V. Principes, L. II. S^ 8, Prop. L. Scliolie

LES ORIGINES DK LA THÉORIE DE L'ÉTHER Gll

libre ou inclus au sein des masses matérielles. C'est ainsi qu'à l'état libre Téther laisse passer des rayons rcctilignes sans modifier leur direction, tandis que Téther inclus dans un prisme de verre ne laisse passer ces rayons que moyennant réfraction. On peut aller plus loin. Le fait môme que la réfringence des corps est en relation avec leur substance, indique clairement que le milieu éthéré est constitué d'une manière différente selon la matière où il réside. Il y a chez Newton une tentative exlrèmement curieuse de rattacher d'une manière systématique les propriété physiques et chimiques de la matière aux propriétés optiques de l'éther qui lui est associé. C'est là un véritable essai de « chimie physique » dont la proposition dixième du Livre II de \ Optique (III* partie) donne une idée assez exacte. Le pouvoir réfringent ne dépend pas seulement des différences de densité. 11 est vrai que les milieux de grande densité sont plus réfringents que le vide. Mais outre la densité il faut envisager la nature chimique des corps. Les substances onctueuses ctsulfureusessont, toutes choses égales d'ailleurs, plus réfringentes que les autres, et il est probable que si nous possédions une classification rationnelle des propriétés chimiques, nous aurions du même coup une classification des propriétés optiques. Si deux corps chimiquement bien distincts, comme le sel et le vitriol, possèdent des caractères optiques définis, il est certain que les substances chimiquement intermédiaires seront caractérisées par des propriétés intermédiaires. Il ressort de là, que la matérialité des corps n'est pas indifférente à la faculté qu'ils ont de propager ou d'arrêter la lumière.

La même conclusion peut se tirer du principe de l'action et de laréaction. Xe savons-nous pas que la lumière agit sur les substances matérielles, qu'elle peut les échauffer, les épaissir, les enflammer, les décomposer ? Mais si la lumière agit sur la matière, il faut qu'inversement la matière agisse sur lalumière. Déjà la diffraction en est une preuve. Elle montre qu'au voisinage de la matière, l'éther est déformé. Mais Newton prétend aller plus loin, et conformément au principe de l'égalité de l'action et de la réaction, il démontre que les corps les plus impressionnables à la lumière sont aussi ceux qui doivent apporter à sa propagation le trouble le plus marqué. Les

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corps sulfureux qui s'enflamment facilement au soleil sont ceux qui doivent dévier davantage la lumière réfractée '. I/eau et les dissolutions aqueuses, que la lumière échauffe fort peu, comptent parmi les substances les moins réfringentes -. Sans entrer dans le diHail des vues développées par Newton, vues souvent confirmées par les progrès de la chimie, il nous suffira do dégager l'idée essentielle, qui est celle dune action et réaction mutuelles de la matière et de Tétlier. Si la théonV des ondulations doit être admise, ce ne peut donc être comme explication exclusive. Il est des phénomènes d'optique où à coté du fluide éthéré la matière intervient directement ^,

Dans le Mémoire de 1675 dont il a déjà été parlé, Xewton précise sur quelques points la notion qu'il faut se faire des rapports de l'éther et de la matière. Nous posons, dit-il, Télhcr comme une substance analogue h l'air, mais beaucoup plus tenue, et en même temps beaucoup plus élastique. Il est corn- ])Osé d'une matière relativement grossière à laquelle sont mélanL^vs difTérents fluides éthérés. L'éther pénètre tous les C()r])S', mais il ne les traverse pas sans obstacle. Ces corps prés(Mitent une certaine résistance qui fait que l'éther est moins dense à l'intérieur de la matière qu'à l'état libre, et moins d(Mise dans certains corps ([ue dans d'autres. Ce sont ces variations de densité de l'éther, variations qui sont en rapport avec la nature de la substance où il réside, qui sont la cause de la coliésion tant des solides que des fluides. L'élasticité du verre et d autres substances est due à la même raison, qui explique aussi que le merciuv, dans les expériences de Torricelli, reste suspendu au sommet d'un tube dont la hauteur dépasse sensiblemcMit vingt-neuf pouces. La contractilité des muscles,

I. V. Lrcf. Opf. L. II, p. II[, Prop. X. « Ut autem lumen vitro ustorio coactiiin ai^^it forlissiine in corpura sulphurosa, quo ca in ignein el (laminas convtMlnntiir : sic (piando omnis quidcm actio est reciproca, sulphurosa aj^'.MO (U'biMit forlissim»' ihiilom in radios iuminis ».

i. C'j'st par une api)lication du mùmc principe que Newton conclut de la grande r.'fringenoc dii diamant à la probabilité pour que le diamant soit combustible.

