Sommaire

Ces rapprochements numériques, cette classification p307 dominent toute la chimie organique et ils reposent sur l' expérience. Or, chose étrange ! Si l' on compare les termes primordiaux de chacune des familles minérales, caractérisées par des valences distinctes ; si l' on compare entre eux, par exemple , les quatre éléments suivants : le carbone quadrivalent et représenté par un poids atomique égal à 12 ; l' azote trivalent et représenté par le poids atomique 14 ; l' oxygène bivalent et représenté par 16 ; enfin le fluor monovalent et représenté par 19 ; on remarque aussitôt que ces nombres diffèrent entre eux par des valeurs numériques progressivement croissantes, telles que 2, 2 et 3 : soit en moyenne 2, différence qui est aussi celle des carbures d' hydrogène de valence inégale. Cette différence constante des termes primordiaux se retrouve donc entre les termes corrélatifs des diverses familles d' éléments, en chimie minérale, aussi bien qu' entre les carbures correspondant des familles homologues, en chimie organique. Ce n' est pas tout. La famille du lithium, qui part du nombre 7, et quelques autres, un peu artificielles peut-être, telles que celle du glucinium, qui part du nombre 9, et celle du bore, qui part du nombre 11, fournissent autant de chefs de file complémentaires, dont les poids atomiques croissent par 2 unités, et achèvent de combler les vides subsistant entre les multiples successifs du nombre 16, raison commune de toutes les progressions dans l' intérieur de chaque famille d' éléments. Nous avons ainsi deux progressions fondamentales : d' une part, la grande progression, dont les termes p308 croissent comme les multiples de 16, et qui est applicable aux corps particuliers compris dans chacune des familles ; et, d' autre part, la petite progression, croissant suivant les multiples de 2, et qui est applicable aux familles elles-mêmes, comparées entre elles dans leurs termes correspondants. En combinant ces deux progressions, on construit un tableau théorique, qui renferme l' ensemble des poids atomiques des corps simples, répartis sur la série des nombres entiers, jusqu' à la limite des poids atomiques les plus élevés. Tel est le système : je l' ai présenté dans son ensemble, avec les artifices ingénieux de ses arrangements. Cependant, en réalité, les poids atomiques des éléments des quatre familles fondamentales, comprenant environ quinze éléments, sont les seuls qui se trouvent coordonnés suivant des relations tout à fait vraisemblables. On peut disposer encore de même certaines séries de métaux, telles que le groupe formé par le lithium, le sodium, le potassium. Cela fait, il restait plus de la moitié des éléments connus, qui demeuraient en dehors de tout rapprochement précis. Les auteurs du système n' ont pas hésité à les grouper aussi, de façon à les ranger, chacun à sa place, dans leur tableau. Mais il est facile pour tout esprit non prévenu de reconnaître que ce dernier groupement repose sur des comparaisons purement numériques, et qui sont loin d' avoir la même solidité que les précédentes, si même elles ne sont tout à fait arbitraires. Quoi qu' il en soit, les rapprochements que le système des séries périodiques opère ne se bornent pas là. On sait en effet qu' il existe entre les poids atomiques des p309 corps, leurs volumes atomiques et leurs différentes propriétés physiques et chimiques, certaines relations générales. Ces relations ont été établies depuis longtemps en chimie et antérieurement à toute disposition des éléments en séries parallèles : elles n' en dépendent en rien, car elles résultent de la valeur absolue des poids atomiques, et non de leurs différences périodiques. Cependant, comme ces relations sont la conséquence immédiate des poids atomiques, les rapprochements établis entre ceux-ci se retrouvent, par un contre-coup nécessaire, entre leurs volumes atomiques et entre toutes les autres propriétés corrélatives de la masse chimique des éléments. De telle sorte que le tableau des séries parallèles, une fois établi, comprend en même temps les propriétés physiques fondamentales des éléments : comme le ferait d' ailleurs tout groupement, quel qu' il fût, des mêmes éléments. Cette circonstance augmente la commodité du nouveau tableau ; quoiqu' elle n' apporte aucune démonstration nouvelle à l' existence des séries périodiques : il faut se garder à cet égard de toute illusion. Mais passons outre et examinons les prévisions déduites de la nouvelle classification. C' est ici surtout que le système