V. Theoriu (le J.i/ce elColoribti.i, |). 2',H

2. Cf. Theoria de Luce et Colnribiis : «Quoinodo radios ipsos quiiiilalcs esse |)iilare |)ossuimis, nisi furlo (jualitiis qiialiUilis subjccliiin esse ))ulesl, illami|iic sustiiicrf, quodcsset cani reipsa vocaro bubstantiain. "

LES ORIGINES DE LA THÉOKIE DE L'ÉTIiER o7'J

nctrabilité, l'étendue, la dureté, ont frappé tout d'abord l'esprit humain, et c'est pour cette raison qu'on a réduit tout d'abord la substanceà être dure, étendue, impénétrable. Mais les expériences de Newton ont fait voir que les propriétés chromatiques accompagnent aussi nécessairement la lumière que les propriétés mécaniques font pour la matière. Nous avons donc autant xle raison d'appliquer le concept de substance à lune qu'à l'autre. La lumière 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 comme une substance, c'est son hétérogénéité absolue^. Si une qualité peut être clairement conçue, c'est toujours parce qu'elle est simple et exclusive de toute autre. Le doux, le pesant, le froid sont des qualités, car ils sont incompatibles avec les qualités opposées. Mais la lumière n'est ni simple, ni homogène. C'est par essence un aggz'égat, un mélange de qualités hétérogènes : le rouge, le vert, le violet y coexistent sans se détruire. Ils superposent seulement leurs effets 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 substance objective.

Maintenant, d'où savons-nous que la 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 ce qu'ont pensé les atomistes et la plupart des cartésiens. Sur ce point les assertions de Newton sont extrêmement réservées. 11 n'aflirme pas dogmatiijuemenl que la lumière soit corporelle, il ne laisse pas encore supposer ({u'il puisse exister un milieu incorporel dont l'action produise la lumière. « Nous sommes certains que la lumière est une substance ». Mais il est plus « difficile de déterminer avec exactitude ce qu'est cette substance ». Il se peut que la lumière soit un corps, mais le contraire est également possible, et Newton se garde de déciderentre des hypothèses indifférentes. «Je ne vcnix pas, dit-il, mélanger ce qui est incertain à ce qui est certain - ». Tenons-nous en au fait, qui ressort, sans contestation possible,

1. liid. « (Jiii.s uiuiiiaiu |)iilaiil(|ii,ilil;ilciiM's-;(' ;i<rgiTgaluiii lu'leruyeiicum qiialc LiiX(»ss(' coiiipcTtii t-.sl ? »

■1. I/jld « So(i ililli(illiu> est acciiraliiis detcrniiiicrc (|iiiil >il lux ; (jinj-

des recherches expérimentales elles-mêmes. La lumière existe ailleurs que dans notre conscience ou dans les corps qu'elle modilie. Elle possède une réalité sui generis, impossible à étudier parles moyens que nous possédons, mais qui est substantielle au même titre que la réalité tangible.

La Théorie de la Lumière et des Couleurs fut publiée le 10 février 1672 dans les Philosophical Transactions, en même temps que la Société Royale instituait une commission spéciale pour vérifier les expériences de Newton. Cette commission se composait de Set/i Word, de Boijle et de Jlouke, mais c'est à l'influence dellooke quun peut rapporter toutes ses décisions. 11 est remarquable que le point sur lequel portèrent les critiques principales de Ilooke ne fut pas celui sur lequel Newton avait le plus insisté et qui faisait à ses yeux tout \o prix de son travail, le lien constant et invariable qui existe entre la couleur d'une part, la réIVangibilité de l'autre. Ce sont les hypothèses semiphysiques, semi-métaphysiques, que Newton avait timidement risquées à la lin de son mémoire, qui attirèrent les réfutations passionnées de Ilooke. C'est là un point qui ne peut se comprendre si l'on ne se réfère pas au caractère entier de Hooke, jaloux avant tout de sauvegarder de son mieux ses propres hypothèses ^. Newton s'était contenté de faire voir qu'il y avait corrélation de fait entre la réfrangibilité et la couleur. Cette constatation positive ne satisfait pas Hooke. Par quel mécanisme la couleur résulte-t-elle des variations de la réfrangibilité ? Quel est le mode d'existence des rayons monochroma-, tiques au sein d'un rayon naturel? De quelle espèce est cette substantialilé dont Newton avait fait le propre de la lumière? Telles sont les questions que le raj)port de Hooke place au premier plan.