.'>. La physicpie moderne a complèlemcnt confirmé sur ce point les idées de Newton. Si Ihypothi^se d'un milieu vibrant peut servir à résoudre le I)n>blémo général des" interférences, il faut lorsqu'on passe à l'étude de l'absorption et de la dispersion faire intervenir les propriétés spécifiques des corps (Voir par exemple ïielmlioltz. Théorie Electromagnétique de la Liiinière, et P. Drude, Plujsik des .Efhers).

rirritabilité des nerfs, tiennent leur origine de faits analogues.

Quant à ce que nous nommons lumière, on peut le concevoir distinct de l'éther, mais il faut admettre de toute nécessité qu'entre la lumière etl'éther ily a action et réaction mutuelles. Quand un rayon traverse une région de l'élheroù la densité est uniforme, il poursuit sa marche en ligne droite. Quand il se meut au sein d'un éther de densité variable, il reçoit constamment des chocs dirigés du côté où l'éther est le moins dense et tend parsuite à s'infléchir de ce côté. Un rayon qui passe d'un milieu moins dense dans un milieu plus dense doit donc tendre à devenir progressivement parallèle à la surface de séparation. S'il était d'abord parallèle à cette surface, il doit être totalement réfléchi. Si Ton demande pourquoi les rayons qui tombent sur une même surface sont partiellement réfléchis et partiellement transmis, il faut dire que par les actions mutuelles de la lumière et de 1 ether, Téther contenu dans les corps est mis en vibration. Ces vibrations ont pour effet de créer alternativement dans l'éther des ondes d'expansion et des ondes de compression. Les rayons de lumière qui tombent sur l'éther comprimé sont naturellement réfléchis, tandis que les rayons qui rencontrent les parties raréfiées peuvent être transmis.

Le fait que Newton ne conçoit pas l'éther sans l'associera la matière, ou pour employer un autre langage, le fait qu'il laisse même dans la théorie des ondulations quelque chose qui rappelle la théorie de l'émission, a souvent donné le change sur sa pensée véritable. A certains commentateurs peu soucieux de l'évolution historique et qui ont voulu trouver dans les allusions de Newton le développement déjà achevé de la théorie ondulatoire, il a été répondu que nulle part New ton n'accepte nettement Ihypothèse de l'éther, qu'il est parti des théories moléculaires et qu'il revient en dernière analyse aux conceptions moléculaires. Tel est l'avis de F. Rosenbergei% léminent historien de la physique newtonienne ^ Tel était déjà, semblet-il, l'avis de Young, un des fondateurs de l'optique mathématique. Nous avons insisté sur les raisons qui ont empêché Newton d'admettre, sans restriction, la théorie de l'éther, et nous allons montrer dans un instant qu'à tous les motifs déjà

1. Cf. F. Rosenbei'ger, Isaac Newton, u, s. phys, Prizipion, Ch. 3, p. 309, sqq.

énunicrés s'ajoute un motif pliilosophique, plus puissant que tous les autres. Il nous semble difficile pourtant de soutenirque la théorie des ondulations n*a pas pris dans la physique de Newton une place de plus en plus prépondérante et que les Quœstiones opticœ, par exemple, qui datent de 1717, ne sont pas plus voisines de l'hypothèse de Téther que la Théorie de la Lumière et des Couleurs.

