Part 1

Au lecteur

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Livre de madame du Châtelet déjà sur le Projet Gutenbeg: Elémens de la philosophie de Neuton: Mis à la portée de tout le monde. (ebook nº 50340) Madame du Châtelet a traduit le livre de Newton mais n'a pas été citée nommément dans le livre.

_DISSERTATION_

SUR LA NATURE ET LA PROPAGATION _DU FEU_.

_DISSERTATION_

SUR LA NATURE ET LA PROPAGATION _DU FEU_.

Ignea convexi vis, & sine pondere cœli Emicuit, summâque locum sibi legit in arce.

_Ovid._

_A PARIS_,

Chez PRAULT, Fils, Quai de Conti, vis-à-vis la descente du Pont-Neuf, à la Charité.

M. DCC. XLIV. _Avec Approbation & Privilege du Roi._

AVIS

DU LIBRAIRE.

CEtte Dissertation sur le Feu, a été composée en 1738. pour le Prix de l'Academie des Sciences; elle n'eut point le Prix, mais l'Academie la fit imprimer avec les pieces couronnées, & une autre piece, qui de même que celle-ci fut jugée digne de trouver place dans les recuëils de l'Academie.

Il est dit dans l'Avertissement, qui se trouve à la tête de ces deux pieces, que l'Academie se détermina à les faire imprimer, _sur le témoignage que lui rendirent les Commissaires du Prix, que quoiqu'ils n'eussent pû approuver l'idée qu'on donne de la nature du feu, en chacune de ces pieces, elles leur avoient paru être des meilleures de celles qui avoient été envoyées, en ce qu'elles supposent une grande lecture, & une grande connoissance des bons ouvrages de Physique, & qu'elles sont remplies de beaucoups de faits, très-bien exposés, & de beaucoup de vuës._

Comme on tire peu d'exemplaires des pieces des Prix, & que ces exemplaires sont presque tous distribués entre les Academiciens, j'ai crû faire plaisir au Public, de lui donner cette Dissertation, dans la même forme que les Institutions Physiques du même Auteur; j'y ai joint la Lettre que M. de Mairan lui écrivit en 1741, au sujet des forces vives, & la réponse de l'Auteur, qui m'a donné le reste de l'édition qu'elle fit faire de sa réponse à Bruxelles où elle étoit alors: ces sortes de disputes dans lesquelles on ne cherche réciproquement qu'à s'instruire, sont plus capables qu'aucune autre sorte d'Ouvrages, de contribuer au progrès de la Philosophie.

_DISSERTATION_

SUR LA NATURE

ET LA PROPAGATION

_DU FEU_.

PREMIERE PARTIE.

_De la Nature du Feu._

[Note: Combien il est difficile de définir le Feu.]

Le Feu se manifeste à nous par des Phénomenes si différents, qu'il est presqu'aussi difficile de le définir par ses effets, que de connoître entiérement sa nature: il échappe à tout moment aux prises de notre esprit, quoiqu'il soit au-dedans de nous-mêmes, & dans tous les corps qui nous environnent.

I.

_Que le Feu n'est pas toujours chaud & lumineux._

La chaleur & la lumiére sont de tous les effets du Feu ceux qui frappent le plus nos sens; ainsi c'est à ces deux signes qu'on a coûtume de le reconnoître, mais en faisant une attention un peu réfléchie aux phénomenes de la Nature, il semble qu'on peut douter si le Feu n'opére point sur les corps quelque effet plus universel, par lequel il puisse être défini.

On ne doit jamais conclure du particulier au général, ainsi quoique la chaleur & la lumiére soient souvent réunies, il ne s'ensuit pas qu'elles le soient toujours; ce sont deux effets de l'être que nous appellons _Feu_, mais ces deux propriétés[1], de luire & d'échauffer, constituent-elles son essence? en peut-il être dépouillé? le Feu enfin est-il toûjours chaud & lumineux?

[1] Je me sers ici indifféremment des mots de _modes_ & de _proprieté_, pour éviter le retour trop fréquent du même mot, car en rigueur, puisque le feu n'est pas toujours chaud & lumineux, la chaleur & la lumiere sont des _modes_ & non pas des _proprietés_ de l'être que nous appellons Feu.

