LA LOI DU SEUIL

La loi de Webev est la base et la condition nécessaire de la loi logarithmique, mais elle n'en peut pas être la condition suffisante. Aussi Fechner s'attache à établir une autre condition préalable de la loi logarithmique, le fait du seuil, ou, suivant une autre expression qu'il a employée plus tard et qu'il déclare pi'éférable (i), la loi du seuil.

Il appelle seuil le point où une excitation, ou une dififérence d'excitation, commence à être perceptible, si l'on considère les grandeurs croissantes, et où elle cesse d'être perceptible, si l'on considère les grandeurs décroissantes. La loi du seuil peut donc se formuler ainsi : (( Toute excitation ou différence d'excitation doit avoir atteint déjà une certaine grandeur finie avant de commencer à être perceptible, c'està-dire avant de produire une sensation qui affecte notre conscience d'une manière perceptible, ou bien une différence perceptible de sensation. Inversement l'excitation ou la différence d'excitation cesse d'être perceptible avant d'arriver à la valeur nulle. » Fechner donne de la môme loi une autre formule qui fait intervenir la notion d'intensité et qu'il regarde comme équivalente à la précédente : « Le point nul de la sensation ou de la différence de sensation est situé au-dessus du point nul de l'excitation ou de la différence

(i) In Sachcn dei* Psychophysik, p. 7.

d'excilalion correspondantes. » Le seuil est donc « le point où commence et s'évanouit la perceptibilité d'une excitation ou d'une dilTérence d'excitation (i) ».

Comme conséquence de sa distinction entre la sensibilité absolue et la sensibilité différentielle, Fechner distingue le seuil d'excitation [Reizschwelle) elle seuil différentiel (f//ï/erschiedsschwelle) et il étudie chacun des deux dans les sensations intensives (seuil intensif) et dans les sensations extensives (seuil extensif).

Des faits nombreux établissent l'universalité de la loi du seuil. Quant à la détermination exacte de la valeur du seuil d'excitation et du seuil différentiel, elle est pleine de difficultés, parce que ces valeurs sont très variables, non seulement d'un homme à l'autx'e, mais pour le même homme selon la fatigue, l'habitude, l'exercice, diverses causes physiologiques qui excitent ou dépriment la sensibilité ; elles varient en outre sous l'influence des médicaments et aux différentes périodes de la vie, ou bien de la journée. Mais il est cependant d'un grand intérêt de déterminer les valeurs moyennes, en quelque sorte normales, et les valeurs extrêmes des deux seuils et de relier ces variations à leurs causes. Ce sont là, dit Fechner (2), des problèmes de grande importance pour la psychophysiqiie, et, peut-on ajouter, pour toute la psychologie expérimentale.

Pour les sensations lumineuses, il est impossible de déterminer le seuil d'excitation, en raison de la lumière propre de l'œil. Bouguer, Arago, Masson, Volkmann et Fechner ont mesuré le seuil différentiel dans diverses conditions, et trouvé des valeurs sensiblement variables (V. plus haut ch. II et IV).

En ce qui concerne la force des sons, Schafhautl a cherché à déterminer le seuil d'excitation, u J'ai trouvé, dit-il, que le son produit par une boule de liège du poids de i milli-

(1) El. d. Ps., I, 238.

(a) Ibid., p. 3'i8.

gramme, tombant de i millimèlie de haut (l'orcille étant à 91 millimètres), était encore en moyenne perceptible pour mon oreille dans un complet silence, la nuit. Sur trente expériences de ce genre, faites à minuit, le vent étant absolument calme, j'ai entendu Adngt-cinq fois d'une façon très nette le son produit dans ces conditions ; le môme rapport s'est trouvé aussi pour quelques jeunes gens dont les oreilles étaient exercées par la musique. Parmi les individus plus âgés, il ne s'en trouva qu'un petit nombre qui pussent entendre ce son avant d'y être exercés ; quelques-uns, après s'être exercés plusieurs fois, réussirent cependant à le percevoir avec netteté (i). » — J'ajoute que, malgré les précautions prises par Schafhaiitl, il est probable qu'il n'avait pu éliminer tout bruit étranger, u II est difficile, disent Renz et Wolf, que des expériences sur la faculté de percevoir des sons très faibles puissent être faites dans des villes. Nous n'observons que peu ou pas du tout le bruit lointain du jour, et il ne pourrait guère être amené à la pleine conscience que par son opposé ; en fait, le calme muet que l'on trouve à une grande hauteur dans les ascensions en ballon est un des phénomènes les plus surprenants et il a été souvent décrit comme vraiment lugubre. On a récemment fait l'expérience à plusieurs reprises que (contraii-ement aux anciennes assertions) sur les hautes montagnes le son n'est pas perçu comme plus faible qu'en bas. Ce fait serait, physiquement, un paradoxe, si le calme de l'environnement ne fournissait pas la clef physiologique pour l'expliquer (2). )) La détermination exacte du seuil d'excitation pour la force des sons, même en supposant à ce seuil une fixité suffisante, se heurte donc à une difficulté

