V. Ed. CastilloFi, T. IC, p. i8u s(i(j

Bloch. '^7

578 LA IMlILOSOPHIt: DK NMWTON

différentes ; le hlanc, qui semble la couleur la plus simple, est au fond la plus comj>Uquée de toutes. Ix^s couleurs du spectre sont caractérisées par un attribut invariable. Lllles possèdent par rapport h un prisme donné un degré de réfrangibilité bien déterminé, qui ne change pas par des réfractions successives. Klles jouent par rapport à la lumière le rôle des qualités par rapport à la substance . La lumière possède la qualité d'être rouge lorsqu'elle est [)eu réfrangible, et sa teinte pas.se du rouge au violet à mesure que la réfr(mgibililé augmente. 11 y a là quel- (|ue chose d'analogue à ce cpi'on rencontre en acoustique. 1/air possède la propriété d'éln* sonore de diîfért^ntes inanièi-es et les sons musicaux sont comme des qualités dont la matière ébranlée est le sujet. Selon que lébranlement est plus ou moins vif, la hauteur du son est plus ou moins grande.

Mais alors il y a bien des questions dont les philosophes ont cherché vainement la réponse et qui vont se trouver résolues. Les couleurs peuveîit-eiles exister dans les ténèbres ? Ou n'y a-t-il «oloration <pi<^ là où il y a d'abord lumière* ? Newton laisse entendre que les couleurs sont une manifestation accessoire dont la lumiîre est la condition primordiale. Les couleurs sont-elles des qualités de l'objet vu ? sont-elles au contraire des (pialités de la lumière ? L'idée de Newton est que les couleurs préiwisteni dans la lumière incidente, avant que la structure particulière des corps, en donnant lieu à des réflexions séhN'tives. h's melft' en évid<MîC(\ Il faitt donc din^ que la (•(•nicnr rst nii altrihnt de la lumièr(\ comme le mouvement «si un attribut du r<»r|»s (|ui se meut. Mais tout attribut suj)- ])(».<(• néccssaii'iMnent et iinniédiatemenl un sujet. Dans le cas de la lunii('re, le rCAr de substance revient aux rayons hmiiniMix. N'allons pas dii'e (juc? ces rayons eux-mêmes sont îles « ([ualités )) -, Il ne peut j)as se faire qu'une qualité soit le sujet d'une autre qualité. Lue telh» ([ualité serait substance et ne (lilîênTait d(*s substances ordinain^s que de nom. Les corps matériels ne sont appelés subslanc<^s (pie parce (ju'ils <lonnent lieu à de^ a|)|)arenees s(Misibl<^s. Parmi c(*s apparences, Limpé-

l V. Theorid (le l.tfcp ('/ Ctfhn-ihttti, p. i\)\.

^ CJ. 'ïlœur'iii ilr Liire et Cniurififis : <- Quornocio radios ipsos qualitHtcs r.NS»^ piil;u»' |mssmmi>. ni.-i ïmie muililiis (pialilali.s siihjiHMum ossc polcst. illaniiiue >u.>tiiuMr. qu«»dc-?cl l'ain ivipsa vocurc ^ubstantiam. »

LES ORIGiNKS DE LA THEOKlt: DE LETHER 579

nétrabililé, retondue, la dureté, ont frappé tout d'abord Tesprit humain, et c'est pour celte raison qu'on a réduit tout d'abord la substance à être dure, étendue, impénétrable. Mais les expériences de Newton onl fait voir que les propriétés cbromaliques accomj>n<j:nent aussi nécessairement lalumière que les propriélés mécaniipies font pour la matière. Nous avons donc autant de raison d'appliquer le concept de substance à Tune qu'à l'autre. La luniièn» a une réalité substantielle, bien qu'elle se manifeste à nos organes par la seule couleur.

