Cf.Phil. Trans., Vol. I, p

LES ORIGINES DR LA TUlîORIli: DE L'ETIIER 589

rexprinicr avec dos réscrvos. L'horreur des polémiques stériles ramenait à désavouer toute liypothèse.

A i)arlir de IGTo, le fait (essentiel qui raracléris<* la seconde période de Toplique iH?wloiiienne est la conversion partielle de Newton aux théories ondulatoires. I/attitude qui n'était d'abord qu'une tactique tinil par devenir chez lui parfaitement sincère. Tout en demeurant fidèle à l'esprit positif et en refusant aux hypothèses quelles qu'elles soient imc valeur absolue. Newton admet que la conception de Téther fournit un schéma aussi exact que la doctrine de l'émission. Il ne devient pas pour cela un partisan absolu de la théorie de l'éther, mais il s'en sert systématiquement et la développe sur bien des points. Klle passe entre ses mains du rang d'hypothèse méttiphysique à celui d'hypothèse physique, contrôlée et corrigée par les faits. La science moderne n'aurait pu tirer aucun profit d'une conception de l'éther telle qu'on la trouve chez Hooke ou mémo chez Huyghens. C'est à Newton qu'elle emprunte cette hypothèse, régularisée et devenue théorie.

Les raisons qui détermineront l'orientation de l'optique newtonienne du coté des théories de l'éther sont de deux sortes. Il y a d'abord des raisons générales, tirées des tendances mômes du newtonisme en matière de philosophie naturelle. Ensuite il y a des raisons spéciales provenant du progrès incessant accompli parNewton en matière d'optique physicpie.

On est trop porté à croire d'ordinaire que les difTérentes parties de la physi(pie newtonienne sont indépendantes les unes des autres. C'est ainsi qu'on attribue à la seule influence des expériences d'optique la tendance de plus en plus grande de Newton vers h^s théories ondulatoires de la lumière. 11 est certain pourtant que cette tendance est solidaire de dispositions générales qui se retrouvent à la fois dans VOplifjue, dans les Principes MaUiémaliques de la Philosophie Naturelle, et dans les Opuscules de Newton. Ce sont ces dispositions qu'il faut analyser d'abord, si l'on veut comprendre l'évolution de l'optique newtonienne. Ce sont elles qui explicpient la substitution d'un éther immatéri(îl et continu, comme représentation des phénomènes, à 1 aïK'ienne image de 1 éuïission, reste de la métaphysi(jue corpusculaire.

S'il est un principe de mécanique générale que Descartes ait

590 L\ nuLosopint m: nkwton

étranpromcnt méconnu, c'est celui d'après lequel la propai^ation (lune aclion ]>hysi(iue nécessite toujours un temps fini. Descaries croit (iémonirer, en parlant de sa déiinition de la lumière, cpiun rayon linnineux p<Mit Uislanianémeni venir du soleil jusqu'à nous. Il délinit la lumière conune la pression mulu(»ll(* de peliles I)cmiI(»s solides, et prétend qu'elle uv consiste point enladuré<Mle (pudique mouvement, mais seulement en Ci' que ces « j)etites boules sonl pressées, et font effort pour se mouvoir vers quel({ue endroil, encore qu'elles ne s y meuvent peut-être pas actuelliMiienl^ ».

Il s'ensuit qu(»Ia lumière s élen<l vu rond de tous cotés autour du soleil et des étoiles lixes et qu elle passe en un instant à toutes sorl<*s <le distances. L'idée de Descartes est plus clairement exprimée encon» au début (l(»s Météores'^. Il fait voir (ju'en vertu dt» la solidilé d<?s corps on ne peut mouvoir une ([ueleonque de leurs parties sans que le corps tout entier participe insianlanémenl au même mouvement.

C esl ainsi ipi un bâton m* peut être remué à une de ses extrémités sans (pie cvl\.c modilicalion ail son contre-coup, d'une manière immédiate, à l'autre extrémité. Et ceci demeurerait vrai quand le bâton serait assez lonjjif j)our aller des cieux jus(jues à la terre, o Ce cpii doit empêcher de trouver étrange que la lumière puisse étendre ses rayons en un instant depuis le soleil jnsrpi'à nous ».