(i) Âbhandl. d. Bayer. Akad., YII, p. 5oi (D'après Fechker, EL <LPs.. I, p. 357, 358).

(3) Renz et Wolf, Versucite iiber die Unlerschcidung differcnter SdiallsUirlcen, Archiv fur Physiologischc Heilkunde, de Vierordt, i85G, p. 189, note.

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analogue à celle qui est créée pour le sens de la vue par la lumière propre de l'œil : on ne peut jamais affirmer que l'excitation déterminée que l'on produit artificiellement n'agit pas comme simple addition à une excitation antérieure ayant aussi une origine externe.

Quant au seuil diflérenticl pour la force des sons, les expériences de Renz et Wolf, et celles de Volkmann et Fechner (citées plus haut, ch. II et IV) montrent que l'on peut distinguer deux sons dont la force est dans le rapport de 3 à 4 .

Pour la hauteur des sons, on sait qu'il existe une limite inférieure et une limite supérieure de perceptibilité. Mais les physiciens donnent pour ces limites des nombres de vibrations sensiblement différents. La limite inférieure serait de 3o vibrations par seconde selon Chladni, de Sa jDOur Biot ; Savart (i) place la limite plus bas, mais Despretz (2) rejette les expériences de Savart et maintient la limite de 82 vibrations. La limite supérieure serait, d'après Sauveur, à 12 400 vibrations par seconde, Biot la place à 8 192 vibrations, Chladni à 12000, Olivier à 16000, Young de 18000 à 20000, Savart à 48 000, Despretz à 78000.

En ce qui concerne le seuil différentiel, Seebeck (3) a pu distinguer deux sons fournis par deux diapasons donnant, l'un 1209, l'autre 1210 vibrations par seconde. Les expériences de Delezenne ont été citées plus haut (ch. II).

Kammler (4) a cherché le seuil absolu des pressions pour différentes régions de la peau. Il posait sur la peau, très lentement et au moyen d'une pince ingénieusement fabriquée, des poids légers de moelle de sureau, de liège et de carton, ayant 9 millimètres carrés de base. Voici quelques-uns des résultats. Le

(1) Annales de Chimie et de Physique, XLVII, p. 69.

(2) Comptes rendus de l'Académie des sciences, XX, p.

(3) Annalen, etc., de Poggendorf, LXVIII, p. 463.

(4) Expérimenta de variaruin cutis rcrjiomim miniinn pondéra sentiendi virlutc, Vratislaviae, i858 (P'après Fechneu, El. d. Ps., I, p. .-jCS-/»).

poids de ogr.002 est le plus faible qui aitélé senti par Kammler sur le front, les tempes, la face dorsale de l'avant-bras droit, le dos des deux mains; il fallait un poids de ogr.ooS pour produire une sensation sur la face palmaire des deux avantbras, la face dorsale de l'avant-bras gauche et la face externe du métacarpe du pouce gauche; ogr.o4 pour la face externe du métacarpe du pouce droit; ogr.oB pour le nez, les lèvres, le menton, les paupières, le milieu du ventre, etc. Les collaborateurs de Kammler ont donné des résultats un peu différents.

