LA LUMIÈRE

la doctrine de certains pliilosophes soutenant que, matière ne nous éttint connue que par nos sens, 'nos sens j peuvent nous tromper, d'où l'absence de certitude. Sans | doute si nos sens se développaient en deliors de Tintlnence ( du monde physique, mais si nous remarquons qu'à ces i propriétés sensorielles de la matière répond une modalité physique et objective, et que c'est précisément cette modalité physique qui détermine le développement de la modalité ' sensorielle, la confiance que nous accordons à nos sens se \ trouve justifiée ; elle est rationnelle comme celle que nous accordons à un rapport de causalité.

Ces considérations n'en prouvent pas moins la nécessité i de préciser le fonctionnement de nos appareils sensoriels, non seulement pour bien connaître ce fonctionnement, mais pour préciser du même coup les relations qui nous , unissent au monde physique, relations qui, en définitive, I sont la base de tontes nos connaissances positives. Nous ' verrons en particulier que dilîérentes questions de physique, ' relatives à la lumière, à la photométrie, aux couleurs, à [ leur saturation, au pliénoménedeJ'urkinje,à la fluorescence, !. ne peuvent être comprises sans la connaissance des propriétés de la rétine.

Ce qui caractérise essentiellement le sens de la vue, c'est i une réaction particulière, la sensation lumineuse, déter- I minée par l'excitation d'un agent physique, par les vibra- ] I lions d'un milieu élastique appelé élher. Les sensations de ( I couleur et de forme de l'œil perfectionné ne sont que des f modalités de la sensation lumineuse fondamentale.

Ce que nous appelons « lumière » est le produit de celle réaction.

Cherchons à définir la lumière d'après ses caractères

physiques et objectifs, c'est-à-dire indépendîimmenl de la sensation lumineuse qui la caractérise.

On croyait autrefois à l'existence d'un agent physique spécial pour la lumière. Il n'en est rien. On sait aujourd'hui que c'est le même agent qui produit la chaleur, et il est à peu près certain, depuis les expériences de Heriz, que c'est aussi le même qui produit l'électricité. Maxwel, llelmholtz, Poincaré, ont d'ailleurs développé une « théorie électromagnétique de la lumière «. Laissons de côté les phénomènes électriques et n'envisageons que les rayons fournis par l'analyse spectrale.

On a divisé les rayons fournis par la réfraction prismatique en trois catégories formant le spectre calorique, le spectre lumineux et le spectre chimique. Mais cette division est artificielle, le spectre calorique et le spectre chimique se prolongent sur le spectre lumineux, de telle sorte qu'un rayon lumineux possède, à des degrés différents, les propriétés des trois spectres, propriétés lumineuses, caloriques et chimiques. Nous ne trouvons donc pas dans cette division un caractère distinctif des rayons lumineux.

Les rayons fournis par l'analyse spectrale ont d'autres propriétés : ce sont la rétlexion, la réfraction, la diffraction, la polarisation.

Ces propriétés ont été d'abord étudiées à l'aide des rayons lumineux qui se prêtent mieux à cette analyse, maison sait aujourd'hui qu'elles sont communes à tous les rayons caloriques lumineux et chimiques. Elles ne peuvent pas non plus nous fournir un caractère distinctif des rayons lumineux.

Ce qui, pliysiquement, caractérise la lumière, c'est uniquement une différence dans la longueur d'onde du milieu élastique, et dans la rapidité de ses vibrations. Les rayons

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capalilo? tle développer la sensation lumineuse, dans lei condilions liabiluelles, ont une longueur d'onde compri entre 7 609 dix millionièmes de millimètre, pour l'extn mité rouge du spectre au niveau de la raie A , et 3 938 < millionièmes de millimètre pour l'extrémité violette . niveau de la raie H. C'est ce que l'on appelle le specli lumineux. .Mais nous allons voir que cette définition de 1 lumière est assez fragile.

La limite rouge du spectre lumineux, où têther en mow^ cernent perd te nom de lumière pour pi-endre celui de i len; est d'une détermination relativement facile. Il n'er plus ainsi pour l'exlrémilé violette, qui varie incess ment suivant l'adaptation de l'œil, c'est-à-dire suivant l'iii; tensité de l'éclairage ambiant. On fait intervenir ici, comma en beaucoup d'autres circonstances, la fatigue ou le repa de VivW. Ces mots cachent une erreur. Pourquoi 1ère se manifeste-t-il pas pour l'extrémité rouge, aussi bien ( pour l'extrémité violette? Ces variations dans la visibilî de rextrémité violette du spectre sont la conséquence d't fonction particulière de la ré[ine dont nous préciseroffl la nature.

Dans les condilions d'adaptation moyenne, avec la li solaire comme source lumineuse, l'œil perçoit les raya violets jusqu'au voisinage de la raieH. .Mais avec uneada|^ tation plus forte, le spectre visible s'étend beaucoup plud loin; on peut voir le spectre chimique dans une étendol plus ou moins grande et même distinguer ses principales raies à l'œil nu. Sous le rapport de la visibilité, la limî^ entre le spectre lumineux et le spectre chimique est doni artificielle.

