QUESTIONS D'OPTIQUE

UNE certaine crainte m'assiège en entreprenant cette tâche ; non la crainte de me tromper, d'affirmer des choses erronées, lâchons le mot : de dire des bêtises ; les plus forts, les plus savants l'ont fait. La crainte qui me hante est celle de passer pour un de ces esprits prétentieux, touchant à l'étourdie aux questions qu'ils ignorent, se croyant plus artistes que les artistes, plus savants que les savants, et jouant avec aplomb le rôle de Gros- Jean qui en remontre à son curé. Étranger à la science, je la connais assez pour savoir avec quelle terreur sacrée il faut en approcher, et qu'on ne saurait y toucher, si légèrement que ce fût, sans risquer de se brûler les doigts ; mais je sais aussi, par les conversations que j'ai eues avec des savants, que ceux-ci, justement absorbés par leurs prodigieux travaux, n'apportent pas toujours à l'observation directe et minutieuse des faits ordinaires une attention suffisante, et que parfois un observateur naïf et consciencieux a pu leur apporter un tribut qui n'était pas négligeable. C'est ainsi que Victor Hugo, sur son rocher célèbre d'où rien ne gênait la vue, ayant observé sans aucime arrière-pensée scientifique et décrit par le menu, dans les Travailleurs

de la Mer, toutes les phases d'une tempête, a ruiné sans le savoir une théorie naissante de la formation des orages qui commençait à prendre faveur. ï^vTout le monde n'est pas Victor Hugo. Mais ce qui fait la valeur de son observation, ce n'est pas le génie de l'observateur, c'est le soin apporté à l'observation, c'est l'absence d'idée préconçue. Cette absence est difficile aux savants qui ne peuvent s'abstraire de leurs théories, et c'est pourquoi on les a vus nier l'existence de pierres tombées du ciel, et s'obstiner dans d'autres erreurs célèbres dont les imbéciles s'autorisent pour nier la valeur de la science et des savants.

C'est donc en toute humilité, mais fort de ma naïveté et de ma bonne foi, que j'apporte le résultat d'observations patientes, poursuivies durant de longues années, sur des faits qui ne sont pas encore complètement élucidés.

Commençons par le phénomène du mirage.

J'ai passé toute une semaine à me promener dans l'isthme de Suez pour observer ces phénomènes. J'ai vu là des choses étonnantes, et je regrette amèrement de n'avoir pas eu en ma possession, pour les enregistrer, un appareil photographique, car de telles choses ne sauraient se décrire, et mes observations, gardées seulement dans ma mémoire, sont comme si elles n'étaient pas. Nous ne parlerons donc que du phénomène si connu : les objets, le ciel, reflétés par le sable et lui donnant l'aspect d'une pièce d'eau,

L'expUcation que l'on donne de ce phénomène est assez compUquée. Les rayons lumineux, venus de haut, rencontrant à mesure qu'ils s'approchent du sol des couches d'air progressivement plus échauffées et

de moindre densité, s'infléchiraient de plus en plus pour prendre, en fin de compte, une direction opposée de bas en haut.

A cette explication classique, on n'a rien à objecter. Mais une autre explication est possible.

Lorsque deux miheux transparents, de densité différente, se superposent, la surface qui les délimite forme miroir. C'est ainsi que l'air et l'eau se comportent et que la surface de l'eau reflète les objets. Ici, la surface réfléchissante est celle du miUeu le plus dense ; mais l'effet est le même dans le cas contraire. Regardez de bas en haut dans un aquarium, et vous verrez les poissons, en arrivant près de la surface, s'y refléter parfaitement, ainsi que s'y reflètent les rochers artificiels et les plantes qui les entourent.

On sait que les couches d'air, chaudes près de la terre, échauffée par le soleil et qui leur communique sa chaleur, vont en se refroidissant rapidement à mesure qu'elles s'en éloignent ; ce qu'on sait moins, c'est que ce refroidissement, accompagné d'un changement de densité, ne se produit pas toujours progressivement, et que l'atmosphère est fréquemment composée de zones de densités différentes, qui ne se mélangent pas entre elles.

