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Le mécanisme de la nature Exposé simple des idées modernes concernant la struct

Le mécanisme de la nature Exposé simple des idées modernes concernant la structure de la matière et les radiations PAR E. N. DA C. ANDRADE Professeur de Physique à l'Université de Londres TRADUIT DE L'ANGLAIS PAR G. MALGORN PARIS 92, RUE BONAPARTE (Vit 1932 IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 Le mécanisme de la nature Class. déc. : 33 (073) IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 |j» ftib-fo ?>KÇ£ kS fw, Le mécanisme; de la nal Exposé simple des idées modernes concernant la structure de la matière et les radiations PAR E. N. DA C. ANDRADE Professeur de Physique à l'Université de Londres TRADUIT DE L'ANGLAIS PAR G. MALGORN PARIS 92, RUE BONAPARTE (Vl> 1932 Tous droits réservés IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 H ■ " * ' IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 Dédié, avec mes sentiments cordiaux, à Edward Buxton SKANKS en témoignage de reconnaissance. IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 Préface Comme je recherche ma principale distraction dans la compagnie de gens qui gagnent leur existence par des moyens moins désespérés que le service de la science, on me demande souvent d'expliquer en termes simples tel ou tel perfectionnement de la physique moderne. Il arrive souvent, cependant, que la chose m'est rendue extrêmement difficile par le fait que mon interlocuteur ne connaît rien à la question et ressemble à ces composés chimiques qui peuvent et désirent, pour ainsi dire, absorber la vapeur d'eau, mais ne peuvent le faire aisément s'ils sont trop desséchés : il leur faut une humidification préalable pour qu'ils puissent boire facilement. Quand la demande m'a été faite d'un livre où se trouvent les éléments préliminaires, j'ai dû répondre que je n'en connaissais aucun et on m'a supplié d'en écrire un moi-même. « Il faut, m'a-t-on dit, qu'il soit court, car nous ne sommes plus jeunes et n'avons pas grand temps à consacrer au sujet : il doit être simple, car nous ne voulons pas avoir à nous débattre au milieu de termes incompréhensibles : il ne doit pas trop sentir l'école car nous ne sommes ni patients ni soumis à la contrainte qui fait que les livres de classe sont lus. Mettez-vous à l'ouvrage. » Dans ce livre que j'ai écrit pendant mes vacances IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 viii le mécanisme de la nature je me suis efforcé d'exposer les bases de la science physique en les illustrant par des exemples tirés de ses progrès récents. J'ai écrit ce livre avec l'espoir qu'il pourra être lu en une heure ou deux par un lecteur non spécialisé. Il doit fournir une base suffi¬ sante pour permettre de comprendre les origines et les possibilités des principaux progrès annoncés de temps en temps dans les journaux. J'aurais préféré comme titre : « Brève introduction à la Philosophie naturelle » que je comptais primitivement donner à ce petit volume ; j'aime cet ancien mot de « Philoso¬ phie naturelle » et l'idée de science physique qu'il implique. Le titre, cependant, m'a semblé trop im¬ posant pour une si petite chose, et je suis sûr qu'il aurait donné à beaucoup de lecteurs une impression fausse, car le sens des mots varie d'âge en âge. Une longue préface pour un court volume équivaut à un long Benedicite devant un radis et un œuf. Je ne tomberai pas dans ce travers et je me contenterai d'espérer que ce plat modeste sera trouvé sain, et que, bien qu'insuffisant comme repas, il pourra mettre le lecteur en appétit et l'inciter à rechercher une nourriture plus substantielle là où elle se trouve. Londres, mars 1930. E. N. da C. Andrade. IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 LE MÉCANISME DE LA NATURE CHAPITRE PREMIER Qu'est-ce que la Physique ? La physique cherche dans son domaine à reconstruire le monde, à le déduire par voie purement syllogistique d'un principe général une fois admis. Bouasse. Le philosophe a le devoir d'étudier la nature géné¬ rale des événements matériels et spirituels qui font la vie de l'homme, et d'essayer d'élaborer un plan qui servira à concilier des apparences contradictoires et à simplifier, par l'étude des premiers principes, la suite complexe des événements dont nous sommes les jouets. C'est à lui qu'incombe le soin de trouver une réponse à l'éternel « Pourquoi ? », que l'humanité troublée par les problèmes du bien et du mal, de la vie et de la mort, pose dans le balbutiement de l'enfance, et avec la voix rauque de l'agonie, depuis que l'homme est un