devient intéressant. On remarquera que dans les progressions arithmétiques qui comprennent chaque famille d' éléments, il manque certains termes. Entre le soufre, 32, et le sélénium, 79 (c' est-à-dire à peu près 80), il devrait exister deux termes intermédiaires, tels que 48 et 64. De même entre le sélénium, 79, et le tellure, 128, il manque p310 2 termes : 96 et 112. Il est clair que ce doivent être là des éléments inconnus et qu' il convient de rechercher. Mais comme le nombre en eût été trop grand, les auteurs du système, empressés à combler les vides de chaque famille, y ont d' abord intercalé des éléments déjà connus, quoique manifestement étrangers à la famille, tels que le molybdène, 96, inséré entre le sélénium et le tellure ; le tungstène et l' uranium, ajoutés pareillement à la suite. à la série du lithium, 7, ils ont également ajouté en tête l' hydrogène, 1, et à la fin le cuivre, 63, puis l' argent, 108, et l' or, 197. Tout ceci touche à la fantaisie. De même, entre le chlore et le brome, entre le brome et l' iode, il manque certains termes des progressions arithmétiques fondamentales : ce sont encore là des éléments hypothétiques et à découvrir. Observons ici que leurs propriétés ne sont pas indéterminées. En effet, les propriétés physiques ou chimiques d' un élément inconnu, ou du moins certaines d' entre elles peuvent être prévues et même calculées a priori , dès que l' on donne le poids atomique, et mieux encore la famille, c' est-à-dire les analogies. Mais cette prévision, comme il a été dit plus haut, n' est pas une conséquence de la théorie des séries périodiques ; elle résulte purement et simplement des lois et des analogies anciennement connues, lesquelles sont indépendantes du nouveau système. Quoi qu' il en soit, le tableau hypothétique que je viens de décrire, tableau qui comprend tous les corps simples connus et tous les corps simples possibles, a p311 quelque chose de séduisant et qui entraîne beaucoup d' esprits. Nous l' avons exposé dans toute sa netteté : mais le moment est venu de présenter certaines réserves. En effet, il est impossible de ne pas signaler à l' attention du critique et du philosophe l' artifice commode, à l' aide duquel les auteurs du système sont parvenus à y comprendre non seulement tous les corps connus, mais même tous les corps possibles. Cet artifice consiste à former leur tableau avec des termes qui ne diffèrent pas en définitive de plus de deux unités, termes assez resserrés pour que nul corps nouveau, quel qu' il soit, ne puisse tomber en dehors des mailles du filet. La chose est d' autant plus assurée que les différences périodiques, ou raisons de la progression, comportent souvent dans leurs applications aux poids atomiques connus des variations de 1 à 2 unités. On voit qu' il ne s' agit même plus ici de ces fractions d' unité, qui séparaient les uns des autres les multiples de l' hydrogène, et qui ont été objectées à l' hypothèse de Prout et de Dumas ; mais nous rencontrons des écarts bien plus grands, dont aucune explication théorique n' a été donnée, écarts dont l' existence ôte aux nouveaux rapprochements une grande partie de leur valeur philosophique. En tolérant de tels écarts, et en multipliant suffisamment les termes réels ou supposés des comparaisons, il sera toujours facile aux partisans d' un système, quel qu' il soit, de se déclarer satisfaits. Sans exclure absolument de pareilles conceptions, on doit éviter d' attacher une valeur scientifique trop p312 grande à des cadres si élastiques ; on doit surtout se garder de leur attribuer les découvertes passées ou futures, auxquelles ils ne conduisent point en réalité d' une manière précise et nécessaire. En fait et pour être sincères, nous devons dire qu' en dehors des anciennes familles naturelles d' éléments, reconnues depuis longtemps, ce ne sont guère là que des assemblages artificiels. Le système des séries périodiques, pas plus que le système des multiples de l' hydrogène, n' a fourni jusqu' ici aucune règle certaine et définie pour découvrir soit les corps simples trouvés dans ces dernières années, soit ceux que nous ne connaissons pas encore. Aucun de ces systèmes n' a fourni davantage une méthode positive, qui permette d' entrevoir, même de très loin, la formation synthétique de nos éléments ; ou qui mette sur la voie des expériences par lesquelles on pourrait essayer d' y atteindre. De grandes illusions se sont élevées à cet égard. Ce n' est pas que de tels systèmes ne soient utiles dans la science ; ils servent à exciter