EFFET PHYSIOLOGIQUE DES BATTEMENTS

ne peut se frayer un passage que par secousses isolées, et, par suite, le son qui l’accompagne, tantôt s’échappe librement, tantôt est interrompu.

J’ai pu aussi produire des sons intermittents au moyen de la sirène double précédemment décrite, en mettant à la place du porte-vent de la caisse supérieure, un petit tuyau à anche, à travers lequel je faisais passer l’air. On ne peut en entendre le son que lorsque, par la rotation, les trous du disque coïncident avec ceux de la caisse et donnent passage à l’air. En faisant tourner le disque, pendant que l’air traverse le tuyau à anche, on obtient donc un son intermittent produisant exactement le même effet qu’un son composé à battements rapides, quoique les intermittences soient obtenues par un moyen purement mécanique. On peut encore y arriver d’une autre manière au moyen de la môme sirène. Pour cela, j’enlève la caisse à vent inférieure, et je ne laisse que son couvercle percé de trous, sur lequel se déplace le disque tournant. J'adapte à l’une des ouvertures de ce couvercle un des bouts d’un tube en caoutchouc, dont l’autre extrémité communique au moyen d'un tube convenablement disposé, avec l’oreille do l’observateur. Le disque, en tournant, viendra successivement fermer et ouvrir l’orifice auquel est adapté le tube de caoutchouc. Si on place dans le voisinage et au-dessus du disque tournant un diapason ou un autre instrument, on entend le son d’une manière intermittente, et, en faisant tourner le disque de la sirène plus ou moins vite, on peut régler à volonté le nombre des intermittences.

On peut donc obtenir des sons intermittents de deux manières. Dans le premier cas, le son du petit tuyau à anche est intermittent dans l’atmosphère même, parce qu’il ne peut arriver que d’une manière discontinue ; le son intermittent peut donc être entendu par un nombre quelconque d’auditeurs. Dans le second cas, le son est continu dans l’atmosphère, mais arrive d’une manière discontinue à l’oreille de l’observateur, qui entend à travers la sirène. 11 ne peut donc être entendu que par un seul observateur, mais on peut facilement faire l’expérience sur toute espèce de sons de hauteurs ou de timbres les plus divers. Tous, rendus intermittents, donnent exactement le même genre de dureté que présentent deux sons simultanés dont les battements sont rapides. On voit ainsi bien clairement, que les battements et les intermittences sont identiques en ce sens que, parvenus à un certain nombre, ils donnent lieu à l’espèce de bruit qu’on appelle roulement.

Les battements déterminent une excitation intermittente dans certains nerfs auditifs. Comment une semblable excitation intermittente agit-elle beaucoup plus désagréablement qu’une autre forte, ou

même plus forte, mais continue, c’est ce qu’onvpeut expliquer par analogie avec ce qui se passe dans les autres nerfs du corps humain. Chaque excitation énergique d’un nerf en affaiblit en même temps l’excitabilité, de telle sorte qu’une nouvelle action de la cause excitante, se produisant à la suite de la précédente, trouve le nerf moins sensible qu’auparavant. Par contre, dès que l’excitation cesse, et que le nerf est abandonné à lui-même, l’irritabilité revient aussitôt dans le corps vivant, sous l’intluence du sang artériel. Les différents organes du corps paraissent se lasser et réparer leurs forces, avec une rapidité- différente, mais nous trouvons ces deux éléments (la fatigue et le repos), partout où les muscles et les nerfs exercent leurs actions. Parmi les organes où ces modifications se produisent relativement vite, se trouve j’œil qui présente, d’ailleurs, la plus grande analogie avec l’oreille. Nous n’avons qu’à regarder le soleil pendant un temps à peine appréciable, pour trouver que la partie du tissu nerveux ou de la rétine de l'œil, qui a été touchée par la lumière solaire, est devenue moins sensible à toute autre lumière. Nous voyons, en effet, immédiatement une tache obscure de la grandeur de l’image du soleil, si nous regardons une surface d'un éclat régulier, par exemple, la voûte céleste ; ou bien encore plusieurs taches de ce genre, entre-croisées de lignes, si le' regard, au lieu de fixer le soleil, s’est déplacé de côté et d’autre. Un clin d’œil suffit pour produire cette action, et l'étincelle électrique, qui dure un temps inappréciable, produit une fatigue du même genre.

