A. SENSATIONS VISUELLES

Les sensations visuelles nous sont fournies par l'état d'excitation de certaines parties de l'écorce du lobe occipital du cerveau, du centre psychique (p. 539) auquel aboutissent les libres du nerf optique. La terminaison périphérique du nerf optique, donnée dans les cônes et bâtonnets de la rétine, est organisée de manière à être excitée avec une facilité extrême par certaines vibrations de l'éther, qui en sont Vexcitant adéquat. De plus, la terminaison périphérique est entourée d'organes accessoires, constituant le globe oculaire, qui ont pour effet d'écarter de la rétine les excitants généraux des nerfs, et de ménager un accès facile et réglé d'une certaine manière à l'excitant spécifique de l'appareil visuel, c'est-à-dire aux vibrations de l'éther.

I. Excitation de l'appareil nerveux visuel par différents agents extérieurs. — L'organe nerveux visuel peut être excité par les excitants généraux du système nerveux. L'électricité y provoque des sensations visuelles ; la compression de l'œil, la section et les tiraillements du nerf optique sont dans le même cas. La section du nerf donne naissance à un éclair, et non pas à des sensations acoustiques par exemple. La nutrition intime de la rétine produit le chaos lumineux du champ visuel, la lueur propre de la rétine^ consistant en ce gris que nous voyons dans le champ visuel quand les yeux restent longtemps fermés. Les hallucinations visuelles sont probablement produites par une nutrition anormale des centres visuels corticaux. Les vibrations de l'éther (l'excitant adéquat) excitent toutefois d'une manière tellement exclusive l'appareil optique, que, lors même que nous éprouvons des sensations visuelles par le fait d'un autre agent, nous supposons néanmoins la présence d'un corps lumineux , témoin les phosphènes lumineux par compression du globe oculaire : nous voyons un cercle lumineux dans le champ visuel au côté opposé à la pression exercée, c'est-à-dire un corps lumineux tel qu'il devrait être pour nous procurer la sensation que nous éprouvons.

Il est clair que les sensations lumineuses subjectives, qui ne sont pas

(1) Voir pour ces sortes de questions, Nuel, La \^ision, dans la Bibliothèque internationale de psycliologie expérimentale, Paris, 1904.

provoquées par une lumière objective, c'est-à-dire par des vibrations de l'éther, ne sauraient nous servir à «voir » des objets qui nous entourent. Un homme qui dans l'obscurité reçoit un coup sur l'œil ne saurait « voir » son agresseur à la faveur de l'éclair lumineux qui est la suite du coup reçu.

La section du nerf optique non dégénéré (opération qu'on doit faire dans certaines maladies) donne lieu à un éclair, et de plus, paraît-il, à une sensation douloureuse. Dans la luxation du globe oculaire au devant de l'orbite (tiraillement du nerf optique), les malades se plaignent d'une sensation lumineuse tellement intense qu'elle est très douloureuse. Une excitation excessive de l'appareil optique semble donc être douloureuse.

Évidemment, il n'y a aucune analogie entre nos sensations visuelles et les vibrations de l'éther qui leur donnent naissance. La sensation visuelle est l'épiphénoniène psychique du fonctionnement de notre centre cortical de la vision, et c'est bien à tort que nous l'attribuons aux objets extérieurs. En l'absence de centres nerveux optiques, il n'y aurait pas de lumière, mais les vibrations de l'éther n'en existeraient pas moins ; il ne serait pas même impossible que nous arriverions à en étudier les propriétés physiques, les lois de leur réflexion, etc. ; seulement, il ne nous viendrait pas à l'idée de parler de vibrations lumineuses, rouges, vertes, etc.

n. Division des sensations lumineuses. Qualités des sensations lumineuses. — Dans la vision ordinaire, notre rétine est frappée par des mélanges compliqués de vibrations (de l'éther), à longueurs d'onde trèsdiverses. Isolons les vibrations à l'aide d'un prisme ou d'un spectroscope. De chaque endroit du spectre solaire partent des vibrations d'une seule longueur d'onde. Étudions lelfet visuel de ces vibrations d'une seule longueur d'onde, des rayons lumineux d'onde d'une même refrangibilité.