et à soutenir l' imagination des chercheurs. Ceux-ci se résignent difficilement à rester sur le pur terrain expérimental et ils sont poussés dans la région des constructions et des théories, par ce besoin d' unité et de causalité, inhérent à l' esprit humain. Aussi serait- il trop dur, et inutile d' ailleurs, de vouloir proscrire toute tentative de ce genre. Mais, quelle que soit la séduction exercée par ces rêves, il faudrait se garder d' y voir les lois fondamentales de notre science et la base de sa certitude, sous peine de retomber dans un enthousiasme mystique pareil à celui des alchimistes. p313 De telles conceptions sont d' ailleurs trop étroites et il convient de s' élever plus haut. Au fond, ceux qui invoquent les multiples de l' hydrogène et les séries périodiques rattachent tout à la conception de certains atomes, plus petits à la vérité que ceux des corps réputés simples. Or, s' il venait à être démontré que les équivalents des corps simples actuels sont rigoureusement multiples les uns des autres, ou plus généralement , multiples de certains nombres formant la raison de progressions arithmétiques déterminées ; il en résulterait cette conclusion probable que les corps simples actuels représentent les états inégaux de condensation d' une même matière fondamentale. Cette façon de concevoir les choses n' a rien qui puisse répugner à un chimiste, versé dans l' étude de sa science. On pourrait même invoquer à cet égard des faits connus de tous, et qui ne sont pas sans quelque analogie. Tels sont les états multiples du carbone, élément qui se manifeste à l' état libre sous les formes les plus diverses et qui engendre plusieurs séries de composés, correspondant dans une certaine mesure à chacun de ses états fondamentaux ; au même titre que les composés d' un élément ordinaire correspondent à cet élément même. Le carbone représente en quelque sorte le générateur commun de toute une famille d' éléments, différents par leur condensation : c' est d' ailleurs à la même conclusion que nous avait déjà conduit l' étude des carbures d' hydrogène. On pourrait objecter que les diversités de propriétés du carbone ne vont pas aussi loin que les diversités des éléments compris dans une même famille, celle des p314 chloroïdes ou celle des sulfuroïdes, par exemple. En effet, le soufre, le sélénium ne reproduisent jamais les mêmes composés, en s' unissant avec l' oxygène, l' hydrogène ou l' azote ; et ils ne peuvent être régénérés par les condensations du plus simple d' entre eux. Tandis que toutes les formes du carbone, quelle qu' en soit la variété, représentent réellement les états inégalement condensés d' un même élément : toutes ces formes dérivent du carbone gazeux, état primordial, le moins condensé de tous, et dont l' analyse spectrale révèle l' existence momentanée à une très haute température. Cependant, peut-être est-ce là une simple différence de degré dans la facilité des métamorphoses. En somme, le carbone, envisagé sous ses états et ses degrés de condensation , équivaut à lui seul à une classe entière de corps simples. L' oxygène, le soufre, le sélénium, le tellure pourraient représenter au même titre, les états divers d' un élément commun. Il y a plus : l' ozone, corps doué de propriétés spécifiques très singulières et comparables à celles d' un véritable élément, a été réellement formé au moyen de l' oxygène : son existence autorise jusqu' à un certain point les conjectures précédentes. Peut être en est-il aussi de même de certains groupes de métaux : chacun d' eux répondant par lui-même et par la série particulière de ses combinaisons à quelqu' un de ces états du carbone, qui engendrent des séries correspondantes de dérivés. Il y a cette différence toutefois, p315 je le répète, que les états divers du carbone peuvent être tous ramenés à certains composés identiques, tels que l' acide carbonique, l' acétylène ou le formène ; tandis que le soufre, le sélénium, les métaux, sont demeurés irréductibles dans leurs combinaisons. 