Ainsi l)(\<(arl<'s Iroiivail lo:4i({uem<Md conci'vable el physi- (jiiiMnriil rè.ilisr*' nnr />r<)}ffnjfitin)i dr la lumière en (Jehors du ir/npa. Il y a là une question (jni lhéoi'i<pnMnent est difficile à décider, mais ([ue rexpériene<» uv devait pas tarder à résoudre» dans le siMis inverse^ du sens cartésien. Romer le premier ])osa en fait ipie e«M-tains pliéin>mènes astronomiques ne |)euv(Md se eonq)nMidre si Ton admet uiie propagation instantanée* <le la lumière, et Newton érii^ea (mi principe rinq)ossibilité de tout(* propa.ualion instantanée. Lt\s observations de linincr avaient été faites sur les satellites de Jupiter pendant le leiiij)s des éejipses. Il avait e<)iistaté (jue la durée des éclipses ne toïncitlail jamai.> avec la durée théorique telle

1. rnnc. >ii'lii l'hti . WV !• . .> «•'•. l-M. C.Mi.-iii, p. l'i.s. '2. {l\. Mi'lctnf.s, Oiscoiir?' Pri'ini» r. Md. Cousin, ]). 6.

LLS ORKilNES DK LA. TlïtORIK DE LETflEH 501

qu on pouvait la prc^.voir par les tables. Lorsque la terre se tiwive interposée entre le soleil et Jupiter, les éclipses se produisent sei)t ou huit minutes trop tôt ; lorsque la terre est en o[)position avec Jupiter par rapport au soleil, elles ont lieu sept ou huit minutes trop tard. Romer avait montré que la cause du })hénomène se trouvait dans le temps employé par la lumirre des satellites pour parcourir le diamètre de Torbite terrestre. L'objection qui se présente tout de suite à l'esprit est (pie l'inégalité observée peut provenir de Texcentricité des orbites ([ue décrivent les satellites. Mais on ne comprendrait pas dans une semblable hypothèse pourquoi cette inégalité est eii rapport, à toute époque, avec la distance de la terre au soleil ^ Au contraire, les différences observées se justilient très bien si Ton attribue à la lumière des satellites une vitesse de propagation très grande, mais finie.

Les observations de /^ower avaient vivement frappé Newton. Il y fait allusion, non seulement dans VOptique, mais dans les Principes^ y et les considère comme une preuve directe de linexactitude des conceptions cartésiennes. L'action de la lumière, pas plus qu'aucune autre* action mécanique, ne se fait dans l instant. Elle ne peut consister, (tomme le p(Misait Descartes, dans un état de pression des molécules. Ce serait là un é tilt statique, inconciliable avec les observations de Romer. La lumière implique nécessairement un état dynamique, ou si l'on préfère un transport d'action à travers un milieu. Ceux que les observations des astronomes ne convaincraient pas, doivent songer qu'il existe un autre ])hénomène, démontrant d'uiH* fa(;on irréfragable I e\ist(Mice d'une vitesse* de propagation de la lumiÎMV. (Te^st le fait même de la diffraction, récemment découvert par (^rimaldi. Si la lumière se courbe, s'infléchit au voisinage d'un obstacle matériel, c'est (pielle subit dans une certaine mesure laction de cet obstacle. Or, si la lumière se communicpiail en un instant d'une (wtrémité du ciel à l'autre, il serait im[)ossible qu'elh* fût modiliée par des forces

\. Cf. I.ect. Opl., L. Il, iV III, emp. .\I.

2. V. l^riiicipes, L. I, S. li. I^iup. XLVI, Si'liolio. » Il est corlain par la ?(:ouv«.Mie des phf'nomt»iu's dos satolliles (]•.• ,In|)ilor, conlinm'e par les uOsiTvations de plusîiMirs astronomes, que la j>ropaKidi<>n «it* la lumière est sucl:os^i\ •'. cl (piclle vu-iil du Soleil à la Trrro en sept uu huit minutes ».

dé( ob

agissant dans le temps. Le fail do la diffraction est donc la preuve que, dans toute la réj^ion tm le rayon lumineux ««st dévié, il se ni(»ut d'une viU\sse comparable à celle qu'il reroK de l'atlraclion de l'obslacle. La lumière se propat^c donc, cl l'on peul même déduire, de l'étude expérimentale de la diffraction, une mesure grossière de sa vitesse.