D'ailleurs il est une raison péremptoire qui doit nous faire envisager la lumière comnK» une substance, c'est son hétérogénéité absolue ^ Si une qualité peut être clairement conçue, c'est toujours parce qu'elle (*st simple et exclusive de toute autre. Le doux, le pesant, le froid sont des qualités, car ils sont incompatibles avec les qualités ojjposées. Mais la lumière n'est ni simple, ni homogène. C est par essence im aggrégat, un mélange de qualités hétérogènes : le rouge, le vert, le violet y coexistent sans se détruire. Ils superposent seulement leurs cfTots dans la lumière blanche, sauf à se dissocier dans le cas de la dispersion. C'est là pour Newton un signe indéniable que la lumière est une siibstance objective.

Maintenant, d'où savons-nous que ia substance lumineuse est distincte de la substance matérielle ? Qu'est-ce qui nous prouve que cette réalité cachée ne se ramène pas à un jeu de molécules ? C'est <'e qu'ont pc^nsé les atomistes et la plupart des cartési<»ns. Sur ce point les assertions de Ncnvton sont extrêmement réservées. Il n'al'firm(» pas dogmatifiuemenl qin^ la lumière soit corporelle, il ne laisse pas encore supposer qu'il puisse exister un milieu incorporel dont l'action produise la lumière. « Nous sommes certains (jue la lumière est une substance ». Mais il est plus « difficile de déterminer avec exactitude ce qu'est cette substîuice ». Il S(» peut que la lumière soit un corps, mais le contraire est également possible, et Newton se garde dedéciderentre (les hypothès(*s indifférentes. «Je neveux pas, dit-il, mélanger ce <[ui est incertain à ce qui est certain- ». Tenons-nous en au fait, qui ressort, sans contestation j)ossible,

4. Ibid. « Quis iiiiqiiam pularitqiialitatein cissenprgrogatum hctcrogonoiim qiialc Luxessiî (!oni|)crla est 1 »

2. Ibid « Sed difficilliuft est aeciiratius doterminero qiiid sit lux : (jin)-

des rochorchos ox[)érimenlal(\s ollos-mc^mcs. La luriiicrerxisU' ailleurs que dans noire conscience ou dans les corps (ju'elh' modilie. Klle possède une réalité sui ji^eneris, impossihle à éhidi<îr parles moyens (pie nous possédons, mais (jiii osl suhslanlielli» au même litre ([ue la réalité tangible.

La Théorie de la Lumière et des Couleurs fut ptibliée le 10 février l(u:2 dans les IMiilosophical Transactions, en m<>ine temps (pie ia Société lloyalc» instituait une commission spéciale pour vérifier les expériences de Newton, (blette commission se comj)osait de Selh Ward, de lioyle et de Hooke, mais c'est à Finfluencc de Ilooke qu'on peut rapporter toutes ses décisions. Il«?sl remarquable que le point sur lequel portèrent les critiques principales de Ilooke ne fut [)as celui sur lequel Newton avail le [)lus insisté et qui faisait à ses yeux tout le prix de son travail, le lien constant et invariable qui existe entre la couleur d'une pari, la réfranu^ibililé de l'autre. Ce sont les hypothèses semipliysi([ues, semi-mélaphysiques, que Newton avait timidement ris([ué(\s à la lin de son mémoire, qui attirèrent les réful^lions passionné(»s de llonke. C'est là un point qui ne peut se coni- [)ren(lre si l'on n(* se réfèn» pas au caract(»re entier de Ilooke, jaloux avant tout de sauvc^^arder de son mieux ses propres hypothèses *. Newlon s'élail contenté de faire voir qu'il y avait corrélation de f.iit en in» la réfranj^nbilité et la couleur. Celte conslaiation positive ne satisfait j)as Ilooke, Par cpiel mécanisme la couleur résulte t-(dle des variations de la réfrangibilité .♦ i}nA est le riKxh^ d'existence des rayons monochromati<pics au sein d'un rayon naturel? De ([uellc espèce est cette substantialilé donl Newton avait fait le propre de la lumière? Telles son! les questions (jue le rapport de Ilooke place au premier plan.