[Note: Si le Feu est toujours chaud & lumineux.]

Plusieurs expériences décident pour la négative.

[Note: Lumiere sans chaleur dans les rayons de la Lune.]

1º. Il y a des corps qui nous donnent une grande lumiére sans chaleur: tels sont les rayons de la Lune, réunis au foyer d'un verre ardent (ce qui fait voir en passant l'absurdité de l'Astrologie,) on ne peut dire que c'est à cause du peu de rayons que la Lune nous renvoye; car ces rayons sont plus épais, plus denses, réunis dans le foyer d'un verre ardent, que ceux qui sortent d'une bougie; & cependant non seulement cette bougie, mais même la plus petite étincelle nous brûle à la même distance à laquelle les rayons de la Lune réunis dans ce foyer ne font aucun effet sur nous.

Ce n'est point non plus parce que ces rayons sont réfléchis, car les rayons du Soleil réfléchis par un miroir plan, & renvoyés sur un miroir concave, font, à peu de chose près, les mêmes effets que lorsque le miroir concave les reçoit directement.

Ce ne peut être enfin à cause de l'espace qu'ils parcourent de la Lune ici, 90000 lieuës de plus ne pouvant faire perdre aux rayons une vertu qu'ils conservent pendant 33 millions de lieuës; peut-être cet effet doit-il être attribué à la nature particuliére du corps de la Lune, & peut-être les Satellites de Jupiter & de Saturne donnent-ils quelque chaleur à ces Planetes, quoique notre Lune ne nous en donne point.

Les rayons échauffent d'autant moins que l'on monte plus au-dessus de l'Atmosphere, quoiqu'ils y donnent la même lumiere que près de la surface de la Terre; cependant ils sont plus purs en haut où l'Atmosphere est plus leger: donc la chaleur n'est pas essentielle au Feu élémentaire.

[Note: L'eau n'éteint point les Vers luisans.]

Les Dails & les Vers luisans sont lumineux sans donner aucune chaleur, & l'eau n'éteint point leur lumiére. M. de Réaumur rapporte même que l'eau fait revivre la lumiére des Dails, loin de l'éteindre; je l'ai vérifié sur des Vers luisans, j'en ai plongé dans de l'eau très-froide, & leur lumiére n'a point été alterée.

Il sembleroit par ces expériences que l'eau n'a d'action que sur la propriété du Feu que nous appellons chaleur, puisqu'elle détruit la chaleur, & n'altere point la lumiére, lorsque la propriété d'éclairer est séparée de celle d'échauffer.

[Note: Chaleur sans lumiére dans le fer prêt à s'enflammer.]

2º. Il y a des corps qui brûleroient la main qui s'en approcheroit, & qui ne donnent aucune lumiére: tel est le fer prêt à s'enflammer: donc le Feu peut être privé de la lumiére comme de la chaleur.

Ainsi la chaleur & la lumiére paroissent être au Feu ce que le mode est à la substance; la lumiére n'étant autre chose que le Feu transmis en ligne droite jusqu'à nos yeux, & la chaleur, l'agitation en tout sens que ce même Feu excite en nous quand il s'insinuë dans nos pores.

[Note: Différente propagation de la lumiere & de la chaleur.]

3º. La chaleur & la lumiére se propagent différemment; la lumiére agit toûjours en ligne droite, & la chaleur s'insinuë dans les corps selon toutes sortes de directions: de plus, la vîtesse de la lumiére est infiniment plus grande que celle de la chaleur, mais on ne peut assigner en quelle proportion, car il faudroit connoître les différens degrés de vîtesse avec laquelle le Feu pénétre dans les différents corps: ce qui est très-difficile.

[Note: Autre différence entre la lumiére & la chaleur.]

4º. Une autre différence très-remarquable entre la chaleur & la lumiére, c'est qu'un corps peut perdre sa lumiére en un instant, mais il ne perd jamais sa chaleur que successivement; cette différence est une suite de la façon dont la chaleur & la lumiére agissent; car pour faire périr la lumiére, il suffit d'interrompre la direction du Feu en ligne droite; mais puisqu'il faut, pour exciter la chaleur, qu'il pénétre les corps en tout sens, cette action doit être plus difficile à arrêter; ainsi si vous couvrez le miroir ardent d'un voile, la lumiére disparoît dans le moment à son foyer, & cependant un corps solide qu'on y auroit exposé, conserveroit encore long-temps après, la chaleur qu'il y auroit acquise, c'est encore pourquoi les corps se refroidissent lentement dans le vuide de Boyle, quoiqu'ils s'y éteignent très-promptement.