Le désir de Rosenberger est de justifier Newton contre la critique, en effet très superficielle, d'avoir démenti dans l'appendice de YOptique les principes directeurs de toute sa physique, le principe de non-action à distance et le principe de l'égalité de l'action et de la réaction, il est certain qu'un pareil reproche ne porte pas contrôla théorie de Newton, mais ce n'est pas comme le croit Rosenberger, parce que Newton répudie finalement l'élher, c'est parce que l'éther, tel qu'il le conç^'oit, est justement créé pour servir d'intermédiaire aux forces corporelles, et pour permettre le libre jeu des actions et des réactions. Nous ne pouvons attacher la même importance que i?osen^er(7er ' à la distinction d'un éther continu et d'un éther composé de particules disjointes. Newton aurait, diton, rejeté le premier et admis, au moins sous réserves, le second. C'est là une distinction qui peut avoir son importance dans un système comme celui de Descartes ou de Gassendi. Mais dans la ])hysique mathématique de Newton les milieux continus et les milieux discontinus se ressemblent étrangement : il n'y a entre eux que la différence des images aux modèles, des sommes aux intégrales ^ 11 suffit j)our s'en persuader de se reporter au livre des Principes, où la dynamique des fluides continus est constituée sur une hase solide en partant d'une définition où les fluides sont envisagés comme formés de molécules distinctes. Loi'sque Newton parle d'ondes qui se propagent dans l'éther, il est difficile de concevoir de pareilles ondes sans attribuer une

1. Cf. Jsaac Sewlon u. s. physik. Prinzipien. p. 309 en note. « Es ist nôthi^ imiuor in Auge zu bchalten dass Newton don iEther, den er absolut venrir/'l, sich stols in Descarles'scher Weiso als den Haum conlinuirlicli erfiïllend dcnkt. wiihrend er oinen» alomislisch zusammengeseUlen .Ether, dessen Atome vcrliiiltnissmiissig woit von ancinder entfernt sind, iiberall giinstiger gosinnt ist. »

2. Cette idéfî est à rapprocher d'une idée toute semblable énoncée par M. U. Poincaré au début de sa Théorie de l'Élasticité.

continuité au moins apparente au milieu qu'elles traversent.

La véritable raison qui fait que Newton, tout en s'approchant notablement des théories ondulatoires, ne les accepte jamais entièrement, nous semble devoir être cherchée dans des coftsidéralions historiques d'un caractère plus modeste. 11 est liaulement probable que Newton se fîlt prononcé d'une manière beaucoup plus catégorique en faveur de la théorie de l'éther, s'il n'avait pas vu Hooke prétendre accaparer celte théorie comme une invention personnelle, et la développer d'une façon dogmatique sans souci du contrôle expérimental. Le premier point choquait Newton dans ce que son caractère avait de susceptible et de nerveux, le second ne pouvait se concilier avec l'esprit positif auquel Newton tenait avant tout. Il faut remarquer que la communication lue par Newton au début de Tannée 1675 devant la Société Royale de Londres, loin de paraître à llooke ce quelle était, c'est à-dire un pas décisif fait dans le sens de ses propres doctrines, éveilla chez lui cet instinct de polémique qursemble un trait de son caractère. De i675à IG77 la querelle entre llooke et Newton s'envenima au point qu'ils sortirent Tun et l'autre définitivement aigris d'une -discussion qui n'apportait rien de nouveau. Le caractère de Hooke, d'après l'aveu de son biographe IKa/^cr, alla en s'assombrissant à partir de ce moment, et Newton, si irritable par tempérament, renonça désormais à toute conciliation. En voyant Hooke tenter d'expliquer par l'éther, et par l'éther seulement, toutes les expériences, y compris celles de Newton lui-même, ce dernier ne pût s'empêcher d'imposer des limites à une théorie aussi ambitieuse. Ceci explique les eftorls tentés par Newton jusqu'à la iln de sa vie pour réintégrer dans la théorie de l'éther cet élément matériel que llooke avait nié.

On comprend ainsi des développements comme ceux des Quœstiones oplicœ S où Newton va jusqu'à se demander s'il n'y a pas au fond identité entre les corps matériels et la substance <le l'éther, si les corps compacts ne peuvent pas se transformer en lumière et si la lumière, en se condensant, ne peut pas devenir matière *, Ce sont là des vues qui démontrent clairement