Si nous regardons d’une manière continue une surface lumineuse avec un œil non fatigué, l'impression atteint son maximum dans le premier moment, puis elle décroît en même temps que la sensibilité de l’œil, et s’affaiblit de plus en plus tant que l’œil est attaché sur la surface. En passant de l’obscurité à la pleine lumière du jour, on est aveuglé; mais après quelques minutes, quand la sensibilité de l’œil est émoussée par l’excitation lumineuse, ou bien, comme on dit aussi, quand l’œil s’est habitué à cette excitation, cette clarté paraît trèsagréable. Inversement, quand on passe de la pleine lumière à un endroit obscur, on est insensible à la faible lumière qui y domine, et on ne {veut trouver son chemin ; au bout de quelques minutes, quand l’œil s’est reposé de la forte lumière, on commence à voir très-bien dans l’espace obscur.

Dans l’œil, les phénomènes de ce genre sont très-faciles à étudier, parce qu’on peut fatiguer certains points du fond de l’œil, laisser les autres au repos, et comparer les sensations obtenues dans les deux cas. Qu’on place un petit morceau de papier noir sur un papier blanc

EFFET PHYSIOLOGIQUE DES BATTEMENTS. 2lo

modérément éclairé; qu’on fixe pendant un instant un point déterminé sur le papier noir ou à. côté, puis, qu’on ôte brusquement ce dernier, on verra ce qu’on appelle une image accidentelle du noir, qui consiste en.ee que toute la place où se trouvait le noir, est maintenant d’un blanc plus clair que le reste du papier. C’est que la partie de l’œil, où se peignait le noir, est reposée, en comparaison des points précédemment touchés par l'image du blanc ; avec la partie reposée, nous voyons donc le blanc dans toute sa clarté primitive, tandis qu’aux points de la rétine déjà un peu fatigués par son action, il apparaît comme sensiblement gris.

En se prolongeant d’une manière régulière, l’excitation lumineuse elle-même produit un affaiblissement de la sensibilité, ce qui protège l’organe contre les effets d'une excitation trop vive et trop prolongée.

Les choses se passent d’une tout autre manière, si l’on fait agir sur l’œil une lumière intermittente, des éclairs, par exemple, séparés par des pauses. Pendant les pauses, la sensibilité reprend un peu de sa valeur première, et la nouvelle excitation agit avec beaucoup plus d’intensité qü’elle ne l’aurait pu faire si elle avait présenté la même force, mais en agissant d’une manière continue. Chacun sait quelle impression désagréable et pénible produit une lumière papillotante, même si elle est relativement très-faible, comme la lumière vacillante d’une petite bougie.

Il en est de même pour les nerfs du loucher. La peau est beaucoup plus sensible au frottement répété de l’ongle, qu’au contact prolongé du même ongle appuyant avec la même pression. La sensation désagréable provoquée par le frottement, le chatouillement, etc., provient de l'excitation intermittente des nerfs du toucher.

Un son roulant, intermittent, produit le même effet sur les nerfs de l’ouïe, que la lumière vacillante sur les nerfs de la vue, et le frottement sur la peau. Aussi détermine-t-il, dans l’organe, une sensation beaucoup plus intense et plus désagréable qu’un son régulièrement prolongé. On le reconnaît surtout en écoutant des sons intermittents très-faibles. Si l’on place un diapason vibrant assez loin de l’oreille pour qu’on cesse de l’entendre, on arrivera à percevoir encore le son, en tournant plusieurs fois entre les doigts la tige du diapason. Ce dernier occupe ainsi successivement les positions d’où le son peut parvenir à l’oreille, et celles dans lesquelles il ne se produit aucune sensation auditive ; ces alternances dans l’intensité rendent le son perceptible. Aussi le moyen le plus sensible de constater l’existence d’un son très-faible, consiste-t-il à émettre un son ayant presque la même intensité, qui fasse avec le premier deux ou quatre battements

TilÉOKIE PHYSIOLOGIQUE DE LA MUSIQUE.

par seconde. L’intensité varie alors entre zéro et le quadruple de l'intensité du son simple, et le renforcement aussi bien que l’alternance arrivent à rendre le son perceptible à l’oreille.

Nous venons de voir que, pour les sons les plus faibles, l’alternance de l’intensité peut servir à renforcer l’impression produite sur l’oreille; nous devons en conclure que cette alternance doit pouvoir servir à rendre l’impression d’un son fort, plus pénétrante et plus vive que ne le ferait une intensité régulière et durable.