animal pensant. La nature de l'apparence et de la réalité, la signification de la vérité et du mensonge, le but et la raison de notre connaissance, la signification de la conception de la beauté — tels sont quelques-uns des problèmes à la résolution desquels le philosophe peut exercer ses facultés. Ce sont là des questions très vastes et très MÉCANISME NATURE IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 2 LE MÉCANISME DE LA NATURE décevantes, difficiles à énoncer de façon satisfaisante, encore plus difficiles à résoudre. De nouveaux points de vue peuvent être trouvés, mais comment pouvons- nous juger si un progrès réel a été obtenu ? La tâche de l'homme de science est plus modeste : il n'a pas à répondre à l'éternel « Pourquoi ? », mais au non moins éternel ((Comment ? ». 11 ne considère que les faits d'observation et essaie de les réduire en un système, de sorte que si nous admettons certains principes initiaux, les faits que nous savons systé¬ matiquement doivent s'ensuivre comme conséquence nécessaire, et une méthode pour en rechercher de nouveaux se suggère d'elle-même. Les principes eux- mêmes sont choisis pour s'adapter aux faits qui, pour le savant, sont d'importance capitale — les principes ne se démontrent pas. Que les principes soient vrais ou non au sens absolu, c'est là une question que le savant ne sait pas discuter : si leurs conséquences concordent avec la Nature ils sont vrais provisoire¬ ment. Les principes fondamentaux de la science sont donc souvent appelés « hypothèses provisoires », car ils sont établis dans le seul but de fournir une base sur laquelle un système peut être construit qui semble correspondre à la marche du monde matériel, chaque fois qu'il nous est possible de faire des mesures de comparaison. Nous considérons qu'un progrès a été accompli quand un plus grand nombre de phéno¬ mènes observés a été amené dans le champ de notre principe général. Il s'ensuit qu'une théorie scientifique peut être abandonnée quand elle s'est révélée insuffisante, sans pour cela que l'on puisse crier à la faillite de la méthode scientifique. Considérons, par exemple, la IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 qu'est-ce que la physique ? 3 théorie atomique \ Il y a quarante ans, on considérait généralement les atomes comme des entités dures, non cassables, quelque chose comme des billes de billard extrêmement petites, chaque élément possédant un type parfaitement défini d'atome, foncièrement diffé¬ rent de celui d'un autre élément. Cette hypothèse était suffisante pour expliquer les propriétés des gaz, car, en supposant que les atomes de cette espèce fassent certains mouvements obéissant aux lois de la méca¬ nique, on en déduirait mathématiquement des résul¬ tats concordant bien avec les propriétés des gaz telles que nous les observons au laboratoire. En prêtant aux atomes certaines forces d'attraction, ou affinités, il nous était possible d'expliquer les lois générales de la chimie. Puis vint la découverte de l'électron, beaucoup plus léger que l'atome, qui suggéra l'hypo¬ thèse que les différents types d'atome sont faits d'électrons. En outre, la découverte de la radio¬ activité montra que certains atomes, tels que ceux de la famille radium, peuvent émettre des particules chargées d'électricité et, ainsi, non seulement con¬ tiennent ces particules comme partie de leur structure, mais aussi doivent posséder en elles-mêmes une réserve d'énergie pour fournir l'énergie des radiations. La question se posa alors de savoir s'il fallait admettre cette énergie interne ou nier le principe de la conser¬ vation de l'énergie, car les éléments radio-actifs cèdent de l'énergie sans que de l'énergie leur soit fournie par nous. Le principe de la conservation de l'énergie s'est montré trop utile pour être abandonné, malgré la 1 Discutée chapitre VII, où les termes non familiers rece¬ vront leur explication. IRIS - LILLIAD - Université Lille 1 4 LIS MÉCANISME DE LA NATURE suggestion de certains. Les faits de la radio-activité nous ont obligés, cependant, à abandonner l'idée que l'atome est incassable, car les atomes d'un élément radio-actif se fragmentent et deviennent des atomes d'autres éléments. Les résultats des nouvelles recher¬ ches ne purent être expliqués qu'en supposant que l'atome avait une structure semblable à un système solaire minuscule, la masse de l'atome étant concen¬ trée dans un noyau excessivement petit au centre, et le reste de l'atome consistant en électrons avec de larges intervalles entre eux. Cette image de l'atome est discutée dans le uploads/Litterature/ le-de-la-mecanisme.pdf