En été, par le beau temps, il n'est pas rare de voir des flottilles de nuages blancs, affectant par en haut ce joli aspect de choux- fleurs, d'œufs battus en neige que l'on connaît, tandis que leur base est horizontale et comme coupée au couteau. Ils ghssent, comme sur une couche d'air de densité différente. L'inverse peut se produire. Un jour, comme je passais auprès du Stromboli, qui fumait abondamment, je vis non sans

étonnement la fumée du volcan, arrivée à une certaine hauteur, s'arrêter et s'étaler comme si elle eût rencontré la surface d'un plafond ; deux nuages qui voguaient à quelque distance se comportaientdemême. Le phénomène dura environ deux heures. On connaît d'ailleurs ce fait de la fumée du Vésuve montant en ligne droite jusqu'à une grande hauteur et s' étalant ensuite horizontalement en affectant cette forme de pin parasol si bien décrite par Pline. On a pu admirer ce beau phénomène pendant le siège de Paris, lors de l'incendie des citernes pleines de pétrole, aux Buttes- Chaumont.

Il n'est donc pas impossible qu'à une mince couche d'air, échauffée par le contact du sol brûlant du désert et très raréfiée, succède sans transition une couche moins chaude et plus dense ; la surface de transition, dans les moments de calme absolu, serait plane et réfléchirait les objets, ce qui lui donnerait l'apparence d'une nappe d'eau.

Le phénomène étrange connu sous le nom de Fata morgana, — les objets se réfléchissant dans le ciel, — pourrait s'expliquer de cette manière. On l'a observé à Paris, où l'on a pu voir un jour au-dessus de la tour Eiffel une seconde tour touchant la première, la tête en bas... Les journaux illustrés ont reproduit ce spectacle.

f: Mais il est un autre problème dont on cherche, depuis des siècles, la solution. Il s'agit du grossissement apparent des astres et des constellations, quand

ils sont proches de l'horizon. Qui n'a remarqué les dimensions énormes du soleil se couchant dans la mer, de la lune se levant, rouge et impressionnante, sur la campagne ?

Les nuages qui planent sur nos tètes sont évidemment plus rapprochés de nous que ceux qui disparaissent au loin. Il s'ensuit que le ciel orné de nuages nous apparaît comme un plafond se recourbant de tous côtés sur l'horizon, autrement dit comme une voûte surbcdssée. Il n'en est pas de même des étoiles ; la distance qui nous en sépare pouvant être, pratiquement, considérée comme infinie, elles devraient nous sembler toutes également éloignées ; or, on sait qu'il n'en est rien, et tandis que celles qui avoisinent l'horizon nous paraissent lointaines, celles qui sont au zénith ont une apparence toute prochaine. Dans les pays désertiques, l'impression de rapprochement est prodigieuse, et l'on comprend que des gens simples, complètement ignorants de la réahté des choses, aient eu l'idée d'y atteindre au moyen d'une tour élevée. Cette illusion, dont j'ignore la cause, étant donnée, on démontre facilement comment il en résulte l'agrandissement des constellations à l'horizon et leur rapetissement au zénith, et l'on se tient pour satisfait. On aurait lieu de l'être si le phénomène était toujours semblable à lui-même ; mais il ne l'est pas. Le soleil et la lune, près de l'horizon, sont loin d'avoir toujours le même grossissement, modérément amphfiés certains jours, énormes en d'autres ; même à une assez grande hauteur au-dessus de l'horizon, la lune est très variable d'un jour à l'autre dans ses apparentes dimensions.

Il y a donc une autre cause de grossissement qui s'ajoute à la première.

Cette cause, c'est un effet de verre grossissant produit par l'atmosphère dans certaines conditions, air calme, brume légère et transparente. Cet effet n'est pas encore admis généralement.

