Traité de la pesanteur de la masse de l’air/Chapitre I
TRAITÉ DE LA PESANTEUR DE LA MASSE DE L’AIR[1]
On ne conteste plus aujourd’huy que l’Air est pesant ; on sçait qu’un balon pese plus enflé que desenflé : cela suffit pour le conclure ; car s’il estoit leger, plus on en mettroit dans le balon, plus le tout auroit de legereté ; car le tout en auroit davantage qu’une partie seulement : or, puisqu’au contraire plus on y en met, plus le tout est pesant, il s’ensuit que chaque partie est elle mesme pesante, et partant que l’Air est pesant.
Ceux qui en desireront de plus longues preuves n’ont qu’à les chercher dans les Auteurs qui en ont traitté exprés[2].
Si on objecte que l’Air est leger quand il est pur, mais que celuy qui nous environne n’est pas l’air pur, parce qu’il est meslé de vapeurs et de corps grossiers, et que ce n’est qu’à cause de ces corps estrangers qu’il est pesant, je réponds, en un mot, que je ne connois point cet Air pur, et qu’il seroit peut estre difficile de le trouver ; mais je ne parle, dans tout ce discours, que de l’Air tel qu’il est dans l’estat où nous le respirons, sans penser s’il est composé ou non ; et c’est ce corps là, ou simple, ou composé, que j’appelle l’Air, et duquel je dis qu’il est pesant ; ce qui ne peut estre contredit ; et c’est tout ce qui m’est necessaire dans la suite.
Ce principe posé, je ne m’arresteray qu’à en tirer quelques consequences.
1. Puisque chaque partie de l’Air est pesante, il s’ensuit que la masse entiere de l’Air, c’est à dire la sphere entiere de l’Air, est pesante ; et comme la Sphere de l’Air n’est pas infinie en son estenduë, qu’elle a des bornes, aussi la pesanteur de la masse de tout l’Air n’est pas infinie.
2. Comme la masse de l’eau de la mer presse par son poids la partie de la terre qui luy sert de fond, et que si elle environnoit toute la terre, au lieu qu’elle n’en couvre qu’une partie, elle presseroit par son poids toute la surface de la terre : ainsi la masse de
3. Comme le fonds d’un seau où il y a de l’eau est plus pressé par le poids de l’eau, quand il est tout plein que quand il ne l’est qu’à demy et qu’il l’est d’autant plus qu’il y a plus de hauteur d’eau : aussi les lieux élevez, comme les sommets des montagnes, ne sont pas si pressez par le poids de la masse de l’Air, que les lieux profonds, comme les vallons ; parce qu’il y a plus d’air au dessus des vallons, qu’au dessus des sommets des montagnes ; car tout l’Air qui est le long de la montagne pese sur le vallon, et non pas sur le sommet ; parce qu’il est au dessus de l’un et au dessous de l’autre.
4. Comme les corps qui sont dans l’eau sont pressez de toutes parts par le poids de l’eau qui est au-dessus, comme nous l’avons montré au Traitté de l’Equilibre des liqueurs ; ainsi les corps qui sont dans l’air sont pressés de tous costez par le poids de la masse de l’Air qui est au dessus.
5. Comme les animaux qui sont dans l’eau n’en sentent pas le poids ; ainsi nous ne sentons pas le poids de l’Air, par la mesme raison : et comme on ne pourroit pas conclure que l’eau n’a point de poids, de ce qu’on ne le sent pas quand on y est enfoncé ; ainsi on ne peut pas conclure que l’Air n’a pas de pesanteur, de ce que nous ne [la][3] sentons pas. Nous avons fait voir la raison de cet effet dans l’Equilibre des liqueurs.
6. Comme il arriveroit en un grand amas de laine, si on en avoit assemblé de la hauteur de vingt ou trente toises, que cette masse se comprimeroit elle mesme par son propre poids, et que celle qui seroit au fond seroit bien plus comprimée que celle qui seroit au milieu, ou prés du haut, parce qu’elle seroit pressée d’une plus grande quantité de laine[4], ainsi la masse de l’Air, qui est un corps compressible et pesant aussi bien que la laine, se comprime elle mesme par son propre poids ; et l’Air qui est au bas, c’est à dire dans les lieux profonds, est bien plus comprimé que celuy qui est plus haut, comme aux sommets des montagnes, parce qu’il est chargé d’une plus grande quantité d’Air.
