Lettres XXVII, XXVIII et XXXI de la première partie

Tout revient donc à approfondir cette différence entre les rayons, qui fait que les uns excitent la sensation de la couleur rouge, et les autres celle des autres couleurs. Il doit donc y avoir une grande différence parmi les rayons pour produire de si différentes sensations dans nos yeux. Mais en quoi cette différence pourrait-elle consister? Voilà la grande question, à laquelle se réduit toute notre recherche.

La première différence qui s'offre entre les rayons est que les uns sont plus forts que les autres. Il n'y a aucun doute que les rayons du soleil, ou d'un autre corps fort brillant ou fort éclairé, ne soient beaucoup plus forts que ceux qui viennent d'un corps peu éclairé, ou doué d'une lumière très-faible; nos yeux en sont sans doute frappés fort différemment.

De là on pourrait soupçonner que les diverses couleurs résultent de la force des rayons ; de sorte que les rayons les plus forts produisent, par exemple, la couleur rouge ; les moins forts, la couleur jaune, et ensuite les couleurs verte et bleue.

Mais rien n'est plus aisé que de renverser ce sentiment, puisque nous savons par l'expérience que le môme corps paraît toujours de la même couleur, soit qu'il soit plus ou moins éclairé, ou que les rayons en soient forts ou faibles. Un corps rouge, par exemple, paraît aussi bien rouge, soit qu'il soit exposé au plus grand éclat du soleil, ou qu'il se trouve dans un lieu obscur, où les rayons sont certainement très-faibles. Ce n'est donc pas dans les différents degrés de force des rayons qu'il faut chercher la cause des différentes couleurs; et la même couleur peut aussi bien être représentée par des rayons très-forts que par des rayons très-faibles. La moindre lueur nous découvre aussi bien la différence entre les couleurs que le plus grand éclat de clarté.

Il faut donc absolument qu'il se trouve encore une autre différence, parmi les rayons, qui caractérise leur nature par rapport aux diverses couleurs. Or, pour découvrir cette différence , Votre Altesse jugera sans doute qu'il vaut mieux connaître la nature et l'origine des rayons, ou bien ce qui est capable d'entrer dans nos yeux et d'y exciter la sensation de la vision ; cette description ou définition d'un rayon est sans doute la plus juste, puisqu'en effet un rayon n'est autre chose que ce qui entre par la pupille, comme je viens de le dire, dans l'œil, et y excite la sensation.

J'ai déjà eu l'honneur de dire à Votre Altesse qu'il n'y a que deux systèmes ou théories pour expliquer l'origine et la nature des rayons. L'un est celui de Newton, qui soutient que les rayons sont des émanations actuelles qui sortent du soleil et des autres corps luisants; et l'autre, celui que j'ai tâché de prouver à Votre Altesse,

et dont on me regarde comme l'auteur, quoique d'autres avant moi aient eu à peu près les mêmes idées. Peut-être ai-je réussi à le porter à un plus haut degré d'évidence. Il sera donc bon de montrer dans l'un et l'autre système sur quel principe on pourrait fonder la différence entre les couleurs.

Dans le système de l'émanation actuelle, où les rayons sont supposés sortir des corps luisants en forme de jet d'eau, qui en sont dardés en tous sens, on veut que les particules lancées diffèrent, ou en grosseur ou en matière, de la même manière qu'un jet d'eau pourrait lancer du vin, de l'huile et d'autres liqueurs; de sorte que les différentes couleurs soient causées par la diverse matière subtile qui est lancée du corps lumineux. Ainsi, une certaine matière subtile lancée d'un corps lumineux serait la couleur rouge, une autre matière la couleur jaune, et ainsi des autres couleurs. Celte explication montrerait assez clairement l'origine des diverses couleurs, si le système même pouvait subsister. L'ordinaire prochain, j'aurai l'honneur d'en parler plus amplement à Votre Altesse.

2 juin 1761.

LETTRE II

Réflexions sur l'analogie entre les couleurs et les sons.

Votre Altesse se souviendra bien encore des arguments dont je nie suis servi pour combattre le système de l'émanation actuelle de la lumière *, qui me paraissaient si forts, qu'on ne saurait plus admettre ce système dans la physique. Aussi en ai-je convaincu plusieurs grands physiciens, qui ont embrassé mon sentiment avec la plus grande satisfaction.