Le spectre chimique a d'ailleurs, comme le spectre lum neux, la propriété de développer la fluorescence, et c'fl

griVce ;i cette propriété que les corps fluorescents le rendent visible. Nous verrons d'ailleurs que la visibilité du spectre chimique à l'œil nu a lieu par le même procédé, c'est-à-dire grâce à la formation dans le fond de l'œil d'un écran fluorescent naturel, par le séjour de la rétine dans l'obscurité.

Les rayons X de Rœntgen rendent la délimitation des rayons lumineux encore plus difficile. Ces rayons ont deux propriétés qui leur sont communes avec le spectre chimique et le spectre lumineux, savoic : les réactions chimiques et la faculté de développer la fluorescence. Us en ont une troisième qui leur est commune avec les rayons violets et ultraviolets, l'action sur les corps électrisés. Ces propriétés établissent entre les rayons X et les rayons fournis par l'analyse spectrale une analogie évidente, mais ils en diffèrent par d'autres caractères qui les ont fait considérer par Rœntgen et beaucoup de physiciens comme étant d'une nature particulière.

Que les rayons X soient distincts des rayons uUra-violets, cela est certain. Qu'ils soient d'une nature différente, cela devient de moins en moins probable. Au point de vue qui nous occupe, remarquons surtout que ces rayons ont la propriété de devenir visibles par l'intermédiaire des substances fluorescentes '.

Nous verrons que tous les rayons du spectre, le rouge excepté, d'une intensité assez faible pour n'être pas visibles dans les conditions ordinaires, peuvent devenir visibles après un séjour suffisamment prolongé de l'œil dans l'obscurité; que les rayons dont la visibilité est ainsi aug-

' Voyez, sur celle queslion el sur les rapporls des rayons X avec les rayons lumineux, un iravait récent de Sagnac, Luminescence des rayons X. Jiciiiie générale des Scieneea, avril 1898.

meotée sonl précisément ceux qiiî agissent sur les substances fluorescentes, que celte augmentation de la visibilité est d'autant plus grande que les rayons sont plus réfrangibles, c'est-à-dire que leur propriété de développer la fluorescence est plus grande. Nous verrons enfin que l'œil doit efTectivement cet accroissement de sensibilité par l'obscuration à la production dans le fond de l'œil d'un écran fluorescent naturel constitué par l'érylliropsine ou pourpre rétinien. C'est grùce à cette propriété que certaines parties du spectre chimique deviennent visibles à l'œil nu, par le séjour de la rétine dans l'obscurité.

Puisque le spectre chimique devient visible par l'intermédiaire de la fluorescence de l'érylhropsine, puisque d'autre part les rayons X ont la propriété de développer la fluorescence, on doit se demander pourquoi ils ne sont pas visibles dans les mêmes conditions que le spectre chimique. Cela peut tenir à deux causes : à ce qu'ils sont absorbés par les milieux de l'œil, comme le démontrent les expériences de Hochas et Dariex, ou encore en ce qu'ils n'ont pas une énergie suffisante pour agir sur le pourpre rcLinieu, comme le démontrent les expériences de Fuchs et Kreidl sur le pourpre de la grenouille'.

Il ne faudrait pas d'ailleurs se hiUer de conclure que les rayons X sont totalement privés de la faculté de déve- i iopper sur les organismes vivants les réactions sensorielles | propres à la lumière. On saitdepuis longtempsque certains insectes soutirés sensibles aux rayons du spectre ultraviolet. Or, Axenfeld'apu constater que les rayons X agissent sur les yeux des insectes et que cette aciion produit des eiîets analogues à ceux de la lumière.

, LXIII, p. S8f. Ceiilmtb.f. l'hyx., X, p. 249.

I Ârcli. f. d. ges. PUysiol., '' Ceniralb. f. Pliijs.,X, p. 1

L'invisibilité des rayons X pour la rétine humaine ne prouve donc pas que ces rayons soient d'une nature différente des rayons ultra-violets, pas plus que l'invisibilité des rayons infra-rouges ne prouve qu'ils soient d'une nature ditTérente de celle du spectre lumineux'.

A propos des rayons infi'a-rouges, rappelons que Tyndal a pu les rendre visibles par un procédé analogue, mais inverse, à celui de la fluorescence, c'est-à-dire en diminuant leur longueur d'onde. C'est ce qu'il a désigné du nom de raloresi-ence.

On voit qu'il est assez difficile de définir ce qui, dans l'éther en mouvement, est la lumière et ce qui ne l'est pas. C'est qu'en effet la lumière n'a aucune propriété physique ou objective qui lui soit propre. Tous les rayons du spectre visible ou invisible sont de nature identique. La lumière tire son caractère spécifique uniquement de la sensation; elle est une propriété sensorielle de l'éther; c'est l'œil qui crée la lumière.

' Les autres caractères par lesquels les rayons de Rosntgea se disliagucnt des rayons lumineux ne prouvent pas non plus qu'ils soient d'uDe nature dilTèceDle.