Nous avons décrit jusqu’à présent les phénomènes tels qu’ils se présentent pour des battements dont le nombre ne dépasse pas 20 ou 30 à la seconde. Nous avons vu que les battements restent encore tout à fait appréciables dans le médium de la gamme, et forment une série de secousses sonores distinctes. Mais ici la limito perceptible de leur nombre n’est pas encore atteinte.

L’intervalle si3, *//.,, nous donne 33 battements par seconde, ce qui rend le son aigre et sifflant. L’intervalle d’un ton entier, si^j «/„ en donne environ le double, et cependant, il est beaucoup moins aigre que l’intervalle précédent, qui est plus petit. Enfin, d’après le calcul, l’intervalle de la tierce mineure, devrait donner 88 batte-

ments; mais, en réalité, cet intervalle conserve à peine un peu de la dureté que produisent les battements des intervalles moins grands. On pourrait supposer que le nombre croissant des battements en rend l’impression confuse et inappréciable à l’oreille. À l’appui de cette hypothèse, nous aurions l’analogie de l’œil qui n’est plus en état de distinguer les unes des autres, une série d’impressions lumineuses se succédant rapidement, lorsque le nombre en est trop considérable. Imaginons un charbon incandescent décrivant un cercle. S’il décrit le cercle environ 10 ou 13 fois par seconde, l’œil croit voir un cercle continu de feu. Il en est de même pour les disques de plusieurs couleurs dont l’aspect est bien connu de la plupart des lecteurs. Quand un disque de ce genre fait plus de 10 tours par seconde, les différentes couleurs qu’il porte se mêlent pour donner une image immobile de leur mélange. Ce n’est qu’avec une lumière très-intense que la succession des secteurs diversement colorés peut être visible pour une vitesse plus grande, de 20 à 30 tours par seconde. Il se produit donc pour l’œil un phénomène tout à fait analogue à celui que nous avons rencontré pour l’oreille. Quand l’excitation et le repos se succèdent à trop courts intervalles, les deux impressions se mêlent, et la sensation devient continue et prolongée.

Cependant, pour l’oreille, nous pouvons nous convaincre que le nombre croissant des battements n’est pas la seule cause qui détermine leur mélange en une seule sensation. En passant du demi-ton.

NOMBRE DE BATTEMENTS PERCEPTIBLES

si g ut3, à la tierce mineure, ia.2 ut3, nous avons augmenté non- . seulement le nombre des battements, mais la grandeur de l’intervalle. Mais nous pouvons accroître le nombre des battements sans changer la grandeur de l’intervalle, en prenant les deux sons dans une région plus élevée de la gamme. Au lieu de sia ut3, prenons-les à l’octave supérieure si3 ulk, nous avons 66 battements ;sf4 w/5 en donne même 132, qui sonten réalité perceptibles delà même manièrequeles33dc«’a ut3, quoique devenant beaucoup plus faibles pour les plus grandes hauteurs. Cependant les 66 battements du demi-ton si3 vtk produisent une impression plus aigre et plus pénétrante que ceux, en même nombre, du ton ; et les 88 battements de l’intervalle mik fak sont encore trèsappréciables, tandis que ceux de la tierce mineure la3 vt3 sont presque absolument imperceptibles. II paraîtra peut-être étrange et tout à fait incroyable aux acousticiens, qu’on puisse entendre, comme je l’avance ici, jusqu'à 132 battements à la seconde ; mais il est facile de faire l’expérience ; et si on émet une série de demi-tons sur un instrument qui tienne le son, comme l’orgue ou l’harmonium, en commençant par le bas et montant de plus en plus, on entend dans le bas des battements très-lents (si — , w/0en donne 8 */4, sij t//a 16 */2).