Le mélange de toutes les radiations solaires venant frapper un endroit rétinien, donne une sensation blanche. C'est une première espèce de sensation visuelle ; il y en a beaucoup d'autres. — Les rayons les moins réfrangibles du spectre solaire n'ébranlent pas du tout notre rétine (rayons calorifiques obscurs). Viennent ensuite, dans l'ordre de leur refrangibilité croissante, des rayons qui éveillent une sensation rouge; d'autres, plus réfrangibles, une sensation orange ; puis d'autres des sensations jaune, verte, bleue et violette. Mais le spectre solaire renferme encore des longueurs d'onde plus petites que celles qui donnent la sensation violette ; il y a les rayons ultra-violets, obscurs également, dits rayons chimiques, parce que tout en n'échauffant que très-peu les corps, ils provoquent, plus facilement que les longueurs donde plus grandes, certaines réactions chimiques. Les rayons X enfin ne sont pas non plus capables d'exciter la rétine.

La raison de l'invisibilité des deux extrémités du spectre ne réside pas dans les vibrations elles-mêmes, mais dans la constitution de la

604 ^ CHAPITRE XlV.

rétine. Il faut admettre que la rétine est susceptible d'être ébranlée (chimiquement, voir plus loin) par les longueurs d'onde moyennes, et nullement par les plus petites ni par les plus grandes longueurs d'onde.

En dedans des limites où les vibrations de l'éther agissent sur l'appareil optique, elles provoquent en quelque sorte une infinité de qualités de la sensation visuelle, l'une passant insensiblement dans l'autre, d'une extrémité à l'autre du spectre solaire visible : nous distinguons une infinité de couleurs spectrales. L'usage a prévalu de distinguer nominativement certaines de ces couleurs seulement ; d'autres hommes, dans d'autres conditions, distingueraient nominativement d'autres couleurs. Nous avons ainsi, dans l'ordre de la réfrangibilité grandissante des rayons qui leur donnent naissance : le rouge, l'orangé, le jaune, le vert, le bleu et le violet. Une de ces couleurs se distingue des autres par son « ton » ou sa « teinte ». — On remarquera encore deux autres différences entre les couleurs du spectre solaire. Le jaune fait sur nous l'impression la plus forte dans le sens de la lumière ; le spectre solaire a un maximum d' « intensité lumineuse » dans le jaune ; de là cette intensité diminue vers les deux extrémités. Le violet a la plus faible intensité lumineuse. • — Enfin, ce quelque chose qui constitue le « ton » d'une couleur, est plus ou moins développé dans les différentes teintes spectrales ; selon que le caractère de la sensation chromatique est plus ou moins prononcé, nous disons que la « saturation » est plus ou moins forte. La saturation est certainement un minimum dans le jaune spectral. Des couleurs spectrales très-saturées sont le rouge, et surtout le violet et le bleu. — Nous trouvons donc entre nos différentes sensations visuelles trois différences fondamentales : de « ton» d' t intensité lumineuse» et de « saturation. »

On a cru pendant quelque temps trouver la raison de l'invisibilité des deux extrémités du spectre dans l'absorption de ces radiations extrêmes par les milieux transparents de l'oeil. Le fait est que ces milieux absorbent les radiations extrêmes beaucoup plus que les uioyennes ; mais ils ne les absorbent pas toutes. De même aussi les rayons X n'impressionnent par la rétine, bien qu'ils arrivent jusqu'à elle.

On parle souvent des énergies ou pouvoirs calorifique, lumineux et chimique du spectre solaire. Ces trois pouvoirs sont différemment répandus dans le spectre solaire, c'est-à-dire qu'une longueur d'onde déterminée peut très bien provoquer certaines réactions chimiques, sans agir puissamment sur la rétin^j et sans échauffer notablement les corps qu'elle frappe. Le pouvoir lumineux atteint son maximum dans la portion jaune, et de là il va en diminuant irrégulièrement vers les deux extrémités du spectre. Le pouvoir calorifique atteint soa maximum dans les rayons citra-rouges, qui n'impressionnent pas du tout la rétine. Ce qu'on appelle le pouvoir chimique ou actinique a un maximum dans les rayons ultraviolets, qui n'impressionnent guère la réliue, et qui n'échauffent pas les corps d'une manière sensible. — Le pouvoir calorifique d'un endroit du spectre paraît être lameilleui'e mesure de l'énergie, de la somme de mouvement renfermée dans

les radiations correspondantes. — Le pouvoir chimique doit être entendu en ce sens que la nature renferme surtout des substances capablef d'être entraînées dans une réaction chimique par les courtes vibrations de l'éther ; il n'est nullement une mesure do l'énergie physique des vibrations. -- Le pouvoir lumineux inéi^al des ditTérents endroits du spectre tient à ce que la substance nerveuse visuelle est constituée (chimiquement et physiquement) de manière à être ébranlée plus fortement par les vibrations de longueur moyenne. Le pouvoir lumineux plus fort des radiations jaunes n'est nullement une preuve d'une plus grande énergie physique de ces radiations.