Il n^proche d'abord à Newton d'avoir dit que la lumière est un corps. C'esi là une conception tout à fait invraisemblable même au point (W. vue de roj>li(iU(» newtonienne. Admettons en effel, et llook" esl disposé à h' croire, (pie la lumière solain*

iiicxlo rcfriiiL^iitiii'. et (|iiil)(i-> nioili-^ aiit a<-ii(ini|)ii> in inenMhiis ni»stri< «lolnnitn phaiilji>inatji pn>^Mu:nul. E^n vrin iiu-frta CLTli.s inisci*n* riulo. «

I. CiirisiilliM- piiiir phi-; <l'' d«*tails IVxcrllriit rliapitre do l'ouvra^re de F. KusnibiT^.M*, Isiiac Snilun u. .srim' pinjs. l^rinzipion» I" I*. Cil. H : Nt'wloiis Aim/iluM'iiiii^' ad <li«' L*n(lulatiun.>tlii*c>rie.

soit un agrégat de iiiniiorcs infiniment diversifiées. Pourronsnous supposer raisonnablement qu'il existe une variété intinic de corps, correspondant à linfmie variété des couleurs, et coexistant dans une substance unique (jue nous appellerons lumière ? C'est là, sinon une contradiction, du moins une conception contraire à toutes les analogies. Parmi les précurseurs de Newton, il en est qui ont assimilé la lumière à un corps. Mais ceux-là se sont gardés de dire que ce corps élait composé d'autres corps. Ils ont dit que la lumière est une substance homogène, dont les couleurs dérivent simplement par des différences de compression ou de raréfaction. Une semblable théorie explique les phénomènes au moins aussi bien que celle do Newton.

En second lieu, il est bien difficile d'admettre, d'après Hooke, que le bleu, le vert, le rouge, existent tels quels dans la lumière blanche. Autant dire que les sons delà gamme, issus d'un jeu d'orgue, existaient tout formés dans la caisse de la soufflerie. On peut montrer, et llooke lui-même croit Tavoir fait dans sa Micrographie^ que les couleurs, tout comme les sons, naissent dun trouble accidentel apporté au mouvement de la lumière. Il ne faudrait pas dire alors qu'elles sont les qualités originelles d'une substance inconnue, mais des apparences, produites après coup, parla rencontre des corps matériels.

Enfin Hooke ne conc^oit j)as qu'en mélangeant d'une manière uniforme tous les corps de l'univers, on obtienne un corps blanc. C'est pourtant ce qui devrait résulter de la théorie de Newton, pour qui la lumière blanche est une lumière composite, un mélange en proportions irrégulières de rayons diflérents. Pour toutes ces raisons, llooke refuse de reconnaître la supériorité, de la théorie newtonienne. Les théories ondulatoires qu'il a développées dans la Micrographie lui semblent expliquer les phénomènes les plus compliqués de l'optique, même les colorations si délicates des lames minces. Il n'y a donc aucun motil de se ranger à Thypothèse subslantialisle de Newton, puisque l'hypothèse cinétique de llooke rend, avec une part d'arbitraire moindre, exactement les mêmes services.

La réponse de Newton fut lue le 12 juin 1 672 à la Société Royale, mais ne parut dans les Philosophical Transactions qu'à la fin

