ET LE DEVELOPPEMENT DES SENS

nitive, en deux propriétés fondamentales de la matière, la masse et le mouvement. En dehors de nous il n'y a que cela. Les autres propriétés que nous attribuons aux corps n'existent qu'en nous ; elles sont le produit de réactions sensorielles développées parla masse et surtout par les modalités de mouvement de la matière pondérable ou impondérable. Supprimez l'oreille, un silence absolu se répand sur la nature, malgré la foudre, malgré le choc des corps, malgré les vibrations de l'air. Supprimez l'œil, le monde rentre dans une nuit profonde, malgré le soleil, malgré les vibrations de l'éther que déterminent les corps que nous appelons lumineux. Vérités absolues qui semblent des paradoxes à notre esprit habitué à identifier la sensation avec la cause qui la produit.

Le défaut de distinction entre les propriétés physiques et les propriétés sensorielles des corps a été, dans la science, une source de confusion qui se perpétue par le langage, par les mots qui ne répondent pas à une conception nette des choses. « L'homme inconnu qui a créé le mot chaleur, disait récemment Poincaré, a voué bien des générations à l'erreur ; on a traité la chaleur comme une substance, simplement parce qu'elle était désignée par un substantif1. » La même observation s'applique de tout point au mot lumière et, d'une manière générale, à tous les substantifs par lesquels on désigne les réactions déterminées sur nos appareils sensoriels par les agents physiques. On saisit ici l'influence considérable que les mots ont eue sur les idées, et la justesse de cette pensée de Condillac : « Une science exacte est une science dont la langue est bien faite. »

Les propriétés sensorielles des corps semblent justifier

1 Henri Poincaré. Rapports de l'analyse et de la physique mathématique. Revue générale des Sciences, 1897, n° 21.

la doctrine de certains philosophes soutenant que, la matière ne nous étant connue que par nos sens, nos sens peuvent nous tromper, d'où l'absence de certitude. Sans doute si nos sens se développaient en dehors de l'influence du monde physique, mais si nous remarquons qu'à ces 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 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, sont la base de toutes nos connaissances positives. Nous verrons en particulier que différentes questions de physique, relatives à la lumière, à la photométrie, aux couleurs, à leur saturation, au phénomène de Purkinje, 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 une réaction particulière, la sensation lumineuse, déterminée par l'excitation d'un agent physique, par les vibrations d'un milieu élastique appelé éther. Les sensations de couleur et de forme de l'œil perfectionné ne sont que des modalités de la sensation lumineuse fondamentale.

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

Cherchons à définir la lumière d'après ses caractères

physiques et objectifs, c'est-à-dire indépendamment 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 Hertz, que c'est aussi le même qui produit l'électricité. Maxwel, Helmholtz, 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 ravons lumineux.

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

Ces propriétés ont été d'abord étudiées àl'aidedes 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 lumn neux.

Ce qui, physiquement, 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

o2 LA LUMIÈRE

capables de développer la sensation lumineuse, dans les conditions habituelles, ont une longueur d'onde comprise entre 7 609 dix millionièmes de millimètre, pour l'extrémité rouge du spectre au niveau de la raie A, et 3 938 dix millionièmes de millimètre pour l'extrémité violette au niveau de la raie H. C'est ce que l'on appelle le spectre lumineux. Mais nous allons voir que cette définition de la lumière est assez fragile.

La limite rouge du spectre lumineux, où Tèther en mouvement perd le nom de lumière pour prendre celui de chaleur, est d'une détermination relativement facile. Il n'en est plus ainsi pour l'extrémité violette, qui varie incessamment suivant l'adaptation de l'œil, c'est-à-dire suivant l'intensité de l'éclairage ambiant. On fait intervenir ici, comme en beaucoup d'autres circonstances, la fatigue ou le repos de l'œil. Ces mots cachent une erreur. Pourquoi le repos ne se manifeste-t-il pas pour l'extrémité rouge, aussi bien que pour l'extrémité violette? Ces variations dans la visibilité de l'extrémité violette du spectre sont la conséquence d'une fonction particulière de la rétine dont nous préciserons la nature.