Dans ce qui précède nous avons admis avec Helmholtz que chacune des innombrables sensations colorées spectrales est simple au même titre que l'autre. Dans cette manière de voir, de simples considérations d'ordre pratique auraient fait que nous attribuons un nom à telle couleur et pas à d'autres : le vert, parce qu'il est très répandu dans la nature, le bleu parce que c'est la couleur du lirmament, etc. — Hering, renouvelant une opinion de Leonardi da Vinci, prétend que le rouge, le jaune, le vert et le bleu seuls sont des sensations simples,' et que dans les autres couleurs spectrales on verrait des mélanges de sensations simples, dans l'orangé p. ex., un mélange de jaune et de rouge.

Voilà pour les sensations provoquées dans notre appareil visuel par des rayons d'une seule réfrangibilité. On donne quelquefois aux couleurs spectrales le nom de couleurs simples, parce qu'elles sont provoquées dans l'appareil visuel par une seule longueur d'onde déterminée. Mais le spectroscope nous montre que toutes les couleurs naturelles des objets qui nous environnent sont composées. En réalité les sensations colorées qu'ils nous procurent sontsimples, mais elles sont provoquées parlemélangedediverses longueurs d'onde. Ces objets sont colorés, comme nous le verrons, parce qu'ils réfléchissent toutes les longueurs d'onde émises par le soleil, à l'exception d'une ou de quelques unes, qui sont absorbées par le corps coloré.

Pour étudier physiologiquement les couleurs composées, portons sur le même endroit rétinien des mélanges de couleurs spectrales, c'est-à-dire des mélanges diversement combinés de radiations simples. Nous savons déjà que le mélange de toutes les radiations solaires, dans les proportions avec lesquelles elles arrivent sur la terre, donne la sensation blanche. — Il faut se garder de croire que le blanc est une sensation composée ; pour le sens intime, elle est simple au même titre que le rouge ou le bleu spectral.

Combinons les couleurs objectives simples, les radiations solaires, deux à deux. Il y a d'abord les « couleurs complémentaires . On appelle radiations spectrales complémentaires celles qui, mélangées dans le rapport où elles sont dans la lumière solaire, donnent la sensation blanche. Sont complémentaires : le rouge et le vert bleuâtre, l'orangé et le bleu cyanique, le jaune et le bleu indigo, le jaune verdàtre et le violet. Chaque couleur a son

complément dans le spectre, à l'exception du vert, dont le complément est le pourpre ou écarlate, la seule sensation colorée qui n'est provoquée par aucune radiation simple, et ne se trouve donc pas dans le spectre solaire ; elle résulte de l'action exercée sur la rétine par un mélange de rouge et de violet.

Le mélange de couleurs spectrales non complémentaires donne comme résultante, non pas le blanc, mais d'autres couleurs, identiques aux couleurs spectrales, seulement moins saturées, plus pâles, comme si à la couleur spectrale on avait mélangé du blanc. La règle suivante s'est trouvée vérifiée relativement au résultat de ces mélanges, a) Si les deux couleurs mélangées sont moins éloignées dans le spectre solaire que deux couleurs complémentaires, la résultante sera une des couleurs spectrales situées entre les deux composantes ; bj si les deux couleurs mélangées sont plus éloignées que deux couleurs complémentaires, la résultante sera le pourpre (qui ne se trouve pas dans le spectre), ou bien une couleur située dans le spectre

Fig. 213. — A) Cercle chromatique de Newton. B) Représentation du résultat des mélanges de

couleurs spectrales.

entre l'une des composantes et l'extrémité correspondante du spectre. Le pourpre notamment s'obtient en mélangeant le rouge et le violet. — Le rose est un pourpre peu saturé, pâle, c'est-à-dire mélangé de blanc.

Le tnoir*, une sensation bien réelle et qu'on ne peut confondre avec l'absence de sensation visuelle (par exemple avec ce qu'on voit dans Tespace situé derrière la tête), est provoqué par l'absence de radiations lumineuses.

Le *grisr> est un noir mélangé avec plus ou moins de blanc, c'est-à-dire un blanc peu intense. Selon la proportion de blanc et de noir, il se rapproche plus ou moins du premier ou du dernier. — Le « sombrer se dit de n'importe

quelle couleur quand elle est peu intense (mélangée à beaucoup de noir).

Lorsque les couleurs de Textrémité rouge du spectre sont sombres, on parle de « brun *.

Le mélange des couleurs spectrales deux à deux ne nous donne donc réellement, en fait de sensations nouvelles, que le pourpre.