d'octobre*. Elle diffère de ton trc^s sensiblement de sa première communication. Choqué de voir critiquer dans son travail la partie qu'il en jugeait lui-même la plus hypothétique et la moins importante, craignant de voir s'éterniser autour didées vagues une polémique inutile, Newton observe à partir do ce moment, dans tout ce (jui dépasse la certitude expérimentale, une réserve volontairement excessive». l'U premier résultat de ce changement d'attitude fut d'amener Newton à nier formellement la matérialité de la lumière et à exclure de la physique positive toute recherche concernant l'essence des couleurs. « On m'attribue, dit-il, comme une affirmation dogmatique une opinion que j ai hasardée à la fin de mon Traité, mais avec les plus expresses réserves, h savoir que la lumière est un corps, et l'on prétend do cette affirmation déduire la conclusion choquante que toutes les couleurs ou tous lesd(»grés dehmiière doivent être des corps*. Oril (îst vrai qu(Mle ma théorie j'induis (pie la lumière este orporeih*, mais je ne l'afiirme pas sans hésitation, connue le fait voir le mot « peut-être » (fort.isse). Je ne la propos<\ en tin de compte, que comme un corollain* vraisemblables de ma doctrine, nulltv ment comme une hypothèse fondamentale servant à Tétayer, moins encore comme une partie intégrante de la doctrine ellemême. 11 est surprenant que mon critique, après avoir va avec quelU» assurance j'affirmais tout ce qu'il y a de positif dans ma théorie, ait pu me croire assez inconséquent pour donner à toute la théorie un fondement problémati<[ue. Si j avais adopté formellement une hypothèse de ce genre, je l'eusse fait conniïitre. Mais je savais fort bien que l(»s propriétés de la lumière dont mon Traité donne l'explication peuvent se comprendre* en quelque manière non seulement par l'hypothèse qui m'est attribuée mais par une infinité d'autres. Kn conséquence j'ai pris le dessein de les éviter toutes. Je ne parlerai plus de la lumière que d'une manière générale et abstraite. J'entendrai par ee mol « quelque chose » (pii émane <les corps lumineux et se propage da?is une direction quelconque en ligne droite. Mais je renonce

1. V. E(J. CasIilloFi.T. M. p. 335 et Phil. Trims.,n. 88. p. 5084.

i. Cf. Uoohe cité par Newlon. Phil. Tnins., n. 8S. « As!, recepla prima rjus i>up|»().silh»ne, quod Lux est corfULs, el qiiod (piol in oa sunt ooloros aut jçradu.s. lot o^isic possunt corporn. qii.e omnia sinnil eoinposila ^i^niint Albedineni. etc »

LliS ORIGINKS DlC LA THÉORlli: DE LÉTIIKR 583

i\ détorminer ce qu'est ce « quelque chose », mélange confus (le puissances différentes ou réalité substantielle*.») En ce qui concerne les couleurs, Newton dit aussi que désormais il ne hasardera plus à leur sujet d'hypothèse mécanique. Il les considérera comme des données de fait, des propriétés de la lumière révélées par les sens.

Mais Newton va plus loin. Ceux qui lui font un reproche d'avoir fondé son optique sur la supposition d'une substance lumineuse émise par les corps incandescents prétendent y substituer une hypothèse cinétique. A la place d'une matière en mouvement, ils veulent qu'on admette un élher vibrant. Il n*y a |>as, d'après Newton, entre ces deux conceptions de la lumière Tabime qu'on S(^ plaît à y voir. La théorie matérialiste de la lumière, môme souslaforme corpusculaire que Newton acceptait encore à ce moment, est parfaitement conciliable avec la théorie ondulatoire de Hooke. Les vibrations éthérées sont aussi utiles, aussi nécessaires dans l'une (|ue dans l'autre. Supposons (|ue les rayons de lumière soient des corpuscules émis de toutes parts par les substances incandescentes. En tombant sur une surface réfléchissante, ou réfrinjj^ente» ces corpuscules doivent exciter des vibrations dans l'éther. Ne voyons-nous pas unei>iorre qu'on jette dans l'eau produire des ondes qui se propai.,'enl sans transport de matière ? Ces ondes peuvent varier d'amplitude ou d'écartc^ment. Il en est de mémo dans le cas de la lumière. Des molécules de matière peuvent exciter dans l'étherdes ondes régulières, dontles particularités [Mourront correspondre aux différentes couleurs. Il n'y a donc aucun intérêt sciontilique à substituer l'hypothèse de Hooke h celle que proposait Newton. Elles (expliquent toutes deux les phénomènes d'une façon fort analogue. L'adhésion exclusive donnée à 1 une d'elles ne peut provenir que de l'étroitesse d'esprit de ceux (jui attribuent aux hypothèses une valeur absolue.

