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G. GOUY — LE MOUVEMENT BROWNIEN ET LES MOUVEMENTS MOLECULAIRES 



d'un grand nombre do molécules. Lorsqu'un corps 

 nous paraît en repos, c'est que les mouvements de 

 ses molécules se compensent les uns les autres; 

 ce repos n'est, en somme, qu'une apparence et 

 une illusion. Nous sommes dans la situation d'un 

 observateur qui verrait de loin une grande foule 

 d'hommes, sans pouvoir distinguer les individus 

 qui la forment; il ne percevrait que les mouve- 

 ments d'ensemble de cette foule, sans reconnaître 

 l'agitation individuelle qui peut y exister, et pour- 

 rait croire à un repos complet, qui ne serait qu'une 

 illusion. 



Cette théorie, qui fait jouer un rôle essentiel aux 

 mouvements moléculaires, a recule nom de Théo- 

 rie cinétique de la matière. Ces idées sont bien 

 anciennes, mais elles n'ont pris une forme définie 

 et n'ont acquis quelque crédit qu'à une date assez 

 récente, à la suite des découvertes faites par 

 quelques physiciens éminenls sur les relations qui 

 existent entre la chaleur et le travail mécanique. 



Si nous frappons ;\ coups de marteau un mor- 

 ceau de métal, ce métal s'échauffe. Si nous agitons 

 de l'eau dans un vase, nous constatons aussi une 

 élévation de température. D'une manière générale, 

 toutes les fois que nous dépensons ainsi du tra- 

 vail mécanique sur un corps, sans lui faire subir 

 d'altération sensible, de la chaleur est produite; 

 une quantité de travail déterminé produit toujours 

 la même quantité de chaleur. 11 y a donc une rela- 

 tioji évidente entre la nature de la chaleur et celle 

 (lu travail mécanique ; la chaleur n'est que du tra- 

 vail emmagasiné, sous une forme qui échappe à notre 

 vue. 



La théorie cinétique admet que ce travail est 

 employé à augmenter les mouvements des molé- 

 cules, à accroître la vitesse et l'intensité de leurs 

 vibrations. C'est là une idée fort naturelle ; on sait, 

 en effet, que, pourmettre un corps en mouvement, 

 ou pour accroître sa vitesse, il faut dépenser du 

 travail mécanique. Un projectile, un volant de ma- 

 chine à vapeur, ne passent pas du repos au mou- 

 vement sans exiger un travail considérable, qui 

 se trouve consommé ou plutôt emmagasiné sous 

 forme de vitesse acquise. La chaleur n'est donc 

 autre chose que l'agi talion invisible des molécules ; 

 comme un corps n'est jamais dépourvu de chaleur, 

 nous devons regarder ses molécules comme sans 

 cesse en mouvement. 



Les vitesses de ces mouvements moléculaires 

 doivent être regardées comme très considérables ; 

 il faut, en effet, beaucoup de travail mécanique pour 

 produire un peu de chaleur. L'expérience montre 

 que, pour échauffer une quantité d'eau quelconque 

 de i()0°, il faut dépenser autant de travail que pour 

 lui imprimer une vitesse de 900 m. par seconde. On 

 ne peut donc pas évaluer à moinsde plusieuis cen- 



taines de mètres par seconde les vitesses molécu- 

 laii'es. Les déplacements de ces molécules sont, 

 d'ailleurs, fort petits : elles exécutent des mouve- 

 ments de va-et-vient, des oscillations plus ou moins 

 complexes de forme, avec une rapidité extrême. 



Un autre argument très sérieux eu faveur de ces 

 idées nous est fourni par le rayonnement de la 

 lumière et de la chaleur. Les corps portés à une 

 haute température envoient dans tous les sens des 

 rayons de lumière ; moins chauds, ils émettent 

 encore des rayons de chaleur, analogues aux pré- 

 cédents, mais invisibles à nos yeux. Nous savons 

 aujourd'hui que ces rayons de lumière ou de cha- 

 leur sont constitués par des vibrations extrême- 

 ment rapides; il faut donc que quelque chose soit 

 en mouvement dans le corps qui les produit; si ce 

 corps était absolument en repos dans toutes ses 

 parties, la production de ces vibrations lumineuses 

 ou calorifiques deviendrait incompréhensible. Le 

 corps étant immobile en apparence, il faut que ce 

 repos apparent cache en réalité une agitation in- 

 térieure extrêmement active. 



La théorie cinétique de la matière a conduit à 

 des aperçus fort intéressants sur un certain nombre 

 de phénomènes physiques et chimiques, et la part 

 qu'elle a prise dans l'œuvre scientifique de noire 

 époque est déjà considérable. On doit pourtant re- 

 connaître que, dans la plupart des cas, les déve- 

 loppements qui seraient nécessaires pour consti- 

 tuer des explications précises des phénomènes, 

 présentent de grandes difficultés ; les , calculs ma- 

 thématiques auxquels donne lieu la théorie ciné- 

 tique sont fort complexes, et n'ont pu être menés 

 à bien que pour un petit nombre de questions re- 

 lativement simples. La théorie des gaz est, à vrai 

 dire, la seule partie de la Physique où les hypo- 

 thèses cinétiques aient pu constituer un corps de 

 doctrine, encore inachevé et sujet à plus d'une 

 diriicullé, mais dont la haute valeur ne doit pas 

 être méconnue; plus d'une vérification expérimen- 

 tale est venue lui apporter cet appui que rien ne 

 peut remplacer. Ces idées théoriques méritent 

 donc la plus sérieuse attention, et on est en droit 

 d'en attendre de grands services dans l'avenir; 

 les difficultés que nous éprouvons actuellement à 

 les développer d'une manière rigoureuse ne doivent 

 pas nous décourager, et moins encore nous rendre 

 l'hypothèse fondamentale moins vraisemblable : 

 !if Nature, a dit Fresnel, tie redoute pas les difficullés 

 d'anali/xe. 



IV 



Le mouvement brownien, ilont nous nous 

 sommes un peu écarté sans le perdre de vue, se 

 rattache à la théorie cinétique d'une manière di- 

 recte, et ne prend toute sa valeur scientifi(jue qu'à 

 la lumière de cette théorie. Comme nous l'avons 



