II. — Perception des mouvements par la rétine

93. Vitesse minima nécessaire pour quune sensation de mouvement se produise. — On doit particulièrement à Aubert des recherches exactes sur ce point (2). Il s'est servi pour ces

(1) Volkmann, Physiologische Untersuchungen im Gebiete der Optik, 2. Heft, 1864, p. i49; comparer W. James, The Principles of Psychology, 1890, vol. II, p. 200.

(2) Aubert, Die Bewegungsempfindung, Pfluger's Archiv, Bd. 39, 1886,

recherches d'un cylindre tournant recouvert de papier sur Lequel se trouvaient fixés les objets à observer, par exemple une échelle millimétrique en papier; un signal électrique, inscrivant sur Be papier du cylindre, permettait de connaître la vitesse de rotation employée. Le résultai des observations d'Aubert a été que, lorsqu'on fixait l'objet en mouvement et (jue cet objet étail entouré d'autres objets visibles immobiles, il fallait que la vitesse de l'objet fût de 1' à 2' par seconde pour qu'il parût, dès le début même de l'observation, en mouvement; lorsque la vitesse était moindre, la sensation de mouvement ne se produisait qu'au bout de quelques secondes ; enfin, lorsqu'on la diminuait encore plus, l'objet paraissait immobile.

J'ai fait, relativement à la vitesse minima perceptible par la rétine, des déterminations analogues à celles cTAubert et obtenu à peu près les mêmes résultats qne lui. L'appareil produisant le mouvement était le même que précédemment p. 181), la distance de l'objet aux yeux était également la même; mais l'objet dont il s'agissait de constater le mouvement était une pointe qui se déplaçait devant les divisions millimétriques d'une règle et à 1""" environ de ces divisions. Dans ces conditions, la production d'une sensation de mouvement se trouvai! évidemment facilitée au plus haut degré.

J'ai l'ait deux séries d'observations. Dans Tune, je me suis servi d'un éclairage artificiel: une lampe à gaz, pourvue d'un réflecteur, éclairail fortement la pointe el la règle, et en même temps rendait visibles les objets environnants : j'observais à la fois la pointe el l'ombre qu'elle projetait sur la règle. Dans l'autre, j'ai expérimentée la lumière du jour: aucune ombre dans ce dernier cas n'était visible : je me bornais donc à observer la pointe. Les résultats «les deux séries sont d'ailleurs sensiblement les mêmes.

A la lumière artificielle, avec des vitesses comprises entre omm,o8 et ol!i ' .1.') par seconde (33" et .V,",. je constate que toutes mes observations expriment des doutes à l'égard de l'existence d'une sensation de mouvement. La première observation ou l'existence d'une sensation se constate a lien avec une vitesse de Omm,l4 (-'8"); je note alors que I'1 mouvement est perçu au début de l'observation et de temps en temps. On retrouve ici, en effet, la même irrégularité apparente du mouvement, lorsqu'il est à peine perceptible, que lorsqu'on observe un objet isolé. A mesure que les vitesses deviennent supérieures à <»""'". ir|. la sensation de mouvement devient plus nette el se constate moins difficilement. Elle est assez nette lorsque la vitesse atteint o""".2o (83*).

A la lumière du jour, les résultats sont les mêmes : l'existence probable d'une sensation de mouvement est en effet énoncée, en même temps que le plus souvent avec doutes, pour des

j). 347 ss. — Au commencement de celle étude, Auberl fait brièvement l'historique des recherches antérieures relatives à la même question.

vitesses comprises entre omm,io et omm,i4 d1" (>t ~>$")- K partir de onm\i5 (bVj, les énonciations ne comportent pins de doute : le mouvement est perceptible ou, du moins, un peu perceptible. Toutefois l'irrégularité apparente de ce mouvement persiste encore longtemps ; avec une vitesse de omn\67 (277"),* le mouvement lin il encore par paraître saccadé quand l'observation se prolonge pendant un temps considérable.

En somme, d'après les observations précédentes, le mouvement est perceptible pour une vitesse d'environ i'. Aubert estimait que la vitesse nécessaire pourproduire une sensation de mouvement devait être dix fois plus grande environ lorsqu'on suit du regard un objet isolé que lorsqu'on observe cet objet au milieu d'objets immobiles visibles ; ce chiffre est plutôt trop faible qu'exagéré; d'après les résultats que j'ai trouvés, la vitesse doit être de i5 à 20 fois plus grande lorsqu'on observe un objet isolé. La différence s'explique d ailleurs par la différence de sensibilité qui peut se constater directement entre la rétine et les organes de sensibilité tactile et musculaire qui entourent le globe de l'œil.