Les rayons de lumière ne sont donc point une émanation actuelle du soleil et d'autres corps luisants, et ils ne consistent pas dans une matière subtile qui soit lancée du soleil, et qui parvienne jusqu'à nous avec cette terrible rapidité dont Votre Altesse a eu raison d'être surprise. Ce serait sans doute un terrible torrent si les rayons parvenaient du soleil jusqu'à nous en moins de huit minutes de temps ; et le corps du soleil, quelque grand qu'il soit, en serait bientôt épuisé.

Selon mon système, les rayons du soleil, que nous sentons ici, n'ont jamais été dans le soleil ; ce ne sont que les particules de

1. Voyez les Lettres XYII, XVIII et XIX de la première partie.

Féthefj qui se trouvent dans nos environs, mais qui sont mise£ dans une agitation de vibration qui leur est communiquée par une semblable agitation du soleil même, sans qu'elles changent sensiblement de place.

Cette propagation de lumière se fait d'une manière semblable à celle dont le son provient des corps sonores. Quand Votre Altesse entend le bruit d'une cloche, ce n'est pas que la cloche lance des particules qui entrent dans les oreilles. On n'a qu'à toucher une cloche quand elle est frappée, pour s'assurer que toutes ses parties sont agitées d'un frémissement très-sensible. Cette agitation se communique d'abord aux particules de l'air plus éloignées ; de sorte que toutes les particules de l'air en reçoivent successivement un frémissement semblable, lequel entrant dans l'oreille y excite le sentiment d'un son. Les cordes, dans un instrument de musique, ne laissent là -dessus aucun doute : on les voit trembler, ou aller et revenir, et on peut même déterminer par le calcul combien de fois chaque corde tremble pendant une seconde; et, puisqu'une semblable agitation est communiquée aux particules de l'air, qui sont voisines de l'organe de l'ouïe, notre oreille en est frappée précisément autant de fois pendant une seconde , et c'est la perception de ce frémissement qui constitue la nature du son que nous apercevons. Plus le nombre des vibrations que la corde achève dans une seconde est grand, et plus le son est haut et aigu, pendant que des vibrations moins fréquentes produisent des sons bas et graves.

Toutes ces circonstances, qui accompagnent la sensation de l'ouïe, se trouvent d'une manière tout à fait analogue dans la sensation de la vue. II n'y a que le milieu et la rapidité des vibrations qui soient différents. A l'égnrd du son, c'est l'air à travers duquel les vibrations des corps sonores sont transmises ; mais a regard de la lumière, c'est l'éther, ou ce milieu incomparablement plus subtil et plus élastique que l'air, qui se trouve répandu partout où l'air et les corps grossiers laissent des interstices.

Donc, toutes les fois que cet éther est mis dans un frémissement ou trémoussement, et qu'il est transmis dans un œil, il y excite le sentiment de la vision, qui n'est alors autre chose qu'un semblable trémoussement, dont les moindres fibrilles nerveuses au fond de l'œil sont agitées.

Votre Altesse comprendra aisément que la sensation doit être différente, selon que ce trémoussement est plus ou moins fréquent, ou selon que le nombre des vibrations qui se font dans une seconde est plus ou moins grand. Il doit en résulter une différence semblable à celle qui se fait dans les sons, lorsque les vibrations rendues

dans une seconde sont plus ou moins fréquentes. Celte différence est très-sensible à notre oreille, puisque le grave et l'aigu dans les sons en dépend. Votre Altesse se souviendra que le son marqué C dans le clavecin achève environ 100 vibrations dans une seconde ; que le son D en fait 112; le son E, 125; le son F, 133; le son G, 150; le son A, 166; le son H, 187, et le son c, 200. C'est ainsi que la différente nature des sons dépend du nombre des vibrations qui s'achèvent par seconde.

Il n'y a donc aucun doute que le sens de la vue ne soit aussi différemment affecté, selon que le nombre des vibrations dont les fibrilles nerveuses dans le fond de l'œil sont excitées, est plus ou moins grand. Quand ces fibrilles frémissent 1 ,000 fois dans une seconde, la sensation doit être tout autre que si elles frémissaient 1 ,200 ou 1 ,500 fois dans le même temps.

Il est bien vrai que notre organe de vue n'est pas en état de compter ces grands nombres, moins encore que notre oreille ne compterait pas les vibrations qui constituent les sons; mais toujours nous pouvons fort bien distinguer le plus et le moins.

