V. Principes, L. II, S. 8, l'rnp. L. Scholie

LES ORIGINES DE LA THEORIE DE L'ETIIER cil

libre ou inclus au sein des masses matérielles. C'est ainsi qu'à l'état libre l'étlier laisse passer des rayons rectilignes sans modifier leur direction, tandis que l'étlier 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 étliéré est constitué dune manière différente selon la matière où il réside. Il y a chez Newton une tentative extrêmement curieuse de rattacher dune 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 V Optique (III" partie) donne une idée assez exacte. Le pouvoir réfringent ne dépend pas seulement des différences de densité. Il 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 etsulfureusessont, 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. Ne 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 fautqu'inversement la matière agisse sur la lumière. Déjà la diffraction en est une preuve. Elle montre qu'au voisinage (le la matière, l'éther est déformé. Mais Newton prétend aller plus loin, et conformément au principe de l'égalité de l'action et do 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 j)lus marqué. Les

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

Dans le Mémoire de 1675 dont il a déjà été parlé, Newton précise sur quelques points la notion qu'il faut se faire des rapports de l'éther et de la matière. Nous posons, dit-il, l'éther comme une substance analogue à lair, mais beaucoup plus tenue, et en même temps beaucoup plus élastique. 11 est composé d'une matière relativement grossière à laquelle sont mélangés différents fluides éthérés. Léther pénètre tous les corps, mais il ne les traverse pas sans obstacle. Ces corps présentent une certaine résistance qui fait que l'éther est moins dense à l'intérieur de la matière quà létat libre, et moins dense dans certains corps que 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 cohésion 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 mercure, dans les expériences de Torricelli, reste suspendu au sommet d'un tube dont la hauteur dépasse sensiblement vingt-neuf pouces. La contractilité des muscles,

1. V. Lecl. Opt. L. II, P. III, Prop. X. « Ut aulcm lumen vitro usforio coactum agit fortissime in corpora sulphurosa, quo ea in ignem et (laminas convertuntiir ; sic, quando omnis quidem aclio est reciproca, sulpliiirosa agerc debcnt fortissimo ibidem in radios luminis ».

2. C'est par une application du mùmc principe quo Newton conclut de la grande réfringence du diamant à la probabilité pour que le diamant soit combustible.

H. La physique moderne a compiotemont confirmé sur ce point les idées do Newton. Si i'hypothoso d"un milieu vibrant peut servir à résoudre le problème généraides interférences, il faut lorsqu'on i)asse à l'élude de l'absorption et de la dispersion faire intervenir les propriétés si)écili(iues des cor|»s (Voir par e.\(Mnple lielmlioltz, Théorie Eleclromagnétique de la Lumière, cl P. Drudo, l'hysik des Ailhers).

l'irritabilité des nerfs, tiennent leur origine de faits analogues.

Quant à ce que nous nommons lumière, on peut le concevoir distinct de Tétlier, 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 Téther oîi 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 par suite 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 l'on demande pourquoi les ra^'ons 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 l'éther, léther contenu dans les corps est mis en vibration. Ces vibrations ont pour effet de créer alternativement dans 1 ether 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 léthersans 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 Newton 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. Rosenberger, l'éminent 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 quà tous les motifs déjà

1. Cf. F. Rosenberger, Isaac Newton, u. s. pfiys. Prizipion, Ch. 3, p. 30'J, s(if[.

énumcrés s'ajoute un motif philosophique, plus puissant que tous Icsautres. 11 nous semble diflicile pourtant de soutcnirque la théorie des ondulations n'a pas pris dans la physique de ^'e^vton une place de plus en plus prépondérante et que les Qiiœstiones opticœ, par exemple, qui datent de 1717, ne sont pas plus voisines de l'hypothèse de l'éther que la Théorie de la Lumière et des Couleurs.

Le désir de Rosenberger est de justifier Newton contre la critique, en effet très superficielle, davoir'démenti dans l'appendice de l'Optique 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 contre la théorie de Newton, mais ce n'est pas comme le croit Rosenberger, parce que Newton répudie finalement l'éther, c'est parce que l'éther, tel qu'il le conçoit, 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?osen6e?'p'er ' à la distinction d'un éther continu et d'un éther composé de particules disjointes. Newlon aurait, diton, rejeté le premieret 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 physicjue 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 pour s'en persuader de se reporter au livre des Principes, où la dynamique des fluides continus est constituée sur une base solide en partant d'une définition où les fluides sont envisagés comme formés de molécules distinctes. Lorsque Newlon j)arle d'ondes qui se propagent dans l'éther, il est difficile de concevoir de pareilles ondes sans attribuer une

\. Cf. hudc Sewlon u. s. physik. Prinzipien, p. 30'J en noie. « Es ist nOtliig imiTicr in Auge zu beliallcn tUiss Newton den .Etlier, den er absolut veririrfl, sich stets in Descartes'scher Weise als den Kaum contiiiuiilicli erfiiilend dcnkl. wiihrend er einem alomistiseh zu.sammcngesetzlen .lltlicr, dessen Atome vcrliiiltnissmassig weit von aneindcr onlfernt sind, (iberall giinsliger gesinnt ist. »

2. Cette idée est i» rapprocher d'une idée tonte sendilable énoncée par M. H. Poincaré au début de sa Théorie de l'EUisLicilé.

continuité au moins apparente au milieu quelles traversent.

La véritable raison qui fait que Newton, tout en s'approciiant notablement des théories ondulatoires, ne les accepte jamais entièrement, nous semble devoir être cherchée dans des coiisidéralions historiques d'un caractère plus modeste. Il est hautement probable que Newton se fùtprononcé d'une manière beaucoup plus catégorique en faveur de la théorie de l'éther, s'il n'avait pas vu Hooke prétendre accaparer cette 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. 11 faut remarquer que la communication lue par Newton au début de l'année 1675 devant la Société Royale de Londres, loin de paraître à Hooke ce qu'elle était, c'est à-dire un pas décisif fait dans le sens de ses propres doctrines, éveilla chez lui cet instinct de polémique qui semble un trait de son caractère. De '167oài677 la querelle enive Hooke et Newton s'envenima au point qu'ils sortirent l'un 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 Walte7', 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'empêciier d'imposer des limites à une théorie aussi ambitieuse. Ceci explique les efforts tentés par Newton jusqu'à la fin de sa vie pour réintégrer dans la théorie -de l'éther cet élément matériel que Hooke avait nié.

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