94. Vitesse maxima pour laquelle une sensation de mouvement peut subsister. — Au delà d'une vitesse maxima, pour un parcours déterminé, la sensation de mouvement disparaît, et il se produit alors une simple sensation de changement : ainsi, supposons une bande colorée passant très rapidement derrière une fente ; il n'y aura pas alors à proprement parler sensation de mouvement, il semblera plutôt que la fente, colorée un instant, cesse aussitôt de l'être ; bref, l'impression sera la même que si dans une salle obscure on produisait une étincelle électrique qui rendrait un instant visibles les objets environnants. Il s'agit donc là d'un simple changement lumineux ou chromatique, bien que parfois, à vrai dire, on soit porté à interpréter un tel changement comme impliquant quelque changement de position, c'est-à-dire quelque mouvement. Il y a d'ailleurs peut-être une raison physiologique de ce dernier fait : c'est que la persistance des impressions peut n'être pas la même pour toutes les régions de la rétine, et, par conséquent, la disparition de la sensation peut, de la périphérie au centre de la rétine par exemple, avoir lieu progressivement, comme si on avait affaire à un mouvement réel.

J'ai déterminé de la manière suivante la vitesse maxima compatible avec la persistance d'une sensation de mouvement. Je me suis servi d'un cylindre de 421'111 de circonférence, mis en mouvement par un appareil d'horlogerie dont je réglais la vitesse au moyen d'ailettes dont je modifiais progressivement la position. Une feuille noire, portant deux lignes blanches disposées en sens inverse, comme l'indique la figure 55, avait été collée sur

Fig. 55.

le cylindre, et, quand le cylindre tournait, je regardais passer ces lignes blanches derrière une fente horizontale découpée dans du carton noir; cette fente avait imm de large et était placée à environ icm du cylindre. Les lignes y apparaissaient sous la forme d'un petit parallélogramme (fig. 56) qui se mouvait alternativement de gauche adroite ou de droite à gauche, suivant que j'avais affaire à Tune ou à l'autre ligne. Je me tenais à environ 25cm du cylindre. L'expérience consistait à donner d'abord au cylindre une vitesse de rotation telle qu'il fût impossible de reconnaître le mouvement alternatif dont il vient d'être question, puis de ralentir peu à peu la vitesse jusqu'au moment où ce mouvement deviendrait perceptible. Je me suis imposé de n'avoir pas de doutes à cet égard, c'est-à-dire de prendre garde de ne pas confondre avec un mouvement alternatif le tremblotement lumineux qui pouvait se produire dans la fente; en outre, j'ai voulu que la sensation de mouvement fût persistante. La vitesse de rotation du cylindre a été déterminée au moyen d'un diapason électrique de 200 vibrations doubles à la seconde ; elle était très régulière. L'expérience avait lieu à la lumière d'une lampe à gaz éclairant fortement les lignes blanches. J'ai essayé de faire l'expérience avec une seule ligne ; mais j'ai constaté qu'il était plus difficile alors de faire la différence entre le mouvement et le simple tremblotement lumineux.

J'ai fait deux séries d'expériences. Dans la première, les lignes blanches collées sur le cylindre avaient 1""" seulement de large et n4mm de long ; en passant devant la feule elles formaient un petit losange d'environ immde côté. L'amplitude du mouvement dans la fente était de 46mm. Je me suis borné à l'aire 20 observations, dont 10 en fixant le milieu de la fente et 10 en regardant un peu à droite ou à gauche : l'existence d'un mouvement était en effet plus faciie à constater dans la vision un peu indirecte que dans la vision directe. Pour la vision directe, le mouvement alternatif commence à être perceptible lorsqu'il s'écoule entre l'apparition du point dans la fente et sa disparition 70'"% et pour la vision indirecte lorsqu'il s'écoule (il1"*. La variation moyenne est assez faible : de G'"s pour la vision directe et de 3ms pour la vision indirecte.