La IransparcDce de certains corps opaques pour les rayons X, pour curieuse et utile qu'elle soit, ne constitue pas pour le physicien un sujet d'étonnement aussi grand que pour le public. 11 Taut considérer i'iullnie variété qu'oCTreul les corps à se laisser traverser par les vibrations de l'éther. La chaleur traverse des corps complètement opaques à la lumière sans que l'on songe â invoquer un agent distinct, ni même des ondulations de forme différente.

Le caractère qui a paru le plus décisif pour attribuer aux rayons X une nature distincte des rayons lumineux est l'absence de réfraction et de réflexion. Mais dans l'Iiypothùse d'ondulations très petites, ce caractère ' n'est pas non plus concluant. Il ne faut pas oublier, comme le fait remar- 1 quer Ed. Guillaume (/es Hayons X, 1897), qu'avant la découverte de Rœntgen, les physiciens qui se sont occupés de la dispersion, étaienl arrivés, par des considérations théoriques, à cette conclusion, que les vibrations d'une très petite longueur devaient, au delà d'une certaine limite, échapper aux lois «le la réfraction.

36 LA LUMIEIIE

Mais nous avons fail remarquer que les propriétés sensorielles de la matière ne sont pas quelque cliose d'absolu comme ses propriétés physiques ; elles ont un caractère de contingence inhérent à leur nature.

Si notre iril et notre cerveau étaient développés autrement, ce que nous appelons « lumière » pourrait n'être pas la lumière. Si, comme le veut la doctrine évolulioniste, le sens de la vue est susceptible d'un perfectionnement indéfini, ce qui est la lumière aujourd'luii ne l'a probablement pas été autrefois, et, dans un âge plus avancé de Thumanité, la lumière pourra être autre chose que ce qu'elle est aujourd'hui.

Nous avons dit que les yeux de certains insectes paraissent plus sensibles aux rayons ultra-violets, que l'œil humain. Chez d'autres animaux c'est le contraire. D'après les expériences que nous exposerons, on est autorisé à croire que ces animaux, dont la rétine ne contient pas de bAtonnets et d'érythropsine ou pourpre rétinien, sont moins sensibles aux rayons violets et, d'une manière générale, aux faibles intensités de lumière. C'est pour cela que ces animaux, comme la plupart des oiseaux, sont béméralopes, c'esliVdire privés de la vision crépusculaire.

Après avoir envisagé la sensation de lumière, si nous envisageons les nombreuses modalités de cette sensation développées parles rayons de différente longueur d'onde, c'est-à-dire les couleurs, le caractère de contingence de la lumière va s'aflirmer davantage. De même que ce qui est la lumière pourrait n'être pas Ig. lumière avec un appareil visuel dilVérenl, de même les qualités de la lumière pourraient être dilîérentes.

Le chimiste Dation découvrit un jour qu'il ne voyait pas les couleurs comme tout le monde, qu'un bùton de cire rouge ■

par exemple, lui donnait la même sensation de couleur que le gazon vert. On a reconnu depuis que sur cent individus, quatre ou cinq voyaient les couleurs comme Dalton. Supposez que cette exception soit la régie, les caractères normaux de la lumière se trouveraient changés.

On peut objecter que le daltonisme congénital constitue sinon une maladie, du moins une anomalie de développement de l'appareil visuel. Mais nous verrons que sur l'œil parfaitement normal, la sensation de couleur développée par les rayons de différente longueur d'onde est loin d'avoir un caractère absolu, qu'elle varie incessamment suivant l'état d'adaptation de la réline et que la loi de ces varialions n'est pas la même pour les différentes couleurs. Nous verrons même que la couleur spectrale la plus pure peut, dans certaines conditions, ne développer sur l'œil normal qu'une sensation de lumière incolore. La couleur n'est donc pas inhérente à l'agent physique qui produit la sensation de couleur.

En dépit du dicton d'après lequel a nier la lumière » équivaut à » nier l'évidence », nous dirons que la lumière n'a pas de réalité objective. Non seulement elle n'est pas une chose, une substance, mais elle n'est même pas une propriété inhérente aux corps que nous appelons lumineux.

Elle n'est même pas une propriété inhérente à l'éther, c'est-à-dire à l'agenl physique qui en est la cause immédiate. Pour produire la lumière, l'éther en mouvement a besoin d'une substance réagissante, comme le pôle d'une pile a besoin de l'aulre pôle pour produire l'étincelle. Celle substance réagissante, c'est la matière vivante, c'est l'élément nerveux sensible.

La lumière est In réaction délerminêe dans l'élément nerveux

visuel par les vibrations dun agent physique que nous appe- Ions éther.

Pour la lumière comme pour la chaleur, comme pour le son, nous avons pris Thabitude d'attribuer les qualités delà sensation à Tagent physique qui la produit et d'identifier la sensation avec la cause qui la détermine.

Il y a là, évidemment, au point de vue de la précision du langage, une confusion regrettable. Ces réserves faites, nous continuerons à parler comme tout le monde et nous nous servirons du mot lumière pour désigner Tagent lumineux.