IV. LEÇONS DE PHILOSOPHIE NATURELLE

LECTURES ON NATURAL PHILOSOPHY AND MECHANICAL ARTS LONDON 1807. CHAR XXXVII

La séparation des couleurs par réfraction est un des phénomènes les plus frappants de l'optique. Newton 1 a découvert que la lumière blanche se compose de rayons de différentes espèces, mélangés d'après des proportions données ; que ces rayons diffèrent en couleur et en réfrangibilité ; qu'ils forment une série qui varie graduellement du rouge au violet, et que les substances qui, placées en lumière blanche, paraissent colorées, ne doivent leurs couleurs

1 PMI. Transact. 1671-72. VI, 3075 ; VII, 4059, 4087, 5004, 5012, 5084 ; VIII, 6086, 6108, etc. Opuscula II, 181.

qu'à la propriété qu'elles possèdent, de réfléchir surtout certaines espèces de rayons, tandis qu'elles absorbent ou transmettent le reste. A cette série, le Dr. Herschel j a ajouté des rayons calorifiques, moins réfrangibles que les rayons rouges, et Ritter2 et le Dr. Wollaston3 ont découvert, au delà du violet, des rayons encore plus réfrangibles, qui noircissent les sels d'argent.

D'après Newton, on a généralement admis que les rayons lumineux, séparés autant que possible par réfraction, montrent sept couleurs différentes, qui dans le spectre occupent des places qui sont à peu près dans les rapports de la gamme ascendante du mode mineur en musique. Ces observations étaient pourtant très imparfaites et l'analogie [avec les sons] absolument imaginaire. Le Dr. Wollaston4 a déterminé bien plus exactement qu'on ne l'avait fait avant la manière dont l'image colorée [le spectre] est divisée : en regardant une ligne lumineuse très-fine à travers un prisme, il produit une séparation des couleurs plus complète qu'on ne peut l'obtenir par la méthode ordinaire, en projetant l'image du soleil sur un mur. Formé de cette manière, le spectre se compose de quatre couleurs seulement, rouge, vert, bleu et violet, et les espaces qu'elles occupent dans le spectre sont dans le rapport de 16, 23, 36, 25, en mettant la longueur totale du spectre à 100. Le rouge occupe environ un sixième, le vert et le violet environ un quart, et le bleu environ un tiers de la longueur totale. Entre ses limites, chaque couleur ne varie guère en qualité, mais bien en clarté [brightness] ; la plus grande intensité se trouve dans la partie du vert la plus voisine du rouge. En général on observe une ligne jaune très fine à la limite entre le rouge et le vert, mais sa largeur ne dépasse guère celle de la fente lumineuse et le Dr. Wollaston l'attribue à un mélange de la lumière rouge et verte

1 On heat and light. PMI Trans. 1800.

2 Gcilberts Ann. VII, 527 ; XII, 409.

3 Ph. Tr. 1802, p. 365. Voir aussi Scheele : On Air and Fire London 1780, § 66.

4 Ph. Tr. 1802, p. 365.

Sir Isaac Newton a observé qu'on peut imiter l'effet

de la lumière blanche sur la vue, par un mélange de couleurs prises dans les différentes parties du spectre, en laissant de côté les autres, qui, dans les circonstances ordinaires, font partie de la lumière blanche. Si par exemple on enlève la moitié de chacune des quatre parties principales, le mélange des parties restantes conservera encore l'apparence du blanc. Il est donc probable que les différentes portions de chacune de ces quatre parties du spectre ont exactement le même effet sur l'œil.

Il est certain qu'on peut produire une sensation parfaite de jaune et de bleu par un mélange de lumière rouge et verte, et de lumière verte et violette. Et il y a des raisons pour admettre que ces sensations sont toujours composées d'une combinaison de sensations séparées. Cette supposition simplifie au moins la théorie des couleurs ; on peut donc l'admettre avec avantage jusqu'au jour où on la trouverait incompatible avec un phénomène quelconque. Nous allons donc considérer la lumière blanche comme composée d'un mélange de trois couleurs seulement, rouge, vert et violet, dans la proportion d'environ deux parties de rouge, quatre parties de vert et une partie de violet, quant à la quantité ou intensité des sensations produites.