Il reproche d abord à Newton d'avoir dit (jue la lumière est un corps. C'est \k une conception tout à fait invraisemblable même au point de vue de ropti({ue newtonienne. Admettons en effet, et Hooke est disposé à le croire, ([uc la lumière solaire

iiiudii rrlVingutiir, cl (|iiil)us inudis ;iii( ;i(lii>iiil)iir- iii luciitiiius imslris Goloriini phantasmataprogigiiat. Ego vcro iiiciMia ci'rli.s iiiiscerc iiolo. »

I. Consiillcr |)i)iir plus (le délails rcKccllciil cliapitn» de Idiivratct' de F. Rosenberger, Jmac Sewloii u. seine plujs. l'nnzipion, I'° I'. Cli. H : Ni'wlon's Aniiahorung an dit' Uiidiilatioii.sllieoii(\

soit un agrégat de lumières infiniment diversiliées. Pourronsnous supposer raisonnablement quil existe une variété infinie de corps, correspondant à linfinie variété des couleurs, et coexistant dans une substance unique que 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 était 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 de 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 de la gamme, issus d'un jeu d'orgue, existaient tout formés dans la caisse de la soufflerie. On peut montrer, et Hooke lui-même croit l'avoir fait dans sa Micrographie, que les couleurs, tout comme les sons, naissent d'un trouble accidentel apporté au mouvement de la lumière. Il ne fau(h'ait pas dire alors qu'elles sont les qualités originelles d'une substance inconnue, mais des apparences, produites après coup, i)ar la rencontre des corps matériels.

Enfin Hooke ne conçoit pas 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 (jui la lumière blanche est une lumière composite, un mélange en proportions irrégulières de rayons diftérenls. Pour toutes ces raisons, Hooke 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 molit de se ranger à Ihypothèse substantialiste de Newton, puisque l'hypothèse cinétique de Hooke rend, avec une part d'arbitraire moindre, exactement les mêmes services.

La réponse de Newton fut lue le irîjuin I67'2 à la Société Royale, mais ne parut dans les Philosophical Transactions qu'à la fin

d'octobre ^ VAle diffère de ton très sensiblement de sa première communication. Choqué de voir critiquer dans son travail la partie qu'il en jugeait lui-même la plus liypothétiquc et la moins importante, craignant de voir s'éterniser autour d'idées vagues une polémique inutile, Newton observe à partir déco mrjmcid, dans tout ce qui dépasse la ceHitude expérimenlal(\ une réserve volontairement excessive. Un 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, à savoir que la lumière est un corps, et l'on prétend de cette affirmation déduire la conclusion choquante que toutes les couleurs ou tous les degrés de lumière doivent cire descoi-ps-. Or il est vrai que de ma théorie j'induis que la lumière est corporelle, mais je ne l'affirme pas sans hésilalion, comme le fait voir le mot « peut-être » (fortasse). Je ne la propose, en fin de compte, que comme un carollaire vraisemblable de ma doctrine, nullement comme une hypothèse fondamentale servant à l'étayer, moins encore comme une partie intégrante de la doctrine ellemême. 11 est surprenant que mon critique, après avoir vu avec quelle 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 problématique. Si j'avais adopté formellement une hypothèse de ce genre, je l'eusse fait connaître. Mais je savais fort bien que les 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. En 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 ce mot « quelque chose » qui émane des corps lumineux et se propage dans une direction quelconque en ligne droite. Mais je renonce