7. Comme il arriveroit en cette masse de laine, que si on prenoit une poignée de celle qui est dans le fond, dans l’estat pressé où on la trouve, et qu’on la portât, en la tenant toujours pressée de la mesme sorte, au milieu de cette masse, elle s’élargiroit d’elle mesme, estant plus proche du haut, parce, qu’elle auroit une moindre quantité de laine à supporter en ce lieu là. Ainsi si l’on portoit de l’Air, tel qu’il est icy bas, et comprimé comme il y est, sur le sommet d’une montagne, par quelque artifice que ce soit, il devroit s’élargir luy mesme, et devenir au mesme estat que celuy qui l’environnoit sur cette montagne, parce qu’il seroit chargé de moins d’Air en cet endroit là qu’il n’estoit au bas ; et, par consequent, si on prenoit un balon à demy plein d’air seulement, et non pas tout enflé, comme ils le sont d’ordinaire, et qu’on le portât sur une montagne, il devroit arriver qu’il seroit plus enflé au haut de la montagne, et qu’il devroit s’élargir à proportion de ce qu’il seroit moins chargé ; et la difference en devroit estre visible, si la quantité d’Air qui est le long de la montagne, et de laquelle il est déchargé, a un poids assez considerable pour causer un effet et une difference sensible.
Il y a une liaison si necessaire de ces consequences avec leur principe, que l’un ne peut estre vray, sans que les autres le soient également : et comme il est asseuré que l’Air qui s’étend depuis la terre jusques au haut de sa Sphere a de la pesanteur, tout ce que nous en avons conclu est également veritable.
Mais quelque certitude qu’on trouve en ces conclusions, il me semble qu’il n’y a personne qui, mesme en les recevant, ne souhaitast de voir cette derniere consequence confirmée par l’experience, parce qu’elle enferme, et toutes les autres, et son principe mesme ; car il est certain que si on voyoit un balon tel que nous l’avons figuré, s’enfler à mesure qu’on l’éleve, il n’y auroit aucun lieu de douter que cette enflure ne vint de ce que l’Air du balon estoit plus pressé en bas qu’en haut, puis qu’il n’y a aucune autre chose qui pûst causer qu’il s’enflast, veu mesme qu’il fait plus froid sur les montagnes que dans les vallons ; et cette compression de l’Air du balon ne pourroit avoir d’autre cause que le poids de la masse de l’Air : car on l’a pris tel qu’il estoit au bas, et sans le comprimer, puisque mesme le balon estoit flasque et à demy plein seulement ; et partant cela prouveroit absolument que l’Air est pesant ; que la masse de l’Air est pesante ; qu’elle presse par son poids tous les corps qu’elle enferme ; qu’elle presse plus les lieux bas que les lieux hauts ; qu’elle se comprime elle mesme par son poids ; que l’air est plus comprimé en bas qu’en haut. Et comme dans la Phisique les experiences ont bien plus de force pour persuader que les raisonnements, je ne doute pas qu’on ne desirast de voir les uns confirmez par les autres.
Mais si l’on en faisoit l’experience, j’aurois cet avantage, qu’au cas qu’il n’arrivast aucune difference à l’enfleure du balon sur les plus hautes montagnes, cela ne détruiroit pas ce que j’ay conclu ; parce que je pourrois dire qu’elles n’ont pas encore assez de hauteur pour causer une difference sensible[5] : au lieu que s’il arrivoit un changement extrémement considerable, comme de la huit ou neufième partie, certainement elle seroit toute convaincante pour moy ; et il ne pourroit plus rester aucun doute de la verité de tout ce que j’ay estably.
Mais c’est trop differer ; il faut dire en un mot que l’épreuve en a esté faite, et qu’elle a réussi en cette sorte.