[Note: Sentiment de Descartes sur la chaleur & la lumiere.]

5º. Si on vouloit s'appuyer de l'autorité, on diroit que Descartes composoit la lumiére de son second élément, & le Feu de son premier; il ne donne à la vérité aucune raison de cette idée, & je ne prétends pas l'examiner ici, mais elle ne pouvoit être fondée que sur ce que ce grand homme pensoit que la lumiére & la chaleur étoient deux modes de l'être que nous appellons Feu.

6º. La lumiére & la chaleur sont les objets de deux de nos sens, le tact & la vûë, & par cette raison même elles ne paroissent point propres à constituer l'essence d'un être aussi universel que le Feu. Ce sont des sensations, des modifications de notre ame, qui semblent dépendre de notre existence, & de la façon dont nous existons; car un aveugle définira le Feu _ce qui échauffe_, & un homme privé du tact universel, _ce qui éclaire_. Ils auront donc tous deux des idées différentes d'un même être, & celui qui seroit privé de ces deux sens, n'en auroit aucune. Or je suppose qu'il ait plû à Dieu de créer dans Sirius, par exemple, un globe dont les êtres n'ayent aucun de nos sens (& il est très-possible que dans l'immensité de l'Univers il y ait de tels êtres) le Feu ne seroit certainement ni chaud, ni lumineux dans ce globe, & cependant il n'y seroit pas anéanti; il paroît donc qu'il faut chercher dans le Feu quelque effet plus universel, & dont l'existence ne dépende point de nos sens.

[Note: Combien nos sens nous trompent sur la chaleur.]

7º. La nécessité d'un tel signe pour nous faire juger avec certitude de la présence du Feu, paroît avec évidence par la façon dont nos sens nous font juger de la chaleur des corps, car un même corps nous paroît d'une température différente, selon la disposition où nous nous trouvons; ainsi lorsqu'on touche un corps avec les deux mains, dont l'une sort de l'eau froide, & l'autre de l'eau chaude, ce corps paroît froid & chaud en même tems. Les altérations qui arrivent à notre santé, changent encore pour nous la chaleur des corps; un homme dans l'ardeur de la fiévre trouvera froid le même corps qui, dans le frisson, lui avoit paru chaud: donc la chaleur que les corps nous font éprouver, ne peut nous faire juger avec certitude, du Feu qu'ils contiennent.

II.

_Quel est l'effet le plus universel du Feu._

Quel est donc l'effet le plus universel du Feu? à quel signe pourrons-nous le reconnoître? je dis le reconnoître en Philosophes, car il est deux façons de connoître les corps, & ceux qui étudient la Nature la voyent d'un autre œil que le vulgaire.

[Note: L'effet le plus universel du Feu, c'est d'augmenter le volume de tous les corps.]

[Note: Raréfaction sans chaleur.]

Ce signe certain de la présence du Feu, cet effet qu'il produit dans tous les corps, qu'on voit, qu'on touche, & qu'on mesure, qui s'opére dans le vuide avec la même facilité que dans l'air, c'est d'augmenter le volume des corps avant d'avoir enlevé leurs parties, de les étendre dans toutes leurs dimensions, & de les séparer jusques dans leurs principes lorsque son action est continuée; cet effet ne dépend point de la lumiére & de la chaleur du Feu, car l'air est très-raréfié sur le haut des Montagnes où la chaleur est insensible, & cette raréfaction de l'air qui est beaucoup plus grande au somet des Montagnes que ne la donne la raison inverse des poids, doit être attribuée en partie au Feu, qui, à cette hauteur raréfie l'air sans l'échauffer sensiblement.

L'eau qui bout à 212 degrés environ du Thermometre de Mercure, & qui passé cela n'acquiert plus aucune chaleur par le Feu le plus violent, s'évapore cependant à force de bouillir: or elle ne peut s'évaporer que sa raréfaction n'augmente, & que ses parties ne s'écartent de plus en plus les unes des autres.

