciorum, à quibus nemo prorsus est immunis’.

4) P. 270 qui précède.

5) T. V, p. 236-238. Critique de Huygens à la p. 255 du même Tome.

6) P. 305 qui précède. Descartes enseigne que les flammes n'ont pas absolument besoin de nourriture: ‘Principia Philosophiae’, Pars Tertia, XXII: ‘Neque incongrua videri debet solis cum flamma comparatio, ex eo quòd nullam flammam hîc videamus quae non continuò egeat alimento, quod idem de Sole non observatur. Ex legibus enim Naturae, non minus flamma, quàm quodvis aliud corpus, ubi semel existit, semper existere perseverat, nisi ab aliqua causa externa destruatur, etc.’

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du futur secrétaire de l'Académie, J.B. du Hamel, ‘De consensu veteris et novae Philosophiae libri duo’ (1663)⁷⁾. Huygens, quoique dans ses programmes⁸⁾ il propose la question des éléments, ne s'est jamais aventuré lui-même sur ce terrain glissant. Il parle sans doute à l'occasion de la terre, de l'eau, de l'air, du feu, du sel, du soufre et du mercure qui en effet, considérés simplement, existent tous. Mais il mérite d'être remarqué que nous n'avons trouvé chez lui - autrement que chez Descartes⁹⁾ - aucun passage où le feu joue plus ou moins le rôle d'un élément. À la lettre de Chapelain d'avril 1662, où il est question e.a. des atomes de l'élement feu, il répond¹⁰⁾: ‘Pour ce qui est de vostre hypothese des quatre elemens et de leur qualitez je veux bien en admettre icy, ce qui fait au present suject, c.à.d. ce que vous supposez touchant l'air et l'eau’. En 1692 (T. X. p. 239) il dit que les chimistes ne sont pas encore parvenus à établir ‘des principes vraisemblables’.

L'opinion de Huygens sur l'élasticité des corps solides déformables est la même que celle de Descartes¹¹⁾: des atomes de matière sine¹²⁾ causent le redressement en s'introduisant dans les pores que la flexion a rendus plus étroits. Il est vrai que ceci n'explique guère, nous semble-t-il, pourquoi un fil élastique tiré en longueur - mais le caoutchouc n'était pas encore connu en Europe au dix-septième siècle - reprend exactement sa longueur primitive.

Au sujet de l'état fluide, Descartes se contentait de dire que les particules sont en

7) En 1675 - plusieurs années après les débats sur la coagulation; Pièce IV qui suit - parut le fameux ‘Cours de Chimie’ de N. Lemery, déjà mentionné à la p. 225 qui précède. Lemery admet cinq principes - l'eau, l'esprit (ou mercure), l'huile (ou soulfre), le sel et la terre - mais sans attacher à ce nombre une importance exagérée; p. 5 de l'édition de 1744: ‘ces principes sont encore divisibles’. Huygens ne cite nulle part le Cours de Lemery qu'il peut cependant fort bien avoir connu: voyez les p. 101-102 du T. VIII.

8) P. 269 et 270 qui précèdent.

9) Dans la Pars Quarta des ‘Principia Philosophiae’ on trouve p.e. aux chap. LXXX, LXXXV et CI les expressions: ‘particulae ... ignis formam habent’; ‘globulos ... in ignem mutare’; ‘in ignem converti’. Voyez sur Gassendi et les atomes de feu la p. 346 qui suit.

10) T. IV, p. 146.

11) ‘Principia Philosophiae’, Pars Quarta, CXXXII. Voyez cependant la note 17 de la p. 5 qui précède.

12) Ce sont, chez Descartes, les ‘globuli secundi elementi’. Voyez sur les matières fines de Huygens le Traité de la Lumière, le Traité de l'Aimant, etc.

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mouvement les unes par rapport aux autres¹⁾; Huygens ajoute que l'agitation de particules plus petites contribue à conserver cette mobilité.

Il lui semble évident - la question ne se pose peut-être même pas pour lui; voyez cependant la remarque sur son doute à la p. 243 qui précède - que dans un fluide non visqueux comme l'eau ou le mercure il ne peut y avoir de pression négative. Nous pouvons dire désormais avec certitude que cette pression négative existe et que l'interprétation de Huygens de sa célèbre expérience sur le fluide qui ne veut pas descendre est erronée²⁾.

Les gaz - pour employer l'expression de van Helmont³⁾ dont Huygens ne se sert pas encore - doivent toute la mobilité de leurs particules, en d'autres termes toute leur élasticité - comparez ce que nous avons dit sur les fluides - à la matière fine, continuellement agitée, dont les particules choquent les leurs⁴⁾. Ce ne fut qu'assez longtemps après la mort de Huygens que Daniel Bernoulli mit la mobilité dans les particules des gaz eux-mêmes et soumit les phénomènes au calcul, créant ainsi la théorie cinétique qui ne devait se développer qu'au dix-neuvième siècle⁵⁾.

Huygens, comme on le voit dans les pages qui suivent, a fait quelques expériences sur la congélation et la compressibilité, mais, quant à ces dernières, il ne nous a pas transmis beaucoup de détails.

Il est d'avis, comme d'autres naturalistes - ou plutôt: comme Baco Verulamius -

1) ‘Principia Philosophiae’, Pars Secunda, LIV: ‘Quae sint corpora dura, quae fluida’. Voyez sur ce chapitre la Pièce V qui suit.

2) Voyez la p. 246 qui précède (expérience de Worthington).

3) J.B. van Helmont (1577-1644).

4) C'est ce que Descartes exprime p.e. comme suit (‘Principia Philosophiae’, Pars Quarta, XLV): ‘aërem nihil aliud esse debere, quàm congeriem particularum tertii elementi tam tenuium, & à se mutuò disjunctarum, ut quibuslibet motibus globulorum coelestium obsequantur’. D'après les §§ VI-VIII de la Pars Quarta, les particules du troisième élément sont plus grosses que les ‘globuli secundi elementi’ ou ‘globuli coelestes’.

5) D. Bernoulli, ‘Hydrodynamica’ de 1738, Sectio decima ‘De affectionibus atque motibus fluidorum elasticorum, praecipue autem aëris’. Il dit de l'air (au § 2) que ses ‘corpuscula minima’ sont ‘motu rapidissimo hinc inde agitata’, sans qu'il soit question de particules plus petites entretenant ce mouvement.

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avant lui, que la chaleur consiste dans l'agitation des particules, et il ajoute que ceci ne s'applique pas seulement à la matière grosse mais aussi à la matière fine.

La Pièce sur la coagulation fait voir mieux qu'aucun résumé ses idées sur la permanence des particules.

Sur leur nature on peut consulter en outre différents chapitres du Traité de la Lumière, etc.