C'est donc dans cette différence qu'il tant chercher la cause des diverses couleurs ; et il est certain que chaque couleur répond à un certain nombre de vibrations dont les fibrilles de nos yeux sont frappées dans une seconde, quoique nous ne soyons pas encore en état de déterminer le nombre qui convient à chaque couleur, comme nous le sommes à l'égard des sons.

II a fallu bien des recherches pour parvenir à connaître les nombres qui répondent à tous les sons du clavecin, quoiqu'on fût déjà convaincu que la différence entre ces sons est fondée sur la diversité de ces nombres. Nous devons donc être contents de savoir que la diversité des couleurs est fondée sur les divers nombres de vibrations qui se trouvent dans les rayons, et notre connaissance esl toujours assez avancée, parce que nous savons qu'il règne une si belle ressemblance entre les divers sons du clavecin et les diverses couleurs.

En général, on voit une si admirable analogie entre les objets de notre ouïe et ceux de notre vue, que 1rs circonstances de l'une servent à éclaircir celles de l'autre. C'est aussi cette analogie qui fournit les preuves les plus con\ aincantes pour établir mon s\ stème. Mais j'aurai l'honneur d'appuyer en particulier mon sentiment sur les couleurs par des raisons encore plus solides, qui le mettront à l'abri de tous les doutes.

fi juin 1761.

DES COULEURS. 34i

LETTRE III

Suite de ces réflexions.

Rien n'est plus propre à nous éclaircir sur la nature de la vision que la belle analogie qu'on découvre presque partout entre elle et l'ouïe. Ce que sont par rapport à l'ouïe les divers sons dans la musique, les diverses couleurs le sont par rapport à la vue. Les diverses couleurs diffèrent entre elles d'une manière semblable à celle dont les sons graves et aigus diffèrent entre eux. Or, nous savons que le grave et l'aigu dans les sons dépendent du nombre des vibrations dont l'organe de l'ouïe est frappé pendant un certain temps, et que la nature de chaque son est déterminée par un certain nombre qui marque les vibrations rendues dans une seconde : d'où je conclus que chaque couleur est aussi astreinte à un certain nombre de vibrations qui agissent sur l'organe de la vision.

Il n'y a que cette différence : que les vibrations qui produisent les sons résident dans l'air grossier, pendant que celles de la lumière et des couleurs sont transmises par un milieu incomparablement plus subtil et plus élastique que celui de l'air. Il en est de même des objets de l'un et de l'autre sens. Ceux de l'ouïe sont tous les corps propres à rendre des sons , c'est-à-dire ceux qui sont susceptibles d'un mouvement de vibration ou de trémoussement, lequel, se communiquant à l'air, excite ensuite dans notre organe le sentiment d'un certain son qui convient à la rapidité des vibrations.

Tels sont les instruments de musique ; et, pour m'arrêter principalement au clavecin , on attribue à chaque corde un certain son, qu'elle rend étant frappée. Ainsi une corde est nommée du son C, une autre du son D, et ainsi de suite. Une corde est dite être C , lorsque sa tension et sa structure est telle qu'étant frappée elle rend environ 100 vibrations par seconde; et, si elle rendait plus ou moins de vibrations dans le même temps, elle aurait le nom d'un autre son plus aigu ou plus grave.

Votre Altesse se souviendra que le son d'une corde dépend de ces trois choses : 1° de sa longueur, 2° de son épaisseur, 3° de la force dont elle est tendue ; et, plus elle est tendue, plus le son devient aigu. Aussi, tant qu'une corde conserve cette même disposition , elle conserve aussi le même son ; mais dès qu'elle souffre quelque changement, elle change aussi de son.

Appliquons tout ceci aux corps en tant qu'ils sont des objets de

3i6 TROISIÈME PARTIE. — LETTRE III.

notre vue. Les moindres particules qui composent le tissu de leur surface peuvent être regardées comme des cordes tendues, en tant qu'elles sont douées d'un certain degré de ressort et de masse; de sorte qu'étant convenablement frappées elles en reçoivent un mouvement de vibration, dont elles achèveront un certain nombre dans une seconde; et c'est aussi de ce nombre que dépend la couleur que nous attribuons à ce corps.

De là un corps est rouge lorsque les particules de sa surface ont une telle tension, qu'étant ébranlées elles rendent précisément autant de vibrations dans une seconde qu'il en faut pour exciter en nous le sentiment' de la couleur rouge. Un autre degré de tension qui produirait des vibrations plus ou moins rapides exciterait aussi le sentiment d'une autre couleur, et le corps serait alors ou jaune, ou vert, ou bleu, etc.