[Note: Et sans lumiere.]

Enfin une bougie que vous éteignez, & qui cesse d'éclairer, s'évapore, & se raréfie encore par la fumée qu'elle rend, donc la raréfaction ne dépend ni de la lumiere, ni de la chaleur du Feu, puisqu'elle subsiste dans les corps que le Feu pénétre indépendamment de leur chaleur, & de leur lumiere.

Il est vrai que la chaleur & la lumiére du Feu ont dû être connues bien long-tems avant qu'on se doutât de sa raréfaction: mais presque toutes les idées des hommes n'ont-elles pas besoin d'être réformées par leur raison? La forme & le mouvement de la matiere, par exemple, ont été connues bien long-tems avant son impénétrabilité, & personne cependant n'en concluëra que le mouvement & une certaine forme soient aussi inséparables de la matiere, que l'impénétrabilité.

On peut cependant faire plusieurs objections contre cette définition, qui fait de la raréfaction la propriété distinctive du Feu.

[Note: Objections contre la raréfaction universelle du Feu, & réponses à ces objections.]

1º. On peut dire que la raréfaction que le Feu opére, ne se manifeste pas toujours à nous.

Mais il est de la nature du Feu que cela soit ainsi, le Feu est également répandu dans tous les corps (comme je le prouverai dans la suite) ainsi nous ne pouvons nous appercevoir de ses effets quand ils sont les mêmes par-tout; il nous faut des différences pour être notre _criterium_, & pour nous conduire dans nos jugemens. Ainsi nous n'avons point de signe pour connoître le Feu lorsqu'il est renfermé entre les pores des corps, il y est comme l'air qu'ils contiennent tous, & qui ne se découvre à nous que lorsque quelque cause le dégage.

2º. Le Feu, dira-t-on, raréfie les corps en augmentant leur chaleur.

Cela est vrai en général, mais je ne crois pas qu'on puisse en conclure que la chaleur soit la cause de la raréfaction, car je viens de faire voir par l'exemple de l'eau qui bout, qu'il y a des circonstances dans lesquelles la raréfaction augmente encore, quoique la chaleur n'augmente plus; or puisque la chaleur n'accompagne pas toujours la raréfaction, il faut convenir que la raréfaction ne dépend point de la chaleur.

3º. On dira peut-être que l'air & l'eau augmentent aussi le volume des corps, & qu'ainsi on ne peut faire de la raréfaction la propriété définitive du Feu.

On ne peut nier que l'air & l'eau ne fassent cet effet sur les corps; mais en augmentant leur volume, ils ne les séparent pas jusques dans leurs parties constituantes, ils ne les font point s'évaporer, se quitter les unes les autres, comme le Feu, ainsi l'espece de raréfaction qu'ils opérent quelquefois dans les corps, est essentiellement différente de celle qui y est opérée par le feu; peut-être même cette espéce de raréfaction que l'air & l'eau opérent, est-elle causée par le Feu lui-même, car c'est par le mouvement que l'air & l'eau pénétrent dans les corps, & le mouvement interne des corps ne leur vient vraisemblablement que du Feu qu'ils contiennent.

L'eau glacée augmente à la vérité son volume, & surnage l'eau liquide, quoiqu'elle contienne beaucoup moins de Feu lorsqu'elle est glacée que lorsqu'elle est dans son état de fluidité, mais ce phénomene doit être attribué à une cause particuliére, dont je parlerai dans la seconde Partie de cet ouvrage.

4º. On peut dire encore que le Feu ne raréfie pas tous les corps, que la corne, la crotte & beaucoup d'autres corps s'endurcissent au Feu, y diminuent le volume: or ces effets sont précisément le contraire de la raréfaction, donc la raréfaction ne peut être la propriété universelle du Feu, puisqu'il y a des corps dans lesquels il produit des effets tout opposés.

Cette objection tombera d'elle-même, si on fait réfléxion, que le Feu n'endurcit ces corps, & ne les réduit sous un plus petit volume, que parce qu'il les a réellement raréfiés, parce qu'il a fait évaporer l'eau qui étoit entre leurs parties, & qu'alors les parties qui ont résisté à son action, sont d'autant plus compactes, occupent d'autant moins de volume, que le Feu a enlevé plus de matiére aqueuse d'entre leurs pores.