8 la matière première une et multiforme. Jusqu' ici nous avons raisonné comme si les éléments actuels étaient nécessairement formés par la condensation d' un élément plus simple, tel que l' hydrogène ou tout autre élément réellement existant et isolable, dont les propriétés individuelles seraient la source de celles de ses combinaisons. Mais ce n' est pas là la seule manière de comprendre la constitution de nos corps simples : il importe d' étendre à cet égard nos idées, et d' exposer une conception philosophique plus générale. L' identité fondamentale de la matière contenue dans nos éléments actuels et la possibilité de transmuter les uns dans les autres les corps réputés simples, pourraient être admises comme des hypothèses vraisemblables, sans qu' il en résultât la nécessité d' une matière unique réellement isolable, c' est-à-dire existant d' une façon propre. L' une des hypothèses n' entraîne pas l' autre comme conséquence forcée, contrairement à ce que l' on a pensé jusqu' ici. Ceci mérite une attention toute particulière. En effet, en admettant l' unité de la matière comme établie, on conçoit que cette matière une soit susceptible p316 d' un certain nombre d' états d' équilibre stable, en dehors desquels elle ne saurait se manifester. L' ensemble de ces états stables renfermerait les corps simples aujourd' hui connus, les corps simples que l' on pourra découvrir un jour, et même former synthétiquement ; en supposant que l' on arrive jamais à en découvrir la loi génératrice. Mais on a toujours raisonné en assimilant ces états multiples d' équilibre de la matière à nos corps composés actuels, formés par l' addition d' éléments plus simples. Or, on peut concevoir les choses tout autrement. Il est possible que les états divers d' équilibre, sous lesquels se manifeste la matière fondamentale, ne soient ni des édifices composés par l' addition d' éléments différents, ni des édifices composés par l' addition d' éléments identiques, mais inégalement condensés. Il ne paraît pas nécessaire, en un mot, que tous ces édifices moléculaires représentent les multiples entiers d' un petit nombre d' unités pondérales élémentaires. On peut tout aussi bien imaginer que de tels édifices offrent, les uns par rapport aux autres, des relations génératrices d' un autre ordre : telles, par exemple, que les relations existant entre les symboles géométriques des diverses racines d' une équation ; ou plus généralement, entre les valeurs multiples d' une même fonction, définie par l' analyse mathématique. La matière fondamentale représenterait alors la fonction génératrice, et les corps simples en seraient les valeurs déterminées. Dans cette hypothèse, plus compréhensive que celles que l' on formule d' ordinaire sur la constitution de la p317 matière ; dans cet ordre d' idées, dis-je, un corps réputé simple pourrait être détruit, mais non décomposé suivant le sens ordinaire du mot. Au moment de sa destruction, le corps simple se transformerait subitement en un ou plusieurs autres corps simples , identiques ou analogues aux éléments actuels. Mais les poids atomiques des nouveaux éléments pourraient n' offrir aucune relation commensurable avec le poids atomique du corps primitif, qui les aurait produits par sa métamorphose. Il y a plus : en opérant dans des conditions diverses, on pourrait voir apparaître tantôt un système, tantôt un autre système de corps simples, développés par la transformation du même élément. Seul, le poids absolu demeurerait invariable, dans la suite des transmutations. D' après cette manière de voir, les corps qui résulteraient de la métamorphose de l' un quelconque de nos éléments actuels ne devraient pas être envisagés comme des corps simples par rapport à lui ; je dis à un titre supérieur à l' élément qui les aurait engendrés. Car ils pourraient, eux aussi, être détruits et transformés en un ou plusieurs autres corps, toujours de l' ordre de nos éléments présents. Au nombre de ces éléments de nouvelle formation, on pourrait même voir reparaître le corps primitif, qui aurait donné lieu à la première métamorphose. Il ne s' agirait donc plus ici de compositions et de décompositions, comparables à celles que nous réalisons continuellement dans nos opérations. La notion d' une matière au fond identique, quoique multiforme dans ses apparences, et telle qu' aucune p318 de ses manifestations ne puisse être regardée comme le point de départ nécessaire de toutes les autres, rappelle à quelques égards les idées des anciens alchimistes. Elle offrirait cet avantage d' établir une ligne de démarcation tranchée entre la constitution de nos éléments présents et celle de leurs combinaisons connues. Elle rendrait compte de la différence qui existe entre la chaleur spécifique des éléments actuels et celle des corps composés et carbures polymères (voir P 297). Elle se concilierait d' ailleurs parfaitement avec les hypothèses dynamiques que l' on énonce aujourd' hui sur la constitution de la matière. Les divers corps simples, en effet, pourraient être constitués tous par une