Kepléri Opera Omnia, Ed. Frisch, T. IL, p

3. De radiis visus et lucis in vitris perspectivis el inde tractatus, Marci Anton de Dominis, Venise 1611,

LA PHYSIQUE MATHÉMATIQUE ET LE MÉCANISME 395 qui s'y mêle à la lumière, Pour luiles couleurs sont une dégradation de la lumière, produite par l’interposition de vapeurs ou de fumées qui interceptent une partie des rayons. Selon l’opacité de cet écran, la lumière paraitra rouge, puis verte, violette et finalement noire.

Celui des prédécesseurs de Newton qui semble s'être rapproché le plus d'une définition quantitative des couleurs, est Marcus Marci de Kronland!. Ce physicien avait réalisé l'expérience du prisme dans la chambre noire qui devait être le point de départ des découvertes newtoniennes. Il en avait conclu que «la réfraction transforme la lumière en couleurs, et que les différentes espèces de couleurs sont des parties de diférentes réfractions ?. » Mais ses observations s'étaient arrêtées Bar] n'avait pas su, comme devait le faire Newton, attacher à chaque espèce de couleurs un indice de réfraction déterminé.

Ni Descartes, ni les plus illustres de ses successeurs, Comme Grimaldi et Hooke, ne surent élever l'optique physique à la hauteur d’une science mathématique. Descartes avait bien essayé de distinguer les différentes couleurs par un élément cinétique. Il attribuait aux particules lumineuses des vitesses de rotation différentes, et soutenait que la plus grande vitesse correspond au rouge, la plus petite au violet?. Mais, avec le défaut de précision qu’on peut lui reprocher trop souvent, il n avait pas songé à mesurer effectivement ni à prévoir & priori par le calcul les valeurs des vitesses. La théorie de Grimaldi é plus encore que celle de Descartes, était qualitative. lise contentait de faire appel pour expliquer les couleurs à certains remous de la matière lumineuse à la rencontre d'objets réfringents ou réfléchissants. Quant à Z/ooke 5, le plus sagace et le plus hardi des physiciens précurseurs de Newton, il avait construit une

1. Thaumantias, Liber de Arcu Cœlesti deque colorum apparentium natura, ortu et causis, Auctore Joanne Marco Marci, Prague, 1648.

2. Ibid. p. 83, « Lux non nisi refractione orta in medio denso mutatur in colores, diversæque colorum species sunt partes refractionum diversarum. »

3. Cf. Dioplrique (Ed. Cousin, T. V, p. 15) et Méféores (Ed. Cousin, T. V, p. 268-275).

4. Physico-Mathesis de lumine, coloribus et iride, aliisque adnexis libri duo, Auctore, P. Franc. Maria Grimaldi, S. J. Op. Posth. Bologne 1665.

5. Micrographia or some Physiological Descriptions of minute bodies, by R. Hooke, Londres 1667.

théorie optique remarquable à bien des égards, surtout par le rôle tout à fait nouveau attribué aux phénomènes d’interférence. C'est par la coloration des lames minces que Hooke essayait d'expliquer toutes les couleurs naturelles. Mais malgré l'ingéniosité de ses aperçus, la Micrographie de Hooke demeure intéressante plutôt comme intuition que comme mise en œuvre d'une conception mathématique. A vrai dire il restait après Hooke tout à faire en optique physique pour dégager un élément quantitatif analogue à celui qu'avait découvert Descartes dans l'optique géométrique.

On connaît la série d'expériences méthodiques qui conduisirent Newton à la découverte de la dispersion. Ces expériences sont le meilleur exemple du travail préparatoire que l'esprit doit faire s'il veut introduire la précision mathématique dans un ordre de questions physiques. Après avoir placé un prisme près de l'ouverture éclairant la chambre noire, Newton recevaitsurle mur de la chambre le spectre émané du soleil. L’existence même du spectre solaire, c'est-à-dire de l'image colorée d’une source blanche, n’est pas ce qu'il y avait de plus saisissant dans l'expérience de Newton, bien que la beauté des couleurs l’ait, dit-il, longtemps frappé d'admiration. AvantNewton, d’autres physiciens avait constaté déjà la dispersion comme fait. Ce qui semble digne d'attention à Newton ce n’est pastant la transformation qualitative subie par la lumière, que la disproportion prouvée par les mesures, entre les dimensions de l'image et celles de l’objet. Il est remarquable en effet que le spectre solaire au lieu d’affecter la forme circulaire qui est celle du soleil lui-même, s’allonge démesurément dans le sens perpendiculaire au prisme, au point d’être cinq ou six fois plus large que haut. Il y a là une irrégularité mesurable dont il est nécessaire de rendre raison.

Newton commence par éliminer les explications fondées sur les théories énumérées tout à l'heure, pour qui les couleurs doivent prendre naissance aux confins de l'ombre et de la lumière. Il fait voir qu'en modifiant la forme de l'ouverture, la position du prisme, la distance de l'écran, le spectre solaire reste le même bien que les proportions de l'ombre et de la lumière varient notablement. Il exclut ensuite les explications fondées sur l'inégalité accidentelle des surfaces, l’hétérogénéité

du verre, la grossièreté de l'écran. Ilmontre que les apparences: sont constantes lorsqu'on remplace un prisme par un autre, et qu'il est même possible en croisant deux prismes identiques d'annuler parleur assemblage la dilatation produite par chacun d'eux. Il s’agit enfin d’exclure l'hypothèse d’une influence de la parallaxe solaire ou de la diffraction sur les bords de l’ouverture. Newton démontre en se fondant sur les données de l’expérience que la divergence des rayons émanant desdeux bords du soleil ne peut suffire à expliquer la divergence beaucoup plus grande des rayons qui sortent du prisme. La supposition d’une diffraction notable est contredite par ce fait que la différence entre la largeur du spectre et le diamètre de l'ouverture est rigoureusement proportionnelle à la distance.

Il ne reste alors qu'une explication possible, et c’est elle qu'il s’agit de confirmer par un experimentum crucis. On admettra que le pouvoir réfringent du prisme est variable d’une couleur à l’autre, et que la lumière blanche traversant le prisme y est dispersée en radiations élémentaires.

Pour s'assurer de celte idée, Newton intercepte par un écran percé d’un trou toute la lumière qui tombe sur le trou à l’exception d’un pinceau très ténu assimilable à un rayon rectiligne. Si la loi de Descartes était rigoureusement vraie, c’està-dire si la lumière réfractée était elle aussi assimilable à un rayon rectiligne, on devrait obtenir sur le mur de la chambre une image circulaire du soleil. Or nous avons un spectre étendu en largeur, et si entre le prisme et le mur nous disposons un diaphragme, nous voyons que le spectre devient une tache: ponctuelle, mais une tache colorée. Déplaçons le prisme sans, toucher au diaphragme : la tache reste immobile, mais change de couleur. On peut la faire passer d’une manière continue dw violet au rouge ou inversement selon le sens de rotation du prisme. Il résulte de là que la réfraction ne s'applique pas à la lumière blanche, dans son ensemble, comme l'avait cru Descartes. Elle s'applique à chaque couleur simple, et chaque fois: avec un indice différent.

En d’autres termes les radiations différentes qui contribuent à former la lumière blanche, — Newton savait faire la synthèse