5º. Enfin, on peut objecter que les rayons de la Lune qui sont du Feu, ne raréfient point les corps qu'on leur expose. Mais les bornes de nos sens sont si étroites, qu'il ne nous est guéres permis de rien affirmer sur leur rapport, ainsi quoique les rayons de la Lune, quelque rassemblés qu'ils soient, ne fassent aucun effet sur le Thermometre, nous ne pouvons pas en conclurre qu'ils sont entierement privés du pouvoir de raréfier; nous sommes certains seulement qu'ils sont incapables d'exciter en nous la sensation que nous avons appellé _chaleur_, mais peut-être inventera-t-on quelqu'instrument assez fin pour nous découvrir aussi dans les rayons de la Lune ce pouvoir raréfactif qui paroît inséparable du Feu.

[Note: La raréfaction des corps par le Feu, paroît une des loix de la Nature.]

La raréfaction que le feu opére sur tous les corps qu'il pénétre, paroît être une des loix primitives de la Nature, un des ressorts du Créateur, & la fin pour laquelle le Feu a été créé; sans cette propriété du Feu tout seroit compact dans la Nature; toute fluidité, & peut-être toute élasticité vient du Feu, & sans cet agent universel, sans ce souffle de vie que Dieu a répandu sur son ouvrage, la Nature languiroit dans le repos, & l'Univers ne pourroit subsister un moment tel qu'il est.

Ainsi loin que le mouvement soit la cause du Feu, comme quelques Philosophes l'ont pensé, le Feu est au contraire la cause du mouvement interne dans lequel sont les parties de tous les corps.

C'est ici le lieu d'examiner les raisons qui prouvent que le Feu n'est pas le résultat du mouvement.

III.

_Si le mouvement produit le Feu._

[Note: Le mouvement ne produit point le Feu.]

1º. Si le Feu étoit le résultat du mouvement, tout mouvement violent produiroit du feu, mais des vents très-forts, comme le vent d'Est ou du Nord, loin de produire l'inflammation de l'air & de l'atmosphere qu'ils agitent, produisent au contraire un froid dont toute la Nature se ressent, & qui est souvent funeste aux animaux, & aux biens de la terre.

2º. Nous avons dans la Chimie des fermentations qui font baisser le Thermometre, il est vrai que dans ces fermentations, les parties ignées s'évaporent, puisque la vapeur que le mêlange éxhale est chaude, ainsi ces fermentations mêmes sont causées par le Feu qui se retire des pores des liqueurs, mais il n'en est pas moins vrai que la quantité de Feu est diminuée dans les corps qui fermentent, & dont les parties sont cependant dans un mouvement très-violent: donc le mouvement de ces liqueurs les a privé du Feu qu'elles contenoient, loin d'en avoir produit.

Enfin dans ces fermentations, le mêlange se coagule dans quelques endroits, ce qui prouve ce que j'ai dit ci-dessus, que sans le Feu tout seroit compact dans la nature.

3º. Les rayons de la Lune, qui sont dans un très-grand mouvement, ne donnent aucune chaleur.

[Note: _Tentamina Florentina._]

4º. Un mêlange de Sel ammoniac & d'huile de Vitriol produit une fermentation qui fait baisser le Thermometre, mais si on y jette quelques goutes d'Esprit de Vin, l'effervescence cesse, & le mêlange s'échauffe, & fait alors hausser le Thermometre. Voilà donc un cas dans lequel le mouvement étant diminué, la chaleur a augmenté: donc le mouvement ne produit point le Feu.

IV.

_Si le Feu a toutes les proprietés de la matiere?_

Mais quel est cet être que nous appellons Feu? a-t-il toutes les propriétés de la matiére? Voilà ce que la sagacité des Boyle, ces Musschenbroek, des Boërhaave, des Homberg, des Lémery, des s'Gravesande, &c. n'a pû encore décider.

_Non nostrum inter vos tantas componere lites._

Il semble qu'une vérité que tant d'habiles Physiciens n'ont pû découvrir, ne soit pas faite pour l'humanité. Quand il s'agit des premiers principes, il n'y a guéres que des conjectures & des vrai-semblances qui nous soient permises. Le Feu paroît être un des ressorts du Créateur, mais ce ressort est si fin qu'il nous échappe.