Dès lors il devient impossible de considérer les rayons lumin(îux comme des réalités purement géométriques. La dioptrique et la catoptrique traditionnelles envisagent le « rayon lumineux » comme exislaid à chaque instant tout entier. Les mathématiciens se l'imaginent comme une ligne qui relie le point lumineux au j)oint illuminé, ligne droite dans un milieu homogène, et qui se brise au passage d'un milieu dans un autre. Mais cette manière de voir n'a de sens que dans une héori(^ de la propagation instantanée*. Du moment qu'une l)areille théorie est rejetée à la fois au nom des principes généraux et sur la foi des observations astronomiques, il faut renoncer à la délinition classique du rayon lumineux. Il convient de définir ce dernier en choisissant dans le mdieu où la propagation se fait des pinceaux de plus en plus lins, mîiis toujours « capables d'agir ou susceptibles de pàtir j>hysiquement - ». On conçoit alors que la lumière ne puisse plus être envisagée comme une émission d(? molécules agissant inst«iutanémenl par j)ression d'un bout à l'autre de l'univers. Kn introduisant dans Toplifpie l'idée de « durée «, Newton y introduisail quelcpie chos(î qui facilite le rapprochement entre les ondes lumineuses ri les ondes lluides, c'est-à-dire qu'il préparait la voie à une théorie de l'éther.

La négation des actions instantanées s'accompagne chez Newton dt* la négation des actions à distance. Nous connaissons 1 importance (pie |)r(MHl en mécaniques le principe do nonaction à distance, pour ce (pii r(\t,^lrd(* la définition et la mesure des forces. Ce ])nn(:i|>e, tiré ]>ar induction de quelques expériences sim|>les, acquiert ])ar la fécondité de ses ap])lications

). Cf. I.crf. Opl . Ihl 11. - iloi- (|iii(l(Mn (W Hîuliis et rrfrucUonibiis diri pn»il. .vi liinicii uiin riKniM'ulo propii^iUiir. »*

ti. Cf Lcci. Opt.. i)«'l. I. « Miniiiia p,Mi> hiniiiii> qu;i* affere vel puti qiiic- (|uain poh.sil. (|iio(l r('li({uiiin luiiu'ii «.'odi'in (i'i)ipi»ro non agul vcl paliatur, hiiH' ('st r|iiani Hpix'iio Riuiiuni Itiniiriis. »

LKS ORIGINES 1)1-: LA THKORUC DE LÉTHER 593

une valeur quasi-universelle. On peut l'utiliser non sinilemcnt en mécani(iue ratioinitOle, mais encore en hydrodynamique et en optique. Le phénonii'iu» de la diftraction auquel il vient d'être fait allusion, conduit alors de toutcî nécessité à la conclusion suivante : il existe un milieu spécial (jui sert de véhicule à la lumière. Quel est en effet le trail caractéristique du phénomène analysé par (irimaldi et par Ilooke } Tn rayon lumineux, — et peu importe ici (pion entende par ce mot un trait géométrique ou un faisc(viu physique, — est dévié de la ligne droite au voisinage d'un écran. Il contourne l'écran aune très petite dislance jus(ju'à ce qu'il s'en soit suffisamment éloigné pour recommencer à se propager en ligne droite. Au voisinage de l'écran, il y a donc action de la suhsiance de l'écran sur la suhstance, (luellc qu'elle soit, de la lumière. Ainsi dans l'espace 1res petit qui sépare le rayon de Tohslaele, il se passe physiquement quelque chose^. Nous dirons que cet espace est un champ dt* forces puisque c'est en c(*t (Midroit que s'exercent les actions muluelles du rayon et <le la matière. Mais un champ de forces suppose nécessairenient une réalité à laquelle les forces s'appliquent. Dans cet espace qui nous semblait au premier abord indifférent au passage de la lumière, il faut admettre que la lumière produise d(*s actions et des réactions. Ceci serait impossible dans une théorie purement moléculaire. S'il n'y avait dans un rayon lumineux qu'un a bombardement » de molécules émises par la source et déviées par diffraction, il ne se passerait rien dans l'espace qui sépare les molécules* de l'écran. Le fait même de la diffraction montre qu'il se passe quehpie chose, et laisse supp(>ser (pic la lumière impliqu(^ le mouvement vibratoire d'un miheu continu.