1. V. Ed. Caslillon.T. IL p. 333 el l'/iil. Tr<tns..n. 88. j). 5084.

2. Cf. Hooke cité par Newton, l'hil. Tnins.. n. 88. « .\sl. ri'<'('|)t;i prima cjus siip|)o,sitione, qiiod Lux est corpus, el (}uod quoi in ea sunt colore.s aul gradus. lot cs.se possunt corpora, quœ oninia simul i-oniposila ,«:ii,Miunl Albedincm, etc »

LliS ORIGINES l)K LA THÉORIE DE LÉTIIER 383

à (KHorniincr ce qu'est ce « quelque chose », mélange confus (le puissances différentes ou réalité substantielle ^w En ce qui concerne lés 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 éther vibrant. 11 n'y a pas, d'après Newton, entre cesdeux conceptions de la lumière l'abîme qu'on se plaît à y voir. La théorie matérialiste de la lumière, même souslaformc corpusculaire que Newton acceptait encore h ce moment, est parfaitement conciliable avec la théorie ondulatoire de llooke. Les vibrations éthérées sont aussi utiles, aussi nécessaires dans l'une que dans l'autre. Supposons que les rayons de lumière soient des corpuscules émis de toutes parts par les substances incandescentes. En tombant sur une surface réfléchissante, ou réfringente, ces corpuscules doivent exciter des vibrations dans l'éther. Ne voyons-nous pas une pierre qu'on jette dans l'eau produire des ondes qui se propagent sans transport i\ç matière ? Ces ondes peuvent varier d'amplitude ou tl'écartement. Il en est de même dans le cas de la linnicTC. Des molécules de matière peuvent exciter dans l'étherdes ondes régulières, dont les particularités pourront correspondre aux différentes couleurs. Il n'y a donc aucun intérêt scientifique à substituer l'hypothèse de Hooke à celle que proposait Newton. Elles expliquent toutes deux les phénomènes d'une façon fort analogue. L'adhésion exclusive donnée à l'une d'elles ne peut j)rovenir qucMle l'étroitessed'es- ])ril de ceux (pii attril)uent aux hypothèses une valeur absolue.

Au moment même où Newton venait de ré[)on(lre aux arguments d(î llooke, surgit contre sa théorie un nouvel adversaire,

1. Cf. licsi). (ul iioiinuUas coiiaid. E. Casiilloii \>. 330. k Idoo cas omnes {hyi)()(li('Si's) xilai'o ilccrevi, et de liice Icxjiieii.s veibis uli ,u:('ii('r;dil)ii.s, eaiii abstracte cunsiderans, ul noniiihil (\\ioti ex iiiciilis ciirpoiiburi quoipiovei'sus por reclas linoas prupanaliir, non diMcrniinans (piid idcsscl.an Vi)ufiisn dissiniiiiiiin |)o(('.sl;Hnni int.xlura, an eus (pnnii'uincpie. »

384 LA l'IIlLOSOIMllE DK NEWTON

le plus illustre des physiciens de cette époque, Christian JIui/ghcns. Avec Huyghcns,\\ semble au })remier abord que la discussion déviede son objet. L'objection capitale qu'on aitélevée contre Newton est, s'il faul en croire Huyghens, la suivante: existe-t-il, comme le dit Xewion. une intinité de couleurs, ou faut-il en admettre deux seulement, dont toutes les autres sont des mélanges? Cette question semble aujourd'hui assez étrangère au débat principal, lequel jiorle sur l'existence ou la nonexistence d'un milieu élaslic[ue propageant les ondes lumineuses. Mais historiquement il y a un lien étroit entre les deux problèmes. La théorie d'un éllicr vibrant, telle qu'elle était présentée par llooke {ellluyghens sur ce point n'était pas éloigné de l'opinion de Ifooke), avait été suscitée par l'étude de la double réfraction, qui met en évidence une certaine dissymétric dans le mouvement vibratoire qui constitue lalumière. //oo/ce soutenait qu'un rayon de lumière présente deux faces ou deux côtés, c'està-dire que les vibrations correspondantes s'effectuent dans deux directions opposées. A l'une de ces espèces de vibrations correspondait pour lui la couleur rouge, à l'autre la couleur bleue. Comme il ne peut y avoir plus de deux directions de vibration le long d'un rayon, Ilooke en concluait que le rouge et le bleu sont les seules couleurs fondamentales et qu'il est possible de ramener toutes les autres à un mélange délini des premières. Jluyghens, partant du fait que le jaune et le bleu peuvent servir à composer le vert, admettait qu'il doit exister nu mode de composition analogue pour toutes les couleurs, et pensait avec llooke que dans la nature ne doivent se propager indépendamment que deux sortes de vibrations ^