En mélangeant, dans des proportions convenables, des substances qui montrent ces couleurs dans leur plus grande pureté, et en exposant le mélange à une lumière suffisamment forte, on obtient l'apparence d'un blanc parfait. Dans une lumière plus faible le mélange paraît gris, ayant la teinte qu'on obtient en mélangeant le noir et blanc, si on considère comme noirs les corps qui réfléchissent la lumière blanche dans une proportion très faible. Pour les mêmes raisons, un mélange de substances vertes et rouges paraît en général plutôt brun que jaune, et beaucoup de couleurs jaunes deviennent brunes, lorsqu'on les applique en couche épaisse, ou lorsqu'on les mêle avec du noir. On peut combiner des sensations de différentes espèces de couleurs d'une manière bien plus satisfaisante en peignant [différentes parties de] la surface d'un

disque circulaire avec différentes couleurs ; en le faisant tourner assez vite pour que le tout paraisse être une teinte uniforme, on obtient une combinaison de teintes résultant du mélange des couleurs. (Tab. IL Fig. 96-99.)

Les trois sensations simples nous donnent d'abord sept couleurs primitives. Mais comme on peut les mélanger dans la proportion qu'on veut, le nombre de teintes augmente de manière à dépasser tout calcul. Les trois sensations simples étant rouge, vert et violet, les trois combinaisons binaires sont jaune, composé de rouge et de vert, cramoisi, combinaison de rouge et de violet, et bleu, combinaison de vert et de violet. La septième est la lumière blanche, composée de toutes les trois réunies. Mais le bleu qu'on produit en combinant ainsi la totalité des rayons verts et violets, n'est pas le bleu du spectre, car quatre parties de vert et une partie de violet donnent une couleur bleue qui ne diffère que très peu du vert, tandis que le bleu du spectre semble contenir autant de violet que de vert. C'est aussi pour cette raison qu'un mélange de rouge et de bleu donne en général une couleur pourpre, dont la teinte montre une prédominance de violet.

On pourrait exposer à l'œil toutes les combinaisons possibles de trois couleurs à la fois. Deux des couleurs devraient être placées en forme de triangles opposés [?] sur une surface, qu'on mettrait en rotation, tandis que la troisième devrait être placée en projections perpendiculaires à la surface. A mesure que ces dernières passeraient par leurs différentes positions augulaires, elles exposeraient plus ou moins de leurs côtés colorés à un œil placé obliquement [par rapport au disque en rotation]. Le seul changement qu'on

pourrait encore faire subir à une de ces teintes dépendrait uniquement des différents degrés d'éclairage. On peut obtenir le même effet en mélangeant les couleurs en différentes proportions avec un pinceau, en prenant trois points équidistants comme centres des couleurs respectives. (Tab. IL Fig. 100.)

La théorie des couleurs do Young est certainement, de toutes ses découvertes, celle qui a le plus contribué à sa gloire, en ce qui concerne l'optique physiologique, et parmi ses partisans on peut compter des hommes comme Maxwell, Helmholtz et A. Koenig. Néanmoins, il me paraît douteux que cette théorie représente réellement un progrès, et il me semble que les expressions que Young emploie dans ses leçons, indiquent qu'il avait lui-même des doutes que les choses se passent ainsi en réalité. Le fait fondamental sur lequel elle se base est celui-ci. On peut choisir trois couleurs spectrales de manière à ce qu'on puisse produire toutes les nuances existantes en les mélangeant. Ce fait n'est toujours pas contesté, à ce que je sache, et rien n'empêche par conséquent de se figurer les choses se passant comme Young l'admettait. Mais j'avoue que la théorie me paraît avoir plutôt pour effet de compliquer les phénomènes que de les expliquer. L'opinion de Newton n'était évidemment pas, que chaque élément de la rétine fût en rapport avec une série infinie de fibres nerveuses, dont chacune n'était en état de conduire qu'une seule sorte d'impression. Il est plus naturel de comprendre que chaque élément soit en rapport avec une seule fibre, et que les molécules de cette fibre puissent osciller de beaucoup de manières différentes, et conduire ainsi les impressions les plus différentes au cerveau. Je ne vois pas ce qui empêche d'admettre cette explication ou une autre analogue, qui serait à mon avis, en réalité plus simple 1. Il ne serait pas plus difficile de se figurer un tel mode de propagation, qu'il ne l'est de se figurer la manière dont les rayons lumineux du soleil peuvent se propager jusqu'à nous par les vibrations de l'éther.