Un soir, au crépuscule, je prenais le frais sur le bord du lac Léman, regardant en face de moi, de l'autre côté du lac, les montagnes de Suisse, lorsque je vis, entre deux cimes, bondir un énorme globe grisâtre que je ne reconnus pas tout d'abord, tant étaient extraordinaires son volume et sa rapidité d'ascension. Ce ne fut qu'au bout de trois ou quatre secondes que je pus reconnaître la lune à ses taches familières ; elle reprit alors sa marche tranquille. Mais laissons les astres et redescendons sur la terre.

Que de fois j'ai vu les navires, après avoir perdu leurs dimensions en s'éloignant, apparaître tout à coup gigantesques quand ils atteignaient l'horizon I

Ici, le phénomène n'est pas constant, mais intermittent ; il n'y a donc pas lieu de l'assimiler à celui de l'agrandissement des constellations.

Quelques pianistes connaissent une petite fantaisie intitulée Souvenir d'Ismailia. C'est dans cette délicieuse petite ville qu'elle fut écrite pendant une retraite d'une dizaine de jours que j'y faisais en 1895, ayant pour compagnon un hippocampe dont les évolutions gracieuses étaient ma seule distraction. La jolie petite bête causait à la bonne qui me servait \me indicible épouvante.

Pour retourner à Port-Saïd, je pris place sur un petit vapeur avec une douzaine de passagers ; nous

voguions tranquillement sur le fameux canal, quand tout à coup la ville apparut toute proche, et les passagers de se réjouir à l'idée d'atterrir dans quelques minutes ; seul je remarquais que les maisons n'avaient pas un aspect naturel... Et voilà que, brusquement, comme au coup de baguette d'une fée, les maisons perdent leur dimension et se montrent petites et éloignées, à la déception générale.

Je pourrais multiplier ces citations. Je me bornerai à la relation de ce que j'ai observé naguère aux Tuileries, pendant un concours d'aérostats.

La journée était splendide, l'air calme ; une brume obscurcissait l'horizon du côté du nord, où la brise très légère poussait les ballons. Ceux-ci semblaient diminuer de volume, comme on devait s'y attendre, en s'éloignant, mais seulement jusqu'à un certain point, passé lequel on les voyait grossir et reprendre les dimensions qu'ils avaient quelque temps auparavant.

Si j'ai osé livrer à la publicité ces observations, c'est que j'y ai été encouragé. Une lettre où j'en disais quelques mots, adressée à M. Flammarion et insérée par lui dans le Bulletin de la Société astronomique, m'a valu le grand honneur de recevoir des lettres de savants qui m'ont donné raison, accompagnant leur approbation de détails techniques impossibles à reproduire ici.

L'un d'eux me démontre comment les objets peuvent être vus comme s'ils l'étaJent à travers une énorme

lentille, et me signale ce fait, rapporté dans le traité d'optique de Brewster, des côtes de France vues d'Hastings, à la distance d'une cinquantaine de milles, aussi distinctement qu'avec la meilleure lunette.

Un autre avoue que beaucoup de ces phénomènes d'apparence paradoxale sont si mal expliqués que les ouvrages classiques se bornent à leur définition.

Enfin l'on me signale cette curieuse observation d'un peintre ayant remarqué souvent, dans des effets de perspective crépusculaire, « des troupeaux de moutons dont les bandes du milieu grossissaient tout en s' éloignant ». Voilà une apparence qui ne saurait, en aucune façon, se rattacher à celle de la voûte surbaissée du ciel !

Aux savants, maintenant, de compléter, de préciser les observations, de les expUquer en échafaudant des théories. On devient, à notre époque, grand peintre et grand musicien sans avoir appris ; quant à devenir seulement petit savant, c'est une autre affaire et il est de la plus simple prudence de ne pas s'y risquer. Mes timides exphcations ne sont présentées que comme des hypothèses, et l'hypothèse, est-il besoin de le dire ? est toujours permise. Elle est le puissant levier qui soulève les montagnes, quand il ne se brise pas dans la main ; les mains les plus illustres ont connu cette aventure, qui ne les a pas déshonorées.