C'était au contraire un des premiers résultats de la théorie de la dispersion newtonienne que l'inllnie multiplicité des couleurs. Gardant le vocabulaire de Hooke et de Hiiyghens, mais changeant entièrement le sens de leurs expressions. Newton reconnaissaitencoredescouleurs fondamentales ei descouhnn-scowiposées. Les couleurs composées sont celles que nous appelons aujourd Imi couleur.s (r<ir(h'e supérieur. Elles proviciiin'iil de la superposition de phénomènes d'interférence. Les cotdcurs fondamentales sont celles (pie l'ournit l'analyse di' l.i hunièi-c

\. Cf. riiil. 7Vrt?}.s.,n".9G, ji. 0080. juill. 1(173.

LES ORIGINES DE LA THÉORIE DE L'ÉTIIER o85

solaire et qui sonl caractérisées sans équivoque par leur longueur (Fonde. Comme les longueurs d'onde et les indices varient dune 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 intervalles uniformes correspondant aux tons de la gamme '. il ne tarda pas à voir ce que celte assimilalidii avait d'arbitraire, et dans V Optique il admit expressément linfinité et lirréductibilité des couleurs. C'est là pour lui un fait d'expérience indépendant de toute hypothèse. Que ce fait soit ;u"sé ou malaisé à concilier avec la théorie de Hooke, laquelle attribue au rayon lumineux deux côtés 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 Hinjghens, pourrontchercher à interpréter ce fait dans la théorie ondulatoire, et montrer quil est incompréhensible dans une théorie substantielle de la lumière.

Newton répond indirectement à Huygheyis (lequel avait gardé l'anonymat), dans une lettre adressée à Oldenburg, l'éditeur des Philosophical Transactions, en date du 3 Juillet 1073^. Le ton de cette lettre est tout à fait différent de 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. Il semble bien que malgré la réserve de son langage Newton ait encore à cette époque une préférence secrète pour les théories de l'émission et les conceptions matérialistes de la lumière. Mais, moitié par esprit de conciliation, moitié par goût des vérités positives, il semble disposé à croire qu'on peut expliquer les faits tout aussi bien dans l'hypothèse d'un éther vibrant. D'ailleurs iln'aban-

I donne aucun des résultats de sa j)ropre méthode, et au point de vue empirique ne fait aucune concession kHuyghens. On prétend, dit-il, pour des raisons à priori, que toutes les coubnirs doivent dériver du jaune et du bleu. Au lieu de faire de cette proposition un axiome de la théorie ondulatoire, il serait jdu.s sage de prendre la lumière telle qu'elle est, de la