Les partisans de la théorie de Young considèrent comme un avantage de n'être obligés d'admettre qu'un seul mode de propagation de l'impression dans les nerfs ; ils rappellent la manière dont les impressions se propagent dans les nerfs moteurs, où l'on ne connaît que deux états, celui d'irritation et celui de repos. L'explication du dernier fait est probablement plutôt que les muscles n'ont qu'une seule manière de répondre à une irritation quelconque des nerfs ; il ne prouve pas que les nerfs ne peuvent pas conduire une infinité d'impressions différentes, et il me semble que la manière dont fonctionnent les autres sens, s'explique mieux avec cette hypothèse.

Un autre avantage de la théorie serait de faciliter l'explication des dyschromatopsies. On ne peut pas dire que ce que nous en savons concorde très bien avec la théorie de Young. Les daltonistes ordinaires (bichromates) s'expliquent encore assez bien, en admettant que l'une des couleurs fondamentales des trichromates fasse défaut ; mais les

1 Un essai de ce genre a été fait par Krenchel, dont le mémoire „ Ueber die Hypothesen von Grundfarben ", Graefe's Archiv. 1880, contient beaucoup de remarques très justes sur la vision des couleurs.

mono chromâtes, qui du reste sont très rares, ne semblent avoir qu'une seule couleur fondamentale, qui diffère de celles des tricb.romates ; et les nombreuses personnes qui possèdent le système trichromate anormal, système découvert, il n'y a pas très longtemps, par Lord Raleigh, semblent avoir au moins une des couleurs fondamentales, différente de celles des personnes normales1. — Je dois du reste dire que la théorie concurrente de E. Hering ne me semble pas s'adapter mieux aux faits connus.

Je me permettrai encore d'attirer l'attention sur la question 23 de Newton. Depuis quelque temps on emploie pour l'éclairage des microscopes des tiges de verre, dont l'une des surfaces terminales se trouve près d'une source lumineuse, tandis que l'autre est placée au-dessous du microscope. Une fois entrés dans la tige les rayons lumineux ne peuvent plus en sortir, puisqu'ils rencontrent tout le temps la surface cylindrique sous des angles qui dépassent celui de réflexion totale. Le faisceau sort donc de l'autre bout, sans autre perte que celle due à l'absorption. Si je comprends bien les expressions de Newton, c'est à peu près ainsi qu'il se figure que les ondes lumineuses se propagent directement jusqu'au cerveau. Les fibres nerveuses formeraient donc comme des appendices optiques à l'œil, et la transformation d'action physique en action physiologique n'aurait lieu qu'au cerveau même. — L'hypothèse est très spirituelle et mérite bien l'attention ; je ne vois pourtant pas le moyen de la concilier avec la vitesse relativement faible de la propagation dans les nerfs et avec d'autres faits connus. En tout cas il me semble bien difficile de se figurer que la propagation dans les nerfs se fasse autrement que par une espèce d'ondulation, ce mot pris dans le sens dans lequel Young l'emploie.

1 Je ne voudrai pas que ces remarques fussent considérées comme contenant un blâme jeté sur les beaux travaux, qui, dans ces dernières années, sont sortis du laboratoire de Berlin (A. Koenig et ses élèves). On remarquera au contraire dans ces travaux une tendance très louable à éviter toute influence d'une théorie quelconque. Je ne le voudrais surtout pas, parce qu'il me semble que ces auteurs suivent le seul chemin possible pour arriver à avoir des idées nettes sur la perception des couleurs, le daltonisme, etc., en travaillant avec des couleurs, dont la longueur d'onde est connue.