Les chiffres précédents sont plus élevés que ceux que j'ai trouvés, et qui seront cités plus loin, relativement à la perception de la succession de deux impressions lumineuses. La différence s'explique par le fait que le losange formait dans la fente un objet relativement petit et peu lumineux ; la rapidité avec laquelle il s'y déplaçait contribuait encore à le rendre peu lumineux. J'ai donc fait une seconde série d'expériences, en employant un objet plus lumineux. J'ai conservé la même l'ente, mais je

Fig. 56.

me suis servi de lignes blanches de 4mm de largeur; en outre, tandis que dans la série précédente les lignes blanches se présentaient presque perpendiculairement à la fente, elles formaient maintenant avec elle un angle de 45°. Cette dernière disposition avait un double avantage : d'abord d'allonger le parallélogramme qui apparaissait dans "la fente, et ensuite de séparer davantage les apparitions successives du parallélogramme. L'étendue du mouvement dans la fente était ici de 4cm- La durée du passage correspondait à un arc de 4cm également sur le cylindre. Les intervalles entre les points des lignes les plus rapprochés sur le cylindre, qui avait fecm de circonférence, étaient donc de i7cm chacun, c'est-à-dire relativement considérables par rapport à la durée de visibilité de chaque ligne.

J'ai fait deux séries, de 20 observations chacune, en me servant encore pour Tune de la vision directe et pour l'autre de la vision un peu indirecte. Dans le cas de vision directe, je dirigeais le regard, comme précédemment, vers la partie de la fente qui correspondait au milieu du chemin parcouru par le parallélogramme, et, dans le cas de vision indirecte, je déplaçais le regard soit vers la droite, soit vers la gauche, de manière à trouver, pour la perception du mouvement, des conditions aussi favorables que possible.

Les résultats de ces deux séries d'observations ont été les suivants. En vision directe, le mouvement est perçu comme distinct d'un simple tremblotement lumineux lorsqu'il s'écoule entre l'apparition de la ligne dans la fente et sa disparition 27™ (V.M. = ims) ; en vision indirecte, il l'est lorsqu'il s'écoule seulement 23ms (V.M. = oms,8).

Ces chiffres sont notablement plus faibles que ceux gue j'avais obtenus avec lignes blanches de imm de large. Mais ils sont voisins de ceux que j'ai trouvés pour la perception de la succession d'impressions lumineuses et voisins aussi de ceux qu'on a trouvés en étudiant les conditions de la fusion des impressions sur la rétine. Ils tendent donc à prouver, contrairement à ce qu'a conclu Exner, que la production d'une sensation de mouvement et la perception de la succession d'impressions lumineuses sont soumises aux mêmes conditions. Suivant Exner, au contraire, deux points pourraient être reconnus plus facilement comme successifs lorsqu'ils forment le commencement et la fin d'un mouvement que lorsqu'ils sont isolés. D'après lui, en effet, tandis que deux points isolés pourraient être reconnus comme successifs lorsque l'un vient os,o45 après l'autre, deux points pourraient l'être, dans le cas de mouvement, lorque l'intervalle entre eux est seulement de os,oi4 (1).

9 5. Perception de la succession d'impressions lumineuses. — La question de la perception de la succession d'impressions lumineuses présente, d'après ce qui précède, une certaine importance théorique pour l'étude de la perception du mouvement. Le raisonnement suivant semble d'abord parfaitement légitime :

(1) Exner, Ueber das Sehen von Bewegungen und die Théorie des zusammengeseïzten Auges, Wiener Akademie Berichte (math.-nalurw. Klasse . III. Abth., i875, Bd.72, p. 161.

si un point se meul d'une position à une autre, quand même ces deux positions seraient faciles à distinguer, il n'y aura pas de sensation de mouvement tant qu'il sera impossible de percevoir laquelle des deux positions a été occupée la première par le point ; le point paraîtra occuper simultanément les deux positions et toutes les positions intermédiaires par lesquelles il sera passé pour aller de Tune à l'autre; il ne peut donc y avoir sensation de mouvement qu'autant que le temps qui s'écoule pendant que le point passe d'une des deux positions à l'autre est supérieur à celui pour lequel la perception d'une succession d'impressions visuelles est possible et se distingue de celle d'une simultanéité.

On vient de voir cependant qu'Exner a' cru avoir constaté qu'il peut y avoir sensation de mouvement alors que la durée du déplacement considéré est inférieure à celle qui esl nécessaire pour qu'on puisse distinguer une succession d'impressions visuelles d'une simultanéité.