1. V. Lecl.. OpL, L. II. I'. [. ohsorv.XlV. p. 1o6. i. V. Ed. Caslillon T. Il, p. 361.

décomposer en radiations élémentaires, 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 resle. Or cette tentative, dit Newtcii. je l'ai faite, et <>ll(' ma fourni des résultats négatifs, .l'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 ([ui sont contenues dans la lumière naturelle. Ces couleurs sont en nombre infini, etcest là une objection ({u'on fait à ma théorie. Mais la théorie des ondulations, telle que la présentent Ilookc et Huyghens, choque bien davantage le sentiment de la continuité. Les différents milieux que nous connaissons, l'air, la mer, sont capables (1(^ jjropagerdes mouvements infiniment variés. Les sons, qui circulent dans Tatmosphère, ne sont pas, comme le vulgaire le croit, limités à un petit nond)re d'intervalles comme ceux dont on se sert en musique. U y a des ondes de toute espèce, et qui présentent toutes les différences possibles de hauteur et d'intensité. Les ondulations qu'on excite dans l'eau sont aussi susceptibles de varier d'une manière continue selon les conditions où on les produit : leur hauteur, leur profondeur, leur vitesse dexi)ansion peuvent prendre entre de larges limites toutes les valeurs possibles. Pourquoi veut-on que le domaine de l'optique soit en dehors de la loi de continuité ? Môme en se i)laçant au point de vue de Huyghens, il semble naturel ([\\q le milieu éthéré puisse propager des ondes en nombre iniini, comme les milieux (luidcs ordinaires : « Il me semblerait merveilleux que les diverses parties des corpuscules constituant un corps lumineux, parties qu'on doit supposer douées de figures différentes, de grandeur.s différentes, de vitesses différentes, ne pusssent imprimer àl'éther contigu que deux sortes de mouvement, ou (pie, d une façon ou d'une autre, on piU se contenter de deux sortes de rayons ^w D'ailleurs Newton déclare expressément qu'il n'est pas essentii'l à l'esprit de sa théorie de préciser le mécanisme intime de la composition des rayons. Il n'a point dessein de faire connaître en quoi consiste la nature et la distinction des couleurs-. Qu'on fasse appel à un(> théorie corpus-

■1. V. Ed. CasUlloii, T. Jl, \).-M>±.

'2. Ihid. 0 IC.vlra propositum meum ost pcipciidcn' (pio juiclo (iolores por llypothcsos explicai-i po.ssiiil. Oniiiiriio nequemihi aiiiimi:^ est oslcnderc' in

LES ORIGINES DE LA THEORIE DE L'ETllER 587

culaire,àunc théorie de rémission, — ouàune théorie dcrélhcr, à une théorie des ondulations — le fond de l'optique demeure le même. Newton a expliqué le rapport qui existe entre les couleurs simples et les couleurs composées ; il a fait voir que les secondes peuvent se décomposer par le prisme, tandis que les premières sont « primitives et immuables ». Ce résultat suflit à hi physique, qui doit mépriser l'explication, toujours facile, (h-s qualités concrètes par des hypothèses mécaniques'.

Après Hooke et Huyghem, Newton n'eut plus affaire qu'à des adversaires de moindre envergure. Les plus connus sont Pardies Linus, Lucas, Gascoigne. Avec eux la discussion descendit du terrain des hypothèses à celui des faits, où Newton reprenait tous ses avantages.

Le jésuite Pardics semble être le premier qui ait cherché à refaire syslématiquementles expériences de Xewton'et en particulier à répéter le fameux Experimentum Crucù'. Il tcnla aussi, mais sans succès, la reconstitution de hi lumière blanche à l'aide d'un mélange de lumières monochromatiques. La déccpLion causée par ces essais infructueux l'amena à mettre en doute la tliéorie de Newton, et dans une lettre à Oldenburg, publiée auxPhilosopIiicalTransactions, il trahit son dépit en rejetant cette théorie au rang d'hypothèse, voire d'hypothèse moins vraisemblable que celle de Grimaldi. Dans sa réponse. Newton commence par donner à Pardies quelques indications expérimentales. Le dispositif employé par ce dernier pour refaire l'expérience des prismes croisés était défectueux. Sur les conseils de Newton, Pardies refait les mesures dans d antres conditions, et il retrouve identiquementlesrésultats annoncés par Newton.

Mais la partie la plus intéressante de la polémique entre Newton et Pardies, est celle qui est suscitée par la dénomination (l'hypothèse dont Pardies s'était servi pour désigner la conception de la lumière chez Newton. Newton consent à ne pas

qiio versctur Coloriim naliira atqiie fliscrirncMi : sod (aiilnm cinniiionslraro (luod illi de fado sunt priniigeiiia' et iiiiimilabilcs qualilales Uadiuruin. »

i.lbid.a Aliis rt'liiiqiio curam iianiin (iiialitaliim naluram atque discriincn ])cr nieclianicas hypothèses o.\|)licaiidi. riiKiil iicgoUiiiii non (liriiiil(> iT'or. »