OPTIQUE DE NEWTON

née dans un cône étroit; elle devrait se répandre dans tous les sens et se disperser en sphère autour de chaque point d’ébranlement. — Sans doute, répondait Huyghens, en chaque point du rayon lumineux des ondulations sphériques partent latéralement à ce rayon et se répandent dans tout l’espace environnant; mais elles ne sont pas assez répétées pour produire la sensation de lumière, elles n’obéissent pas à une discipline aussi forte que celles qui se trouvent dans le sens même du rayon et elles se détruisent les unes les autres dans leur confusion.

Ainsi la théorie des ondulations lumineuses se présentait déjà dans ses lignes principales, et, bien que le triomphe ne d fit en être assuré que beaucoup plus tard, grâce aux travaux de Young, de Malus et de Fresnel, elle faisait déjà bonne figure en regard de la théorie de l’émission; mais elle échappe complètement à Voltaire, qui ne la mentionne même pas. Il n’y vit sans doute qu’une des rêveries qu’inspirait aux cartésiens l’hypothèse de la matière subtile.

Voltaire reste donc sur les traces de Newton, il s’en tient à la théorie de l'émission lumineuse; mais en même temps il exagère sur un point la pensée de son guide. Dès l’instant que Newton supposait que le soleil et les autres sources lumineuses émettent incessamment des corpuscules, il était naturel de regarder ces corpuscules comme soumis à l’attraction universelle; c’est ce que fait Newton sans s’attacher d’ailleurs à cette vue. Voltaire au contraire s’enflamme à cette idée, et s’ingénie à expliquer toutes les lois de la lumière par l’action attractive des milieux qu’elle traverse. Ainsi, quand un rayon lumineux tombe d’une substance plus légère, comme l’air, dans une substance plus dense, comme l’eau, s’il se brise en se rapprochant de la perpendiculaire, c’est que la matière de l’eau l’attire dans ce sens.

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II y a plus, Voltaire montre que la lumière peut être attirée, déviée de sa route, par un milieu dans lequel elle ne pénètre pas ; il suffit que le rayon passe dans le voisinage de l'arôte d’un prisme pour qu’il s’infléchisse par attraction.

C’est à cet ordre d’idées que se rapporte une expérience que Voltaire avait organisée dans la chambre obscure de sa galerie de Cirey et dont il aimait h donner le spectacle à ses visiteurs.

Cette expérience est basée sur ce que nous appelons maintenant la réflexion totale. Si l’on place un prisme de verre de façon qu’une des faces soit horizontale et qu’on reçoive un rayon lumineux sur un des autres côtés, sous un certain angle, unepartiedu rayon réfracté dans le prisme se réfléchit sur la face horizontale et vient ressortir par le troisième côté ; cette portion de rayon qui suit ainsi une sorte de ligne courbe dans le cristal varie avec l’angle d’incidence; le maximum a lieu pour une incidence donnée. Voltaire supposa, en partant d’indications fournies par Newton, que, si on pouvait enlever l’air de dessous la face horizontale du prisme, le rayon en viendrait à se réfléchir entièrement, et que toute la lumière ressortirait ainsi par le prisme même. « J’en ai fait l’expérience, dit-il. Je fis enchâsser un excellent prisme dans le milieu d’une platine de cuivre; j’appliquai cette platine au haut d’un récipient ouvert posé sur la machine pneumatique ; je fis porter la machine dans ma chambre obscure. Là, recevant la lumière par un Irou sur le prisme et la faisant tomber à l’angle requis, je pompai l’air très-longtemps : ceux qui étaient présents virent qu’à mesure qu’on pompait l’air, il passait moins de lumière dans le récipient, et qu’enfin il n’en passa presque plus du tout. C’était un spectacle très-agréable de voir cette lumière se réfléchir par le prisme tout entière au plancher. »

l’attraction universelle.

Voltaire explique ce phénomène par l’attraclion que la substance du verre exerce sur le rayon lumineux, et qui n’est plus contre-balancée par rien dès que l’air a été enlevé sous le prisme. Cette explication est plus qu’arbitraire, et Voltaire montre ici trop d’enthousiasme pour l’attraction; mais du moins nous le voyons dès maintenant, comme nous le verrons mieux tout à l’heure, jaloux de faire lui-méme des expériences et de mesurer les phénomènes avec des instruments précis.

Aussi bien c’est l’exposé complet de cette grande découverte de l’attraction universelle qui constitue, à vrai dire, le principal titre scientifique de Voltaire. Cet exposé remplit la troisième et dernière partie des Eléments de philosophie de Newton.

Voltaire s’était instruit sérieusement depuis l’époque où nous l’avons vu consulter Maupertuissur l’attraction. Sansavoir poussé bien loin l’étude de la géométrie et de l’analyse mathématique, il en avait assez appris pour pouvoir suivre la pensée de New ton et pour la traduire fidèlement.

Un pareil travail n’était pas une œuvre inutile, car, même parmi les savants, il y avait alors bien peu de gens qui eussent une idée nette de l’attraction, et qui comprissent exactement la nature des problèmes que Newton avait résolus dans une vaste synthèse. Les indications données par Voltaire furent décisives. La publication de son livre assura le triomphe définitif du newlonianismc et la ruine de la physique cartésienne.

Les éléments don t New ton avait pu disposer étaient, d’une part, les trois grandes lois astronomiques proclamées par Kepler, et de l’autre, les lois de la chute des corps découvertes par Galilée. Voltaire rapporte, conformément à la tradition, que Newton, retiré à la campagne pendant l’année 1C66, vit une pomme

tomber d’un arbre, et que, sa pensée s’étant alors dirigée vers le système du monde, il conçut l’idée que celte force qui attirait les corps vers la surface du sol était aussi celle qui faisait tourner la lune autour de la terre et les planètes autour du soleil. Combinant alors les lois de Kepler, il s’éleva au principe d’où elles dérivent toutes les trois.

Chaque planète décrit dans sa course céleste une ellipse dont le soleil occupe un foyer.

Les aires décrites autour du foyer par le rayon vecteur qui le joint à la planète sont égales dans des temps égaux.

Telles sont les deux premières lois indiquées par Kepler.

La troisième consiste en ce que les carrés des temps des révolutions planétaires sont proportionnels aux cubes des grands axes des orbites.

C’est de cet ensemble de données que Newton, avec une merveilleuse sagacité, tira les conséquences analytiques les plus brillantes. De la loi des aires proportionnelles aux temps, il conclut que chaque planète est soumise à une attractraction constamment dirigée vers le soleil. Du mouvement elliptique, il conclut que, pour une même planète, la tendance vers le soleil varie d'un point à l’autre de l’orbite en raison inverse des carrés des distances; il avait donc le moyen de comparer les gravitations d’une môme planète vers le soleil en deux points quelconques de son orbite; mais cela n’était pas suffisant: il fallait de plus savoir comparer les gravitations de deux planètes différentes, car il pouvait se faire que d’une planète à l’autre il y eût un changement dans l’attraction. La troisième loi de Kepler, la proportionnalité entre les carrés des temps et les cubes des grands axes, permit à Newton de compléter sa théorie et de ramener toutes les attractions it l’unité. Celte loi signifie, en effet, que toutes les planètes, à masses et à dis-