Si[6] l’on prend un balon à demy plein d’Air, flasque et mol, et qu’on le porte au bout d’un fil sur une montagne haute de 500. toises, il arrivera qu’à mesure qu’on montera, il s’enflera de luy mesme, et quand il sera en haut, il sera tout plein et gonflé comme si on y avoit souflé de l’Air de nouveau ; et en redescendant, il s’applatira peu à peu par les mesmes degrez ; de sorte qu’estant arrivé au bas, il sera revenu à son premier estat.
Cette experience prouve tout ce que j’ay dit de la masse de l’Air, avec une force toute convaincante : aussi estoit il necessaire de le bien establir, parce que c’est le fondement de tout ce discours.
Il ne reste qu’à faire remarquer que la masse de l’Air est plus pesante en un temps qu’en un autre ; sçavoir, quand il est plus chargé de vapeurs, ou plus comprimé par le froid.
Remarquons donc, 1. Que la masse de l’Air est pesante ; 2. Qu’elle a un poids limité ; 3. Qu’elle est plus pesante en un temps qu’en un autre ; 4. Qu’elle est plus pesante en de certains lieux qu’en d’autres, comme dans les vallons ; 5. Qu’elle presse par son poids tous les corps qu’elle enferme, et d’autant plus qu’elle a plus de pesanteur.
- ↑ Nous reproduisons en fac-similé, p. 195, la gravure de l’édition originale de 1663 ; il est à remarquer qu’il n’y a pas dans le texte de renvoi aux figures. Nous ne savons pas si c’est Pascal, ou son éditeur, qui a imaginé de disposer l’espèce de tableau à double entrée qui illustre la correspondance des deux Traités.
- ↑ Pascal renvoie au début des Essays de Iean Rey, docteur en medecine sur la recerce de la cause pour laquelle l’Estain et le Plomb augmentent de poids quand on les calcine, Bazas, 1630 — à la première journée des Dialogues de Galilée, dans les Discorsi de 1638 — aux différents recueils de Mersenne : en 1644 les Phenomènes pneumatiques, prop. XXIX–XXXIV, p. 140-156, en 1647 le chapitre vi des Reflectiones physico-mathematicæ : De aëre ponderando, p. 101 sqq. Voir l’histoire de la découverte dans l’article de M. Duhem : le P. Mersenne et la Pesanteur de l’Air, I, Revue générale des Sciences, 15 sept. 1906, p. 778 sqq.
- ↑ L’édition originale donne le, il semble que ce soit par erreur, et qu’il faille avec Bossut, imprimer la.
- ↑ Nous avons retrouvé cette comparaison avec la laine à la fois dans la correspondance de Descartes, dès 1631 (vide supra, t. II, p. 46, n. 4), et dans celle de Torricelli, 1644 (vide supra, t. II, p. 157, n. 1).
- ↑ C’était la préoccupation du P. Mersenne, pendant l’hiver 1647–1648, de trouver une attitude assez grande pour avoir une influence sensible sur la hauteur de la colonne mercurielle (supra, t. II, p. 150 sqq.).
- ↑ C’est Pascal lui-même qui avait effectué l’expérience, lors de son séjour à Clermont (1649–1650, vide supra, t. I, p. 156 sqq). Voici le texte de Gassendi dans sa Lettre à Bernier, de Digne, 7 août 1652 : « Posset totum hoc ratiocinium eo confirmari experimento, quod mirificus Paschalius peregit ; cum montem illum Dommam conscendens, detulit secum follem lusorium, quem cum ad radicem montis leviter inflasset, et flaccidus cum foret, hinc inde in formam disci pressisset, deprehendit ipsum sic sensim inter conscendendum distendi, ut ad summum cum pervenisset, foret in orbem compositus ; deprehendit vero et eumdem inter exscendendum, sic sensim laxari, detumescereque, ut in imo tandem flaccidus perinde, ac ante fuerat, evaserit » (Œuvres, Éd. Lyon, 1658, t. VI, p. 318 et t. I, p. 215). M. Strowski remarque que Gassendi et Boyle trouvent cette expérience, qui est d’ailleurs la suite des fameuses expériences de Roberval, plus décisive encore que l’expérience exécutée par Perier (Histoire de Pascal, 1907, p. 182).