Les couleurs obtenues ainsi sont moins saturées que les couleurs spectrales, plus « pâles " que celles-ci. Mais ce ne sont pas des sensations nouvelles. — On obtient toutes les nuances plus pâles d'un ton spectral en le mélangeant avec du blanc. Plus une couleur est mélangée de blanc, moins elle est saturée.

III. Les résultats du mélange des couleurs spectrales s© représentent d'une manière synoptique par le cercle chromatique de Newton (fig. 213). Les couleurs spectrales passant insensiblement l'une dans l'autre, et le pourpre, qui est aussi une couleur saturée, pouvant passer insensiblement et dans le rouge et dans le violet (en variant légèrement les teintes de ses composantes), nous pouvons les disposer sur la circonférence d'un cercle, le rouge et le violet étant reliés par le pourpre (fig. A). Le centre du cercle est sensé occupé par le blanc. Entre le blanc et les couleurg saturées sont rangées, suivant les rayons du cercle, toutes les variations des couleurs spectrales dues à des dilïérences de saturation, et cela de manière à ce que les couleurs les moins saturées se rapprochent le plus du centre (fig. A). Les couples de couleurs complémentaires se trouvent aux deux extrémités des diamètres ; le milieu du diamètre, c'est-à-dire le centre du cercle est occupé par le blanc. Mélangeons maintenant deux couleurs spectrales non complémentaires ; la teinte résultante correspondra au milieu de la corde qui joint ces couleurs saturées (fig. B) ; elle est donc donnée par le rayon qui passe par ce point (milieu de la corde), et elle sera d'autant moins saturée que cette corde se rapproche davantage du centre, c'est-à-dire que les deux composantes sont plus éloignées dans le spectre. — On lit donc dans cette figure le résultat sensoriel du mélange de deux couleurs objectives, qu'elles soient plus rapprocliées ou plus éloignées dans le spectre solaire que deux couleurs complémentaires.

Dans ce qui précède, nous avons mélangé les longueurs d'onde dans la proportion où elles se trouvent dans le spectre solaire. Ou'arrive-t-il si nous diminuons l'une des deux composantes, si nous éteignons partiellement l'une des deux en la mélangeant avec l'autre? Dans ce cas, on obtient toujours des teintes pâles des couleurs spectrales. Sont-oe deux couleurs complémentaires? Alors la sensation résultante aura la teinte de la longueur d'onde qui prédomine, mains d'autant moins saturée qu'elle prédomine moins. Sont-ce au contraire deux couleurs non complémentaires ? Alors la résultante sera intermédiaire entre les deux, et se rapprochera de celle qui prédomine : de plus, elle no sera jamais saturée au maximum.

Le mélange des couleurs à plus de deux à deux ne nous donne plus de sensation nouvelle. Bien plus, avec trois couleurs suffisamment éloignées entre elles dans le spectre solaire, nous pouvons obtenir ce qui était

impossible avec deux couleurs, c'est-à-dire si nous mélangeons dans toutes les combinaisons iuiaginables ces trois espèces de radiations, nous obtenons toutes les couleurs possibles, toutes les sensations visuelles imaginables ; seulement, aucune résultante n'a le maximum de saturation : toutes sont plus ou moins pâles.

On peut choisir ces trois couleurs, dites « fondamentales » comme on veut; seulement, deux d'elles étant données, la troisième est désignée fatalement.

Goci encore une fois ressort du cercle chromatique de Nkwton (B). Le rouge, le vert et le violet, par exemple, sont trois couleurs fondamentales. On pourrait aussi clioisir trois autres couleurs fondamentales.

Les couleurs naturelles sont généralement composées de beaucoup plus de trois composantes. Les objets de la nature sont colorés lorsqu'ils ne réfléchissent pas également toutes les longueurs d'onde qui composent la lumière solaire qui les frappe, s'ils en absorbent l'une ou l'autre, et renvoient le reste vers l'œil de l'observateur. Dans le mélange qui arrive sur la rétine, il y a d'abord plusieurs couples de radiations complémentaires, qui éveillent la sensation blanche ; il y a de plus la couleur dont le complément a été absorbé : la sensation chromatique résultante sera cette couleur, mais mélangée de blanc. On comprend ainsi qu'aucune couleur de la nature ne soit aussi saturée que la teinte spectrale correspondante.

Le spectroscope, qui analyse les couleurs naturelles, démontre d'abord que ce sont des couleurs composées ; de plus, le spectre obtenu n'est jamais continu, il présente des lacunes plus ou moins grandes, qui correspondent au complément de la couleur donnée.