Dansles conditions d'adaptation moyenne, avec la lumière solaire comme source lumineuse, l'œil perçoit les rayons violets jusqu'au voisinage de la raieH. Mais avec une adaptation plus forte, le spectre visible s'étend beaucoup plus loin ; on peut voir le spectre chimique dans une étendue plus ou moins grande et même distinguer ses principales raies à l'œil nu. Sous le rapport de la visibilité, la limite entre le spectre lumineux et le spectre chimique est donc artificielle.

Le spectre chimique a d'ailleurs, comme le spectre lumineux, la propriété de développer la fluorescence, et c'est

grâce à 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 parle môme 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, savoir : les réactions chimiques et la faculté de développer la fluorescence. Ils en ont une troisième quj 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 ultra-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-

1 Voyez, sur cette question et sur les rapports des rayons X avec les rayons lumineux, un travail récent de Sagnac. Luminescence des rayons X. Bévue générale des Sciences, avril 1898.

menlée sont précisément ceux qui agissent sur les substances fluorescentes, que cette augmentation de la visibilité est d'autant plus grande que les rayons sont plus infrangibles, c'est-à-dire que leur propriété de développer la fluorescence est plus grande. Nous verrons enfin que l'œil doit effectivement cet accroissement de sensibilité par l'obscuration à la production dans le fond de l'œil d'un écran fluorescent naturel constitué par l'érytbropsine ou pourpre rétinien. C'est grâce 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 Férythropsine, 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 Rochas et Dariex, ou encore en ce qu'ils n'ont pas une énergie suffisante pour agir sur le pourpre rétinien, comme le démontrent les expériences de Fuchs et Kreidl sur le pourpre de la grenouille1.

11 ne faudrait pas d'ailleurs se hâter de conclure que les rayons X sont totalement privés de la faculté de développer sur les organismes vivants les réactions sensorielles propres à la lumière. On sait depuis longtemps que certains insectes sont très sensibles aux rayons du spectre ultraviolet. Or, Axenfeld 2 a pu constater que les rayons X agissent sur les yeux des insectes et que cette action produit des effets analogues à ceux de la lumière.

1 Arch. f. d. ges. Phtjsiol, LXIII, p. 581. Centralb. f. Phys., X, p. 249.

2 Centralb. f. Phys., X, p. 147.

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 différente de celle du spectre lumineux1.

A propos des rayons infra-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 calorescence.

On voit qu'il est assez difficile de définir ce qui, dans l'éther en mouvement, est la lumière et ce qui ne Test 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.

1 Les autres caractères par lesquels les rayons de Rœntgen se distinguent des rayons lumineux ne prouvent pas non plus qu'ils soient d'une nature différente.

La transparence 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. Il faut considérer l'infinie variété qu'offrent 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 à 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'hypothèse d'ondulations très petites, ce caractère n'est pas non plus concluant. Il ne faut pas oublier, comme le fait remarquer Ed. Guillaume (les Rayons X, 1897), qu'avant la découverte de Rœntgen, les physiciens qui se sont occupés de la dispersion, étaient 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 de la réfraction.

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

Si notre œil et notre cerveau étaient développés autrement, ce que nous appelons « lumière » pourrait n'être pas la lumière. Si, comme le veut la doctrine évolutioniste, le sens de la vue est susceptible d'un perfectionnement indéfini, ce qui est la lumière aujourd'hui ne l'a probablement pas été autrefois, et, dans un âge plus avancé de 1 '.humanité, 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 bâtonnets 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 héméralopes, c'està-dire privés de la vision crépusculaire.

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

Le chimiste Dalton découvrit un jour qu'il ne voyait pas les couleurs comme tout le monde, qu'un bâton 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 règle, 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 rétine et que la loi de ces variations n'est pas la même pour les différentes couleurs. Nous verrons même que la couleur spectrale la plus pure peut, daris 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 « 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'agent 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'autre pôle pour produire l'étincelle. Cette substance réagissante, c'est la matière vivante, c'est l'élément nerveux sensible.

La lumière est la réaction déterminée dans r élément nerveux

visuel par les vibrations dun agent physique que nous appelons et lier.

Pour la lumière comme pour la chaleur, comme pour le son, nous avons pris l'habitude d'attribuer les qualités de la sensation à l'agent 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 l'agent lumineux.