Charpentier a fait des recherches sur le temps qui doit s'écouler entre deux impressions visuelles successives pour qu'on puisse reconnaître laquelle aprécédé l'autre. Il observait deux lumières d'égale durée, se produisant l'une prés île l'autre à des moments différents. La lumière étail loin nie par iinc lampe, traversait des fentes découpées dans des disques rotatifs et éclairait ensuite successivemenl dans sa partie supérieure cl dans sa partie inférieure une fente fixe, dont il se formait une image sur nu wn-c dépoli : il 3'agissaiï de reconnaître l'ordre de succession de la partie supérieure H de la partie inférieure de l'image. Or, il a trouvé, dans une série où ta durée des lumières a varié de <)\ôi/, à os,i25, qu'en moyenne l'intervalle nécessaire entre les commencements des deux lumières peur (pie leur ordre de succession piïl être reconnu étail de n,iP.;, La durée des lumières ne parall pas avoir d'influence ; au contraire, la grandeur des surfaces éclairées en contael influe, et l'ordre de miceession est d'autant plus facilement reconnu que ces surf-aces sont plus étendues (1).

J'ai l'ail, pour résoudre la même question, une série d'observations. Les expériences ont eu lieu sur-tout à la lumière art ilicielle ; mais j'en ai l'ait aus>-i un certain nombre à la lumière du jour cl je n'ai pas constat»'' de différences essentielles entre les résullals. J'éclairais forlenieiil avec une lampe à gaz pourvue d'un réflecteur d placée à peu de distance un disque noir portant deux bandes blanches lin-. 57), dont l'une étail par rapport à l'autre d'un coït'1 en avance et de l'autre en retrait de 1" -s . Ces Landes avaient 8""" de large et étaient à S""" l'une de l'autre.

Deux paires de ces bandes étaient disposées a la périphérie du disque, à Popposé l'une de l'autre: en outre, la disposition

(1) Charpentier, Nouvelle Note sur l'appréciation du temps pur lu rétine, Comptée rendus de la Société de biologie, l. IV. 8* -crie, issj pp. w-W-w-'.k Voir aussi 1. IV. p. 447, et, peur la description du dispositif emplm c. p. 90 ss.

étai4 inverse dans chaque paire, c'est-à-dire que la bande qui avançai! dans l'une était en retrait dans lautre. Un écran noir (Hait placé devant ce disque, aussi près que possible, et dans cet écran était découpée une t'ente verticale de o""",4 de large. Le disque était mis en rotation par un mouvement d'horlogerie. Quand il tournait, les bandes blanches, en passant devant la fente, y formaient deux petites lignes brillantes séparées par un Intervalle noir, et, grâce à la disposition des bandes, tantôt c'était la bande la plus rapprochée de la périphérie, et tantôt c'était la plus éloignée, qui apparaissait la première et disparaissait la dernière. Je me tenais à 5o,m environ du disque, cl, quand j'avais fait une observation, j'arrêtais à peu près instantanément le mouvement d'horlogerie et constatais si la bande qui m'avait semblé disparaître la dernière était bien celle qui en réalité avait disparu la dernière.

Les résultats qui suivent sont ceux d'observations laites dans les meilleures conditions d'attention possibles. En effet, je n'ai relevé que les jugements pour lesquels je me sentais tout à fait prêt à observer au moment où les bandes passaient. Une des conditions qui favorisaient l'adaptation de l'attention^ c'était d'observer la disparition successive des bandes plutôt que leur apparition ; en conséquence, je me suis borné, après m'èlre Vendu compte du

fait, à observer l'ordre de disparition. J'ai fait 10 séries de 20 observations chacune. J'ai constaté qu'il m'était impossible, même dans les meilleures conditions d'attention, de porter un jugement quand l'intervalle entre les disparitions des deux bandes était seulement de iG'"s; les autres intervalles que j'ai considérés vont de 20ms à 57ms ; l'ordre de disparition était reconnu avec certitude lorsque l'intervalle était de 48"'s (ce chiffre est à peu près exactement celui qu'a cité Exner) ; mais le nombre des estimations correctes commence à l'emporter sur celui des fausses à partir de 20ms.

Ces chiffres concordent, comme on pouvait s'y attendre, avec ceux qu'on a trouvés pour la fusion des impressions sur un môme point de la rétine. La différence entre eux et ceux qui ont été cités au paragraphe précédent est, d'autre part, trop faible pour qu'on puisse considérer comme suffisamment établie la conclusion d'Exner ; il est plutôt probable que la perception du mouvement et celle de la succession, quand il s'agit de la rétine, exigent le même intervalle de temps entre les deux positions qu'on considère.