IV. Méthodes pour mélanger des couleurs. — l» La meilleure de toutes au point de vue de la physiologie, et même la seule qui permette de résoudre certaines questions, c'est la méthode spectrale. Un écran percé d'une fente étroite et placé sur le trajet des rayons analysés par un prisme permet de n'en laisser passer qu'un seul. Ce dernier rayon peut être reçu sur un second écran, au besoin après avoir été dévié de la ligne droite par un miroir ou par un prisme. Si on a analysé de cette manière deux ou plusieurs rayons mixtes, on peut faire en sorte que le môme endroit du second écran (blanc, pour qu'il réfléchisse toutes les longueurs d'onde) reçoive deux ou plusieurs longueurs d'onde, qu'il renvoie ensemble dans l'œil de l'observateur ; on superpose ainsi différentes parties d'un ou de plusieurs spectres.

3" On fait tourner rapidement des disques à secteurs différemment colorés. Dès que la vitesse de rotation est assez grande, grâce à la persistance des impressions rétiniennes (voir plus loin), les effets sensoriels produits par les différentes couleurs du disque sont comme simultanés. — De cette manière on n'opère pas avec des couleurs simples ; mais d'après

ce qui précède, le seul inconvénient est un moindre degré de saturation de la couleur résultante.

On ne peut pas .se servir du mélange de poudres ou de liquides colorés, par la raison qu'un tel mélange n'équivaut pas à une addition de couleurs, comme dans les deux méthodes précédentes, mais à une soustraction de couleurs. La coloration d'un liquide, par exemple, tient à ce qu'il absorl^ii des rayons d'une refrangibililé donnée ; le mélange de radiations émergentes produit la teinte complémentaire (mais non saturée) de la parti? absorbée : le spectroscope nous renseignera exactement à cet égard. Si on mélange deux liquides colorés n'exer<;ant entre eux aucune action chimique, l'effet sera le même que si la lumière traversait successivement les deux liquides : les rayons qui ne sont absoi'bés par aucun d'eux passent seuls. — Pour les mélanges de poudres colorantes, les p'iénoménes se passent à peu près de la même manière : chaque particule est un petit corps transparent qui colore la lumière par absorption ; la lumière est absorbée partiellement en traversant un premier grain ; celle qui passe est partiellement renvoyée par un grain plus profond (d'une autre couleur), et partiellement pénètre plus en avant, subit une seconde réduction par absorption, une nouvelle rélloxion, et ainsi de suite. — Il en résulte que les couleurs naturelles un tant soit peu saturées sont en môme temps peu lumineuses.

En faisant passer la lumière blanche successivement à travers deux verres ou deux Ii({uides à couleurs complémentaires (rouges et verts, p. ex.), on n'obtient pas le blanc, mais le noir : le second milieu absorbe tout ce que le premier laisse passer.

On remarquera que si beaucoup de mélanges de rayons lumineux sont équivalents au point de vue physiologique, il n'en est pas de môme au point de vue physique. Certains d'entre eux n'ont même aucune ressemblance entre eux, excepté leur action identique sur l'ieil ; tel est le cas des dillereuts couples de radiations complémentaires. Une plaque photographique noircit sous l'intluence d'un mélange de lumière écarlate et de bleu verdàtre et reste très-claire sous l'action d'un mélange de rouge et de vert bleuâtre, et cependant les deux mélanges produisent dans l'organe visuel une môme sensation blanche. Dans l'un et l'autre cas, la raison de l'action ditTérente ne réside pas dans les vibrations de l'éther, mais dans les deux organes impressionnés, la plaque photographique et l'appareil nerveux visuel.

Sous 1(^ nom de chromoscope, Yves a produit récemment un appareil remarquable, basé sur la possibilité de produire toutes les teintes à l'aide de trois couleurs convenablement choisi's, et ([ui réalise dans une large tuesure la r«'productiou des couleurs de la nature à l'aide de la photographie. Oa prend trois clichés du môme objet, nue fois à. travers un milieu (verre) rouge, une fois à travers un milieu vert, H la troisième fois à travers un milieu bleu. Inutile de dire que ces clicliés ne sont pas cougruents, chacun d'eux ne reproduisant que les parties de l'objet renfermant une composante de la lumière (le premier cliché, seulement les parties rouges, etc.). I^ar une disposition très simple (réflexion sur des glaces) on obtient que les trois clichés (i>ositifs) soient vus à la môme place, mais le premier cliché éclairé par de la lumière rouge, le second éclairé par de la lumière

verte, le troisième éclairé par de la lumière bleue. La résultante en est la vision

de l'objet avec ses couleurs naturelles, dans leurs moindres nuances.