G. GOUY — LE MOUVEMENT BROWNIEN ET LES MOUVEMENTS MOLÉCULAIRES 



d'un mouvement de trépidation caractéristique. A 

 quelle cause convient-il de rapporter ce mouve- 

 ment? Tel est le problème qui se pose maintenant 

 pour nous. Remarquons d'abord que cette agita- 

 tion dure indéfiniment. Des préparations bien 

 closes peuvent être conservées plusieurs années, 

 sans changement appréciable. Les cristaux de 

 quartz contenant des cavités pleines de liquide 

 ont été formés à une époque très reculée ; depuis 

 bien des siècles, rien n'a changé dans leur état et 

 leur structure. Le phénomène dont nous avons à 

 rendre compte est donc permanent; c'est là le ca- 

 ractère singulier et paradoxal qui constitue le 

 principal intérêt du problème. 



En eflet, dans les phénomènes physiques, le 

 mouvement tend sans cesse à se détruire par des 

 causes diverses, frottements, résistances passives. 

 Il ne peut subsister que s'il est entretenu par des 

 causes extérieures. Un corps ou un assemblage 

 de corps abandonné à lui-même finit toujours par 

 arriver à un repos définitif. D'une manière plus 

 générale, les modifications spontanées que subit 

 un corps, quelles qu'elles soient, transformations 

 physiques ou chimiques, ne peuvent se continuer 

 indéfiniment; si le corps ne subit pas d'actions 

 extérieures, il iînit toujours par arriver à un état 

 stable, état de repos et d'équilibre, qui demeure 

 ensuite invariable. 



Le mouvement brownien semble faire exception 

 à cette loi générale : il persiste indéfiniment, sans 

 cause extérieure visible. Cette exception est-elle 

 réelle, ou seulement apparente ? N'est-il pas pos- 

 sible que certaines actions extérieures, qui échap- 

 pent à l'observateur, produisent cette agitation 

 incessante? Nous voyons dans la Nature bien 

 d'autres mouvements, tout autrement considéra- 

 bles, qui ne s'arrêtent jamais : la surface des mers, 

 l'atmosphère, sont sans cesse agitées ; nous con- 

 naissons les causes de leurs mouvements. Un 

 examen plus approfondi ne nous montrerait-il pas 

 de même quelque cause extérieure qui agite ainsi 

 les particules en suspension dans l'eau, dans le 

 champ du microscope? A la question ainsi posée, 

 on ne peut répondre que par l'étude détaillée du 

 phénomène, dans des conditions aussi variées que 

 possible, en s'elTorçant de réduire ou d'augmenter 

 dans les limites les plus étendues les causes exté- 

 rieures d'agitation, et examinant les effets produits. 



La première idée qui se présente à l'esprit est 

 d'attribuer le mouvement ))ro\vnien aux mouve- 

 ments du sol, qui interviennent dans beaucoup d'ex- 

 périencesde précision, et font le tourmentdesphy- 

 siciens et des astronomes. Dans les observatoires, 

 on fait usage d'un vase plein de mercure pour 

 former une surface rélléchissant la lumière; ce se- 

 rait le miroir le plus parfait, exactement plan et 



horizontal, si les frémissements de sa surface n'ac- 

 cusaient les moindres mouvements du sol, avec 

 une sensibilité extrême; parfois, plusieurs heures 

 se passent avant qu'on puisse en tirer parti et dis- 

 tinguer l'image réfiéchie sur le mercure. Dans 

 bien d'autres cas, des appareils tout différents 

 montrent la même sensibilité et accusent par leurs 

 déplacements irréguliers la mobilité de la surface 

 du sol, 'qui paraît si stable à l'observation com- 

 mune. Il ne s'agit pas, en général, de mouvements 

 d'origine éloignée, véritables tremblements de 

 terre en miniature, qui, sans être bien rares, ne 

 sont pas assez fréquents pour gêner sensiblement 

 les observations. Ces vibrations du sol sont dues 

 le plus souvent à la répercussion des mille mouve- 

 ments qui constituent la circulation d'une ville et 

 son activité industrielle. C'est dire que leurs effets 

 sont très variables suivant les temps et les lieux ; 

 la nuit, en pleine campagne, on aura le plus sou- 

 vent une stabilité à peu près parfaite. On peut y 

 ajouter encore par des supports flexibles qui iso- 

 lent les appareils du sol et amortissent les vibra- 

 tions. Observons le mouvement brownien dansées 

 conditions ; plaçons à coté du microscope un vase 

 plein de mercure, destiné à servir de témoin ; 

 nous verrons que le mouvement brownien persiste, 

 avec ses caractères et son intensité ordinaires, 

 même dans les instants de calme et de repos par- 

 fait, et qu'il ne s'accroit pas sensiblement quand 

 les vibrations du sol deviennent appréciables. Ces 

 expériences, souventrépétées,nous montrent avec 

 évidence que les vibrations du sol ne sont pas la 

 cause productrice du jihénomône. 



On pourrait aussi penser aux différences de 

 température existant ^dans le liquide soumis a 

 l'observation : mais il est possible, par des dispo- 

 sitifs appropriés, de les réduire beaucoup sans af- 

 faiblir sensiblement le mouvement brownien. Au 

 reste, les courants liquides qui en résultent pro- 

 duisent des mouvements d'ensemble, communs à 

 toutes les particules voisines, qui ne ressemblent 

 en rien à l'agitation individuelle qui constitue le 

 mouvement brownien. 



Une autre circonstance mérite une attention par- 

 ticulière. La lumière est indispensable pour l'ob- 

 servation; elle peut agir sur les particules en sus- 

 pension, ne fût-ce qu'en les échauffant d'une ma- 

 nière inégale. On peut concevoir que, de ces diffé- 

 rences de température, résultent des mouvements. 

 Cette explication rendrait bien compte du carac- 

 tère individuel de l'agitation oltservéc; elle méril(! 

 donc un sérieux examen. 



Pour mettre cette hypothèse à l'épreuve, il con- 

 vient de faire varier, autant que possible, la nature 

 et l'intensité de la lumière employée pour l'obser- 

 vation, et d'examiner s'il en résulte quelque dill'é- 