Nous ne sommes pas encore parvenus à pouvoir assigner à chaque couleur le nombre de vibrations qui en constituent l'essence, et nous ne savons pas même quelles sent les couleurs qui demandent une plus grande ou une plus petite rapidité dans le mouvement des vibrations; ou bien il n'est pas encore décidé quelles couleurs répondent aux sons graves et aux sons aigus. Mais il suffît de savoir que chaque couleur est attachée à un certain nombre de vibrations, quoique ce nombre nous soit inconnu, et qu'on n'a qu'à changer la tension ou le ressort des moindres particules qui tapissent la surface d'un corps pour lui faire changer aussi de couleur.

C'est ainsi que nous voyons que les plus belles couleurs des fleurs changent bientôt et s'évanouissent ; et la raison s'en trouve évidemment dans le défaut du suc nourricier, d'où les moindres particules perdent leur vigueur ou leur tension. Une semblable cause s'observe aussi dans tous les autres changements i\v> couleurs.

Pour mettre cela dans un plus grand jour, supposons que le sentiment de la couleur rouge demande une telle rapidité dans le mouvement des vibrations que 1,000 s'achèvent dans une seconde; que l'orange en exige 1,12o, le jaune 1,250, le vert 1,333, le bleu 1,500, et le violet 1,666 : car, quoique ces nombres soient sans doute faux, cela ne fait rien à mon dessein. Tout ce que je dirai de ces faux nombres se pourra dire de la même manière dos nombres véritables, quand ils seront peut-être un jour connus.

Cela posé, un corps sera rouge lorsque les moindres particules de sa surface se trouvent dans une telle disposition, qu'étant mises en vibration elles en achèvent 1,000 par seconde ; un autre corps sera orange lorsque ses particules seront disposées à rendre 1 , 1 25 ^ i-

brations par seconde, et ainsi de suile. De là on comprend qu'il y a une infinité de couleurs moyennes entre les six couleurs principales que je viens de rapporter ; et de là on voit aussi que si un corps était tel, que ses particules étant ébranlées rendissent 4,400 vibrations par seconde, ce corps aurait une couleur moyenne entre le vert et le bleu, puisque le vert répond au nombre 1,333 et le bleu au nombre 1,500.

De cette manière notre connaissance sur les couleurs est incomparablement plus parfaite que celle du peuple, et même des philosophes, dont ceux qui se vantent être les plus clairvoyants se sont égarés jusqu'à envisager les couleurs comme de pures illusions en leur refusant toute réalité.

9 juin 1761.

Sur la question : De quelle manière les corps opaques nous deviennent visibles.

Votre Altesse ne trouvera aucune difficulté dans l'idée que je viens d'établir des corps colorés. Les moindres particules dont les surfaces de tous les corps sont tapissées sont toujours douées d'un certain degré de ressort qui les rend susceptibles d'un mouvement de vibration ou d'agitation, de même qu'une corde qui est toujours susceptible d'un certain son. Et c'est le nombre de vibrations que ces particules sont capables de rendre dans une seconde, qui détermine l'espèce de la couleur.

En cas que les particules de la surface soient trop relâchées pour recevoir une telle agitation , le corps sera noir, puisque la noirceur n'est autre chose qu'un manque de lumière, et que tous les corps, dont aucun rayon n'est transmis dans nos yeux, nous paraissent noirs.

Je \iens à présent à une question bien importante sur laquelle Votre Altesse pourrait bien encore avoir quelques doutes. On demande par quelle cause lesdites particules où les couleur- des corps résident sont actuellement ébranlées, pour recevoir ce mouvement de vibration qui excite ensuite des rayons de la mémo couleur?

En etïet, tout revient à découvrir cette cause capable de produire une agitation; car. dès que les particules mentionnées seront mises dans un mouvement de vibration , l'éther répandu dans l'air en reçoit d'abord uni1 semblable agitation, qui, étant continuée

dans nos yeux, y constitue ce que nous nommons rayons, d'où la vision est excitée.

D'abord je remarque que les particules des corps ne sont pas mises en mouvement par elles-mêmes, mais qu'il faut pour cet effet une force étrangère; de même qu'une corde tendue demeurerait toujours en repos si elle n'était pas frappée par quelque force. C'est aussi le cas où se trouvent tous les corps pendant la nuit ou dans les ténèbres; car, puisque nous ne les voyons point, c'est une marque certaine qu'ils n'engendrent point de rayons et que leurs particules sont en repos ; c'est-à-dire que pendant la nuit ou dans les ténèbres les corps se trouvent dans le même eus que les cordes d'un instrument qui n'est pas touché ou qui ne rend aucun son ; au lieu que tant que les corps sont visibles , ils sont à comparer avec des cordes qui résonnent actuellement.