Plus on s’élève dans la gamme, plus le nombre des battements augmente, le caractère de la sensation restant absolument invariable. On peut ainsi passer graduellement de 4 à 132 battements par seconde, et se convaincre que, si la faculté de compter cesse, il n’en est pas de même de l’appréciation du caractère d’une série de secousses sonores produisant une sensation intermittente. En tout cas, il faut remarquer ici, que les secousses deviennent beaucoup plus aigres, et appréciables même dans les hautes régions de la gamme, en prenant des •intervalles d’un 1 /4 de ton, ou de moins encore. La dureté la plus perçante se produit dans les parties élevées de la gamme pour un nombre de 30 ou 40 battements. Aussi la discordance produite par un écart d’une fraction de demi-ton entre deux sons aigus émis simultanément, est-elle beaucoup plus sensible que pour les sons graves. Pendant que deux ut3, séparés l’un de l’autre par la dixième partie d’un demi-ton, ne donnent guère qu’un battement par seconde, ce qui ne petit êlre apprécié que par une observation attentive, et ce qui, du moins, ne produit point de dureté, deux ut3 donnent avec le même écart 4 battements, et deux uth en donnent 8, ce qui produit un effet très-désagréable. Le caractère de dureté varie avec le nombre de battements. Les battements lents donnent, pour ainsi dire, une dureté d’une nature plus lourde, qu’on pourrait appeler un ronflement ou un roulement ; les battements rapides donnent une dureté plus perçante et plus aigre.

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Le grand nombre des battements n’est donc pas la cause, ou du moins la seule cause qui les rende inappréciables ; la grandeur de l’intervalle exerce aussi une influence, et, par suite, on peut, avec des sons aigus, produire des battements perceptibles plus rapides qu’avec les sons graves.

L’observation montre donc, d'une part, que les mêmes intervalles ne donnent pas, dans les différentes régions de la gamme, des battements également appréciables. Dans le haut, les battements deviennent inappréciables, plutôt à cause de leur nombre croissant. Les battements d’un demi-ton se conservent appréciables jusqu’aux limites supérieures de l'octave d'indice .'i ; aussi cet intervalle forme-t-il la limite des sons musicaux employés en harmonie. Les battements d’un ton, très-appréciables et très-forts dans les régions graves, sont à peine sensibles à la limite supérieure de l’octave d’indice i. En revanche, les tierces majeure et mineure qui, au milieu de la gamme, peuvent être considérées comme des consonnances, et ne présentent, pour ainsi dire, aucune dureté dans la gamine naturelle, sonnent très-dur dans les octaves graves et donnent des battements appréciables.

D'autre part, la netteté des battements et la dureté de l’intervalle ne dépendent pas seulement, comme nous l’avons vu, du nombre de battements. En faisant abstraction, en effet, de la grandeur de l’intervalle, on devrait trouver la même dureté pour les intervalles suivants, qui, d'après le calcul, présentent le même nombre de 33 battements :

le demi-ton si, ut,

le Ion ut, ré, et rt, mi,

lu tierce mineure mi, sol,

la tierce majeure ut, mi,

lu quarte soi, ut,

la quinte sol ,

Nous trouvons plutôt, au contraire, que les derniers intervalles présentent une dureté toujours décroissante. La dureté de l’intervalle frappé dépend donc à la fois, de la grandeur de l’intervalle et du nombre des battements. Quant à la raison de cette dépendance, nous avons déjà vu plus haut que les battements ne peuvent se produire dans l’oreille, que s’ils proviennent de deux sons assez voisins l’un de l’autre dans la gamme, pour faire vibrer en même temps par influence le même prolongement nerveux. Si les deux sons s’éloignent trop l’un de l’autre, les vibrations des fibres de Gorti simultanément ébranlées sont trop faibles pour que les battements auxquels elles donnent lieu puissent être encore appréciables, en

NOMBRE DE BATTEMENTS PERCEPTIBLES. 219

supposant toutefois qu’il ne vienne s’y mêler ni harmoniques ni sons résultants. D'après l’hypothèse que nous avons faite dans un précédent chapitre, pour évaluer la proportion dans laquelle s’éteignent les vibrations des organes de Corti, il résulterait, par exemple, que, pour une différence d’un ton entier, ut rte’, entre les deux sons excitateurs, les fibres de Corti dont le son propre est ut#, seraient ébranlées par chaque son, de 1/10 de son intensité propre; elles doivent par conséquent battre avec une intensité variant entre 0 et 4/10. Émettons au contraire les sons simples ut, et ut il résulte de la table consignée dans le précédent chapitre, que les fibres de Corti correspondant au milieu, entre ut et ut s, battront avec une intensité variant entre 0 et 12/10. Inversement, l’intensité des battements ne sera plus que de 0,194 pour une tierce mineure, de 0,108 pour une tierce majeure, de manière à devenir presque inappréciables à côté des sons primaires dont l’intensité est 1. La même figure 45, déjà employée pour représenter l’intensité des vibrations d’influence exécutées par les fibres de Corti pour un écart croissant du son émis avec le son propre de la libre, va encore nous servir ici, pour figu- , rer l’intensité des battements déterminés dans l’oreille par deux sons Kig. 55.

différents de la gamme. Nous devons

seulement partager la base en divisions telles, que 5 corresponde à la distance d’un ton entier, et non d’un demi-ton, comme plus haut. Dans le cas présent, en effet, la distance des deux sons est double de la distance de chacun d’eux à la fibre moyenne considérée.