L'existence d'un pareil milieu est d'ailHeurs suggérée d'une manière invincible par les phénom(*nes électricpies (*t magnétiques. Xe voyons-nous pas l'aimant transmettre la force n\oc laqucdle il agit sur le fer, et cela sans la moindn» diminution ou altération, à lrav(M's tous les corps non magnétiques, comme l'or, l'argent, le plond), le verre, l'eau - ? Les corps électriques,

4. V. Lecl. Opt.A.. II, P. III. l'roi). VIII. « GorjXinini partes, irUerj(*cloli(!et aliquo intervallo, ugerc tanuMj in radiers luminis. id deinitcps osteiulofiir. »

2. V. Lccl. Op(.,\.. II. V. III. Prop VIII, « Marnes virhitcm qiia in ferrum agit, .sine iilia iliminutionc ani ait(M'alione, inlegram Iranamittitper corpora

Bi.oi:,!. 38

lorsqu'ils sont frottés, peuvent émettre une exhalaison tn\s rare et 1res suhlile, cIoihm» pourtant dune fr>rce eoiisi(léra])Ic, tout Corinne les «^llluves niagnéti((ues traversent sans résistance I(\s Iani(»s (!(» V(*rre (ju'on leur oppose *. La force y;ra\\tanliî <lu soleil s(^ Iransniet inlétj^ralenientdans l'épaisseur de la niasse des planètes. Klleayfit jusqu'à leur centre - avec la même intensité et sc^lon les mêmes lois fpi'elle ferait si les jiarties intérieures de la planète n'étaient pas entourées de couches (wtérieures. Tous ces phénomènes entraînent une conséquence commune. Ni 1 éU^^ricité, ni la force magnétique, ni la gravitation ne pourraicMït se propager s'il n'y avait pas un milieu physique sur le(|uel (dl(\s pus.sent avoir prise. La lumière ne fail pas exception. Si elK» se* transmet en un temps Uni, c'est parce qu'elle franchit un milieu particulier où le choc des molécules incandesc(Mil es suscite (h^s ondes créhranlement. La conception de l'étlier découle naturellement de l'axiome suivant lequel il n'v a pas d'action physiqu(\ quelle qu'elle soit, sans un milieu (jui la commnnicpie.

Il est une raison d'ordre général, trop souvent méconnue, qui plus encore qu(» les précédentes a conduit Xewton à admettre en opticpie l'c^xislencc^ d'un milieu éthéré. Nous voulons parler d(»s recherches entreprises par Newton lui-même sur la résistance des milieux matériels, nîcherches qui sont résumées dans le second livre des Principes. Nous avons eu l'occasion aillcMirs * de faire allusion à cette partie de la j)hysiijue ne\vtonieMn(\ soit pour en montrer le lien avec les j)rinci])es généraux de la mécaniipK*, soit pour y faire voir un exiMiiple lypitpu* d(* la physique mathématicpie de Newton. 11 est certain qu aux yeux de son auteur, il y avait là une théorie capitale, dont l(\s coiiséqu(Mic(^s dépassent de beaucoup le domaine» de l'hydrodynamitiue. La réfutation de rhypothè.se

omiiia iKiM njaj:nt*lir;» iht (•.•miltntia : ut auruin. arjjfenlum, pluiiihum. vilrum. atiuam. »

1. Cf. Of'i. (Ju.Tsf. XXII. « (JiMunocIo corpus cleclricum, quuin fricelur. l'.xhalalinrKMU t'initltTc pnssil lam larain tîninpi»' sulitilcm, «'t tamen eoiiom lcin|)on' taiita \i praMlitani. >•.

i. Cf. Lcrf. (tf>f , L. III., I». il, Prop. VIII. u Vis gravitaiis Solis Irans- [iiitlilur iritt'Kra \h'v inK»'"tia plamMarurn corpora.ita ul enilem vi cSsdernque Icf^ihus ad ipsa us(pi«' centra in <)inn<'s coruni partes agal, ao si parités ilia' int«'riorc> rcii«iin> plancla' corporc non c>scnl clrcnnuiatav »