[Note: Le Feu est étendu, divisible, &c.]

Nous voyons clairement dans le Feu quelques-unes des propriétés de la matiere, l'extension, la divisibilité, &c. Il n'en est pas de même de l'impénétrabilité & de la tendance vers un centre, on peut très-bien douter si le Feu possede ces deux propriétés de la matiére.

[Note: Mais il n'est peut-être ni grave, ni impénétrable.]

Toutes ces propriétés que nous appercevons dans la matiére n'étant que des phénomenes[2], il n'y a aucune contradiction à supposer qu'il y ait des composés dans lesquels ces phénomenes ne se développent pas; car on ne peut nier que les êtres simples de l'assemblage desquels tous les êtres sensibles résultent, pourroient être combinés de façon qu'il ne résulteroit de leur union aucun des phénomenes que nous regardons comme des propriétés inséparables de l'être qu'on nomme _matiére_, c'est donc à l'expérience à nous apprendre si le Feu est grave & impénétrable.

[2] On sent aisément qu'on suppose ici les principes de la Philosophie Leibnitiene.

V.

_Le Feu est-il impénétrable?_

Il paroît également difficile de nier & d'admettre cette propriété dans le Feu: voici quelques-unes des raisons qui peuvent faire douter de son impénétrabilité.

[Note: Raisons qui peuvent faire douter de l'impénétrabilité du feu.]

1º. Nous voyons à travers un trou fait dans une carte par une épingle, la quatriéme partie du ciel, & tous les objets qui sont entre l'horison & nous dans cet espace: or nous ne pouvons voir un objet que chaque point visible de cet objet n'envoye des rayons à nos yeux, ainsi la quantité prodigieuse de rayons qui passent à travers ce trou d'épingle, & qui s'y croisent sans se confondre, & sans apporter aucune confusion dans notre vûë, étonne l'imagination, & l'on est bien tenté de croire qu'un être qui paroît se pénétrer si facilement, n'est point impénétrable.

2º. Le Feu le plus puissant que les hommes ayent rassemblé jusqu'à présent, c'est celui du foyer du grand miroir du Palais Royal, ou du miroir de Lyon, & cependant on voit le plus petit objet discernable à travers le cône lumineux qui va fondre l'Or dans ce foyer, sans que cette épaisseur de rayons qui est entre l'objet & l'œil, affoiblisse en rien l'image de cet objet.

3º. Une bougie porte sa lumiére dans une sphere d'une demie-lieuë de rayon; or de quelle petitesse incroyable les particules qui éclairent tout cet espace doivent-elles être, puisqu'elles sont toutes contenuës dans cette bougie? il est difficile de les y concevoir, si elles ne se pénétrent pas.

4º. M. Newton a démontré aux yeux & à l'esprit, que les couleurs ne sont autre chose que les différens rayons colorés[3]; il faut donc, pour que nous voyions les objets, que chaque rayon élémentaire se croise en passant dans la prunelle, sans jamais se confondre, & sans que le rayon bleu prenne la place du verd, ni le rouge celle de l'indigo, &c. ce qui paroît presque impossible, si les rayons sont impénétrables.

[3] Le Lecteur comprendra sans doute que j'entens par _rayon coloré_ le rayon qui a le pouvoir d'exciter en nous la sensation de telle couleur.

5º. Le Verre qui transmet la lumiére, a bien moins de pores que la Mousseline qui la réfléchit presque entiérement. Les pores du papier huilé qui transmettent les rayons, sont bien moins grands que ceux du papier sec à travers lesquels ils ne trouvent point de passage: donc ce n'est point la grandeur, ni la quantité des pores d'un corps qui le rendent perméable à la lumiére, puisque le moyen de rendre les corps transparens, c'est de remplir leurs pores: donc il est bien vrai-semblable que le Feu n'est point impénétrable, puisqu'il pénétre les corps indépendamment de leurs pores.

Mais ces raisons qui peuvent faire douter de l'impénétrabilité du Feu, se trouvent combatuës par d'autres raisons très-fortes.

[Note: Raisons en faveur de l'impénétrabilité du Feu.]