E.-H. Weber, à l'occasion de la loi de Weber, a étudié le seuil différentiel des pressions appréciées par la peau de la main, et des pressions appréciées par la peau et les muscles à la fois (i). Il est inutile de reproduire ici les résultats : il suffit de dire que le seuil différentiel s'est montré très variable d'une personne à l'autre et très variable aussi selon les différentes régions de la peau; mais les résultats sont approximatifs, parce que la méthode des différences perceptibles telle que l'a employée Weber est loin d'être très rigoureuse; et d'autre part ils sont provisoires, parce que Weber employait toujours le même poids normal, comme si la loi de Weber s'appliquait d'une manière exacte.

E.-H. Weber a trouvé aussi que, en plongeant la main entière successivement dans deux Arases pleins d'eau, on peut distinguer deiix températures qui diffèrent seulement de i/5 à i/6 de degré R. (2). Fechner a trouvé que, dans la zone de température la plus favorable, la finesse de distinction peut aller encoi-e plus loin (V. plus haut, ch. IV, § /|).

La détermination des plus petites grandeurs ou distances qui puissent être perçues est rendue très difficile par le fait d l'irradiation, et, dit Fechner (3), on ne peut rien conclure des

(1) E.-H. Weber, AnnoUUioiies, p. Si et 9O : Tast und Gemeingefiihl p. 546.

(2) Tast und Gemeiiigefiilil, p. 534.

(3) El. d. Ps., T. p. 274.

expériences faites antérieurement pour mesurer la sensibilité exlensive, tant que l'on n'aura pas déterminé l'influence de l'irradiation et le moyen de l'éliminer. Les minutieuses expériences de Volkmann sur l'irradiation ne fournissent pas ce moyen (i). Il est donc impossible de regarder comme rigoureuses les mesures établies par différents savants : ïobias Mayer avait trouvé qu'un cercle noir sur fond blanc cesse d'être perçu quand l'angle visuel s'abaisse à 3o ou 35 secondes (2) ; Plateau avait trouvé que les cercles colorés disparaissent quand Tangle visuel varie de 12 à 42 secondes, selon la couleur et selon l'éclairement. D'autres ont obtenu des résultats sensiblement différents (3), ce qui n'a rien d'étonnant, car on a expérimenté dans des conditions variables, et d'autre part Volkmann a établi que l'irradiation est soumise à des oscillations individuelles considérables (4) .

D'après les expériences déjà citées de E.-H. Weber (voir plus haut, ch. II), le seuil différentiel, pour les lignes perçues par la vue, varierait de i/ioo à 1/20.

La finesse du toucher dans l'appréciation des distances a été l'objet, depuis les travaux de Weber, de recherches très nombreuses. La plus petite distance perceptible par la peau varie de 1/2 ligne parisienne à 3o lignes, c'est-à-dire en nombres ronds de i à 68 millimètres. Voici le tableau des résultats obtenus par Weber sur lui-même (5).

Pointe de la langue • i

Face palmaire de la dernière phalange des doigts 2

Parties rouges des lèvres, face interne de la a° phalange des doigts. 4

(1) Berichte d. Siichs. Ges. i858 et (2° mémoire) Physiol. Unlers. iin Gcbicle d. Oplik.

(2) Comment, soc. se. Gotting., t. IV, 175/1 (D'après Fcchnor, El. d. Ps., I, 281).

(3) Voir l-'cchner, Ël. d. P.s-, I, 280 sqq. (/() Physiol. Unters., p. lîi.

(5) Tast und GcineingeJ'Uhl, p. 53(), 5/|0. Le détail des expériences a été publié dans Annolaliones, p. 5o-57.

Face dorsale de la 3" plialange des doigts, boul du nez, lace

palmaire de la capiliila ossiuni mclacarpi -

Ligne du milieu du dos de la langue à un pouce de la pointe, bord de la langue à un pouce de la pointe, parties non rouges des

lèvres, métacarpe du pouce g

Face plantaire de la dernière phalange de l'orteil, l'ace dorsale de la a° phalange des doigts, joue, face supérieure externe de la

paupière 1 1

Milieu du palais i ^

Peau de la partie antérieure de l'os malaire, face plantaire de l'os médian de l'orteil, face dorsale de la première phalange des

doigts 16

Face dorsale de la capitula ossiuni inetacarpi 18

Face interne de la lèvre supérieure près de la gencive ao

Peau de la partie postérieure de l'os malairc, partie inférieure du

front, partie postérieure du talon. . 28