Au moment même où Newton venait d(» répondre aux arguments de Hooke, surgit contre sa théorie un nouvel adversaire,

1. Cf. Resp. ad noanullas cousit/. Iv Gaslillon p. 'y,V3. <i bUu) eas oiniics (hyi)oth<»s«'s) vitare «lecivvi, «M de liice loquens verhis uti pfcnoralibus. eam abstracte (.'()nsi(lerans,iil/io/4«/7</7(|iiO(l c.x liicidis corporihiisquorpiovorsiis |>fr r.'otas liiuMs pivpai,'atiii', non diMcrminansfpiid ides!scl,an confusadissirniliiini potcslaluni n)ixtiira, un eus (luodciiiiupic. »

le plus illustre des physiciens de < otte <!^poque, Christian Huyghens. Avec HuyghensA\ semble au premier abord que la discussion déviede son objet. L'objection capitafe qu'on ait élevée contre Newton est, s'il faut en croire Huyghens, la suivante : existe-t-il, comme le dit Newton, une inlinitc de couleurs, ou faut-il en admettre deux seulement, dont toutes les autres sont des mélanges? C(»lte (piestion semble aujourd'luii assez étrangère au débat principal, lequel porte sur l'existence ou la nonexistence d'un milieu élastique propageant les ondes lumineuses. Mais historiquement il y a un lien étroit entre les deux problèmes. La théorie d'un éth(^r vibrant, telle qu'elle était présentée par llooke iQl//uyghens sur ce point n'était pas éloigné de l'opinion {{vtlloake), avait été suscitée par l'étude de la double réfraction, qui met en évidenceune certaine dissymétrie dans le mouvement vibratoire qui conslitue la lumière. //of)/fe soutenait qu'un rayon de hunière présente deux faces ou deux cotés, c'està-dire qu(» les vibrations correspondanles s'effectuent dans deux directions opposées. A l'une de ces espèces de vibrations correspondait pour lui la couleur rouge, ù l'autre la couleur bleue. Comme il ne peut y avoir |)lus de deux directions de vibration le long d'un rayon, llooke en concluait que le rouge et le bleu sont les seules couleurs fondamentaleset qu'il est possible de ramener toutes les autres à un mélange détini des premières. Iluyghens, partant du fait que le jaune et le bleu peuvent servir à composer le vert, admettait qu'il doit exister un mode de compositron analogut» pour toutes les couleurs, et j)ensail avec llooke (pic dans la nature ne doivcMit se propager indépendamment que deux sortes de vibrations ^

C était au contraire un des premiers résultidsde la théorie de la dispersion newtoniernie(|uerinlinie multiplicité des couleurs. Gardant le vocabulain* de llooke et de lluyghenSy mais changeant entièrement le sens de leurs expressions. Newton reconnaissaitencoredescouleurs fondamentales et des couleurs fomposées. Les couleurs composées sont celles que nous a[>pelons aujourd'hui couleurs d'ordre suj)érieur. Klles proviennent de la suj)erposition de phénomènes d interférence. Les couleurs fondamentales sont celles que fournit l'analyse de la lumière

\. Cf. Phil. Trans.,n.\)6, p. 0086. jiilll. i673.

solaire et qui sont caractérisc'^cs sans équivoque par leur longueur (ronde. Comme les longueurs d'onde et les indices varient d'une manière continue d'un bout à l'autre du spectre, il faut bien que les couleurs primitives soient en nombre infini. En vain Newton avait-il essayé d'abord de décomposer l'étendue du spectre en inlervalles uniformes correspondant aux tons de la gamme *. Il ne tarda pas à voir ce que cette assimilation avait d'arbitraire, et dans VOptique il admit expressément l'intinité et l'irréductibilité des couleurs. C'est là pour lui un fait d'expérience indépendant de toute bypotliese. Que ce fait soit aisé ou malaisé à concilier avec la tbéorie de Ilooke, laquelle attribue au rayon lumineux deux cotés seulement, c'est un point dont Newton ne peut se soucier. Il lui suffit que le fait existe». Mais des esprits moins positifs, comme Hooke et //^^////^ens.pourrontcbercber à inlerprétcM-ce fait dans la théorie ondulatoire, et monln^* qu'il est incompréhensible dans une théorie substantielle de la lumière.