même matière, distinguée seulement par la nature des mouvements qui les animent. La transmutation d' un élément ne serait alors autre chose que la transformation des mouvements qui répondent à l' existence de cet élément et qui lui communiquent ses propriétés particulières, dans les mouvements spécifiques correspondants à l' existence d' un autre élément. Or , si nous acceptons cette manière de voir, nous n' apercevons plus aucune relation nécessaire de multiplicité équivalente entre les nombres qui caractérisent le mouvement primitif et ceux qui caractérisent le mouvement transformé. Cette conception, que j' ai développée devant la société chimique de Paris en 1863, ne recourt, en définitive, pour expliquer l' existence des éléments chimiques, qu' à celle de nos corps simples actuels et des corps du même ordre, ramenés en quelque sorte à la notion de matière première. p319 9 la matière pondérable et le fluide éthéré. D' autres veulent préciser davantage. Par une imagination fort plausible, mais dont le caractère contradictoire avec la théorie atomique véritable a été parfois méconnu, ils envisagent les particules prétendues atomiques de nos éléments comme les agrégats complexes d' une matière plus subtile, le fluide éthéré ; agrégats constitués par des tourbillons de ce fluide, sorte de toupies en rotation, douées d' un mouvement permanent et indestructible. On voit que l' atome des chimistes, la base en apparence la plus solide et la plus démontrée de notre science, s' évanouit complètement. Si nous ajoutons que chacun de ces tourbillons se fait et se défait sans cesse, c' est-à-dire que la matière même contenue dans chacun des tourbillons demeure fixe par sa quantité, mais non par sa substance, nous retournons tout à fait aux idées d' Héraclite . C' est ainsi que, dans la philosophie scientifique de nos jours , la permanence apparente de la matière tend à être remplacée par la permanence de la masse et de l' énergie. Un seul être ferme subsisterait alors, comme support ultime des choses, c' est le fluide éthéré. Le fluide éthéré joue ici le rôle du mercure des philosophes ; mais il est difficile de ne pas s' apercevoir que son existence réelle n' est pas mieux établie et qu' elle n' est guères moins éloignée des faits visibles et p320 démontrables, sur lesquels roulent nos observations. C' est là aussi un symbole, une fiction destinée à satisfaire l' imagination. Les fluides électrique, magnétique, calorifique, lumineux, que l' on admettait au commencement de ce siècle comme supports de l' électricité, du magnétisme, de la chaleur et de la lumière, n' ont certes pas, aux yeux des physiciens de nos jours, plus de réalité que les quatre éléments, eau et terre, air et feu , inventés autrefois, au temps des ioniens et au temps de Platon , pour correspondre à la liquidité et à la solidité, à la volatilité et à la combustion. Ces fluides supposés ont même eu dans l' histoire de la science une existence plus brève que les quatre éléments : ils ont disparu en moins d' un siècle et ils se sont réduits à un seul, l' éther, auquel on attribue des propriétés imaginaires et parfois contradictoires. Mais déjà l' atome des chimistes, l' éther des physiciens semblent disparaître à leur tour, par suite des conceptions nouvelles qui tentent de tout expliquer par les seuls phénomènes du mouvement. Toutes ces théories d' atomes, d' éléments, de fluides naissent d' une inclination invincible de l' esprit humain vers le dogmatisme. La plupart des hommes ne supportent pas de demeurer suspendus dans le doute et l' ignorance ; ils ont besoin de se forger des croyances, des systèmes absolus, en science comme en morale. Dans les matières où elle n' a pas réussi à établir des lois, c' est-à -dire des relations certaines et invariables entre les phénomènes , l' intelligence procède par analogies, et elle tourne dans un cercle d' imaginations abstraites qui ne varient guère. Assurément, je le répète, p321 nul ne peut affirmer que la fabrication des corps réputés simples soit impossible a priori . Mais c' est là une question de fait et d' expérience. Si jamais on parvient à former des corps simples, au sens actuel, cette découverte conduira à des lois nouvelles, relations nécessaires que l' on expliquera aussitôt par de nouvelles hypothèses. Alors nos théories présentes sur les atomes et sur la matière éthérée paraîtront probablement aussi chimériques aux hommes de l' avenir, que l' est, aux yeux des savants d' aujourd' hui, la théorie du mercure des vieux philosophes.