Or, puisque les corps deviennent visibles dès qu'ils sont éclairés ou que les rayons du soleil ou de quelque autre corps lumineux y tombent, il faut bien que la même cause qui les éclaire excite aussi leurs moindres particules à ce mouvement de vibration propre à engendrer des rayons, et à exciter dans nos yeux le sentiment de la vision. Ce seraient donc les rayons de lumière, en tant qu'ils tombent sur un corps, qui font frémir les moindres particules pour les rendre visibles.

Cela parait d'abord fort surprenant , attendu qu'en exposant nos mains à la plus forte lumière nous n'en ressentons pas la moindre impression. Mais il faut considérer que notre sens d'attouchement est trop grossier pour sentir ces subtiles et légères impressions; au lieu que le sens de la \ue, étant incomparablement plus délicat, en est bien vivement frappé. Ce qui nous fournit une preuve incontestable que les rayons de lumière, lorsqu'ils tombent sur un corps, ont assez de force pour agir sur les moindres particules pour les faire frémir. Et c'est précisément en quoi consiste l'action dont j'ai besoin pour expliquer comment les corps, étant éclairés, sont mis en état de produire eux-mêmes des rayons par le moyen desquels ils nous deviennent visibles. Il suffit que les corps soient éclairés ou exposés à une autre lumière , pour que leurs moindres particules en soient agitées, et mises par là en état d'engendrer elles-mêmes des rayons qui nous les rendent visibles.

La belle harmonie entre l'ouïe et la vue porte cette explication au plus haut degré de certitude. On n'a qu'à exposer un clavecin à un grand bruit, et l'on verra que non-seulement ses cordes en sont mises en vibration, mais on entendra aussi le son de chacune presque de la même manière que si elle était touchée effective-

DE LA VISIBILITÉ DES CORPS OPAQUKS. 3i9

ment. Le mécanisme de ce phénomène est aussi aisé à comprendre dès qu'on reconnaît qu'une corde agitée est capable de communiquer à l'air un semblable mouvement de vibration , qui , étant transmis à l'oreille, y excite le sentiment d'un son que cette même corde rend.

Or, de la même manière qu'une corde excite dans l'air un tel mouvement, il s'ensuit réciproquement qu'un tel mouvement dans l'air est aussi capable d'agir sur la corde et de la faire trembler. Donc, puisqu'il est certain qu'un bruit est capable de mettre en mouvement les cordes d'un clavecin pour les faire résonner, la même chose doit aussi avoir lieu dans les objets de notre vue.

Les corps colorés sont semblables aux cordes d'un clavecin , et les différentes couleurs aux sons différents par rapport au grave et à l'aigu. La lumière dont ces corps sont éclairés est analogue au bruit auquel le clavecin est exposé; et comme ce bruit agit sur les cordes , la lumière dont un corps est éclairé agira d'une manière semblable sur les moindres particules dans la surface de ce corps; et en leur faisant rendre des vibrations, il en naît des rayons tout de même que si ces particules étaient lumineuses; la lumière n'étant autre chose que le mouvement de vibration des moindres particules d'un corps communiquées à l'éther, qui les transmet ensuite jusque dans les yeux.

Après cet éclaircissement , il me semble que tous les doutes que Votre Altesse pourrait encore avoir eus sur mon système des couleurs doivent s'évanouir. Au moins je me flatte d'avoir aussi bien établi le vrai principe de toutes les couleurs différentes, qu'expliqué comment ces couleurs nous deviennent visibles par la seule lumière dont les corps sont éclairés , à moins que les doutes ne roulent sur quelque autre article que je n'ai pas touché.

13 juin 1761.

Sur les merveilles de la voix humaine.

Lorsque j'ai eu l'honneur d'expliquer à Votre Altesse la théorie des sons, je n'en ai considéré qu'une double différence : la première regardait la force des sons, où j'avais remarqué qu'un son est d'autant plus fort que les vibrations qui en sont excitées dans 1 air sont violentes; de là le bruit d'un canon ou le son d'une cloche est plus fort que le son d'une corde ou d'un homme qui parle.

L'autre différence est tout à fait indépendante de celle-ci ; et se