Newton répond indirectement à Hnyghens (lequel avait gardé l'anonymat), dans une lettre adressée à (Hdenhurg, l'éditeur des Philosophical Transactions, en date du 3 Juillet 1G73-. Le ton de cette lettre est tout à fait différent d(» celui de la réponse à Hooke. Instruit par l'expérience du danger qu'il y avait à exprimer de pures hypothèses, Newton professe ouvertement son indifférence pour les théories moléculaires. 11 send)le bien que malgré la réserve de son langage Newton ait encore à cette époque une préfénMict^ secrète pour les Ihéoric^s de l'émission et les conceptions matérialistes di' lalumièn». Mais, moitié par esprit de conciliation, moilié j)ar goût des vérités positives, il semble disposé à croire qu'on jXMit explicpier les faits tout aussi bien dans l'hypothèse d'un éther vibrant. D'ailleurs il n'abandonne aucun des résultais de sa j)ropr(î méthode, (ît au point de vue empirique ne fait aucune concession hlluyghens.

On prétend, dit-il, pour des raisons à priori, que toutes les couleurs doivent dériver du jaune (ît du bleu. Au lieu de faire de cette proposition un axiome de la théorie ondulatoire, il serait plus sage de [)rendre la lumière telle qu'elle est, de la

4. V. lect. OpL. L. II, V. I, observ.XlV. p. 156. 2. V. Ed. Caslillun. T. II, p. 361.

<l(^composer en radiations (Ménicotaires, et de voir si parmi ces radiations il est possible d'en choisir deux, le bleu et le jaune, avec lesquelles on peut reconstituer le reste. Or celle tentative, dit Newton, je l'ai faite, et elle m'a fourni des résultats négatifs. J'ai constaté que parmi les couleurs il y en a un grand nombre qui sont irréductibles au jaune et au bleu, savoir toutes celles que j'appelle « primitives » (primigenia») et qui sont contenues dans la lumière naturelle. Ces couleurs sont en nombre infini, etc est là une objection qu'on fait à ma théorie. Mais la théorie des ondulations, telle que la présentent Hooko et Huyghens, choque bien davantage le sentiment de la continuité. Les différents milieux que nous connaissons, l'air, la mer, sont capables de propager des mouvements infiniment variés. Les sons, qui circulent dans l atmosphèn% ne» sont pas, comme le vulgaire le croit, limités à un petit nombre d'intervalles comme ceux dont on se sert en musique. H y a des ondes de toute espèce, et qui présentent toutes les différences possibles de hauteur et d'intensité. Les on<lulalions qu'on excite dansl'eausont aussi susceptibles de varier d'une manière continue selon les conditions où on les produit : leur hauteur, leur profondeur, leur vitesse d expansion peuvent prendre entre de larges limites toutes les valeurs possibles. Pour([uoi veut-on que le domaine de l'optique soit en dehors d(* la lui de continuité ? Même en se plaçant au point de vue de Hayghens. il semble naturel que le milieu élhéré puisse jiropager des ondes en nombre infini, comme les milieux fiuides ordinaires : <c II me semblerait merveilleux que les diverses parti(\s des corpuscules constituant un corps lumineux, parties qu'on doit supposer douées de figures différentes, de grandeurs différentes, de vitc^sses différentes, ne pusssent imprimer à l'éther contigu que deux sortes de mouvement, ou que, d'une façon ou d'une autre, on put se contenter de deux sortes de rayons *.» D'ailleurs Newton déclare expressément qu'il n'est pas essenliel à resj)rit de sa théorie de préciser le mécanisme inlinn* de la conjposition des rayons. Il n'a j)oint dessein d(» faire eoiuiaître en quoi consiste la nature et la distinction d(\s couleurs -. (^u'on fasse apptd à une théorie corpus-