Si les fibres de Corti avaient, dans toutes les régions de la gamme, une égale faculté d’étouffer les vibrations, et si le nombre des battements n’avait aucune influence sur la dureté de la sensation, des intervalles égaux donneraient aussi une égale dureté dans toutes les régions de la gamme. Comme au contraire, en réalité, les mêmes intervalles sont moins durs dans le haut que dans le bas, il faut admettre, ou bien que les vibrations des organes de Corti s’éteignent moins bien dans le haut que dans le bas, ou bien que les battements rapides se distinguent plus difficilement dans l’appareil de la sensation.

Je ne vois encore aucun moyen de choisir entre ces deux hypothèses; nous pouvons bien cependant considérer la première comme la plus invraisemblable ; du moins, sur tous nos instruments de musique, il est d’autant plus difficile d’empêcher un corps vibrant de

communiquer ses vibrations à ce qui l’entoure, qu’il émet un son plus haut. Les cordes très-courtes sonnant à l’aigu, les petites languettes métalliques ou plaques, etc., donnent des sons aigus extraordinairement brefs, tandis que les sons graves émis par des cordes, des plaques plus grosses, peuvent facilement se prolonger longtemps. La seconde hypothèse est, au contraire, confirmée par l'analogie des autres appareils nerveux du corps humain, et en particulier de l’œil. J’ai déjà dit qu’une série d’impressions lumineuses se succédant rapidement à intervalles réguliers, produit dans l’œil une sensation lumineuse régulièrement prolongée. Si les excitations lumineuses se suivent très-rapidement, l’impression de chacune d’elles se prolonge sans perdre de son intensité, jusqu’à l’arrivée de la suivante, en sorte que la sensation ne permet plus de distinguer les pauses. Pour l’œil, le nombre des excitations lumineusés ne peut guère dépasser 24 à la seconde sans qu’elles se confondent en une seule impression continue. En cela, l’œil est de beaucoup surpassé par l’oreille, car on peut distinguer en une seconde jusqu’à 132 intermittences sonores, et vraisemblablement, nous n’avons pas encore là la limite supérieure. On pourrait peut-être encore entendre des sons beaucoup plus élevés en leur donnant une intensité suffisante. Par la nature des choses, les différents appareils de la sensation présentent sous ce rapport un degré différent de mobilité, parce que l’effet en question dépend non-seulement de la mobilité des molécules nerveuses, mais aussi de la mobilité des appareils auxiliaires au moyen desquels l’excitation nerveuse se produit ou s’éteint. Les muscles sont beaucoup plus inertes que l’œil; dix décharges électriques, traversant les nerfs pendant une seconde, suffisent en général pour mettre en contraction continue les muscles d’une partie quelconque du corps, dont le mouvement est volontaire. Pour les muscles des parties dont les mouvements sont involontaires, comme ceux de l’intestin, des vaisseaux, etc., les intervalles entre les excitations peuvent atteindre la durée d’une seconde entière, ou môme plus, sans faire cesser la continuité de la sensation.

L’oreille présente, sur les autres appareils nerveux, une grande supériorité sous ce rapport ; elle est éminemment l’organe destiné à percevoir les petits intervalles de temps, et a été depuis longtemps utilisée comme telle par les astronomes. Il est bien connu que, quand deux pendules oscillent l’un à côté de l’autre, l’oreille peut apprécier à environ I / 100 de seconde près, si les coups coïncident ou non. L’œil se tromperait de 1/24 de seconde, ou môme d’une fraction beaucoup plus grande, pour distinguer si deux éclairs lumineux coïncident ou non.

NOMBRE DE BATTEMENTS PERCEPTIBLES

Mais, malgré la supériorité de l’oreille sur lés autres organes du corps, nous ne pouvons cependant pas hésiter à supposer que chez elle, de même que pour les autres appareils nerveux, il existe une limite à la rapidité de son pouvoir de perception ; nous pouvons même admettre qu’en n’arrivant à percevoir que faiblement 132 battements à la seconde, nous approchons de cette limite.