AVERTISSEMENT

Fresnel a fait une des graudea choses du siècle, et peut-être la plus grande.

Pour ne pas donner trop d'étendue à cet ouvrage , nous avons cru devoir en exclure les quelques chapitres qui, pendant si longtemps, formaient ^ eux seuls le domaine restreint de l'Optique. On n'y trouvera donc ni la catoptrique, ni la dioptrique, ni l'étude des instruments de l'ancienne optique, ni celle du spectre et des deux aberrations. Nous admettons qu'availt d'aborder ce Traité spécial ; le lecteur aura acquis certaines connaissances de physique générale. Or il n'est pas de Traité de Physique où ces matières ne soient exposées avec soin.

On sait l'élan qui fut imprimé à l'étude physique de la lumière par la découverte à jamais mémorable de Malus. L'Optique, depuis longtemps stationnaire, et presque réduite, malgré les importants travaux de Newton, à une étude purement géométrique, s'enrichit alors, avec une rapidité sans exemple, de nombreux phénomènes aussi brillants qu'inattendus. Parmi les noms des savants auxquels sont dus ces merveilleux progrès, et grâce auxquels l'Optique physique a été sérieusement fondée, nous nous bornerons à citer Young et Fresnel, Arago, MM. Biot et Brewster, Herschel et Babinet, et plus près de nous, MM. de Senarmont, Airy, Jamin, Fizeau, Léon Foucault, etc. Les géomètres eux-mêmes prirent part à ce grand mouve- 1. a

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ment; aussi est-il juste d'adjoindre aux noms qui précèdent ceux d'Hamilton, Neumann,Mac-Cullagh, Plucker, Blanchet, etc., et celui du si regrettable Cauchy.

Par Textrême variété des phénomènes, pjjr le grand nombre des circonstances qui influent sur quelquesuns d'entre eux, et enfin par l'excessive complication que doivent présenter certaines lois, quand on leur donne leur expression algébrique, la science se trouvait menacée d'un double danger, à savoir l'encombrement que produit l'isolement des faits, et les fausses lueurs qu'amènent les lois empiriques. Sicile y a échappé, si la valeur relative des faits y a été tout de suite appréciée, si quelques erreurs y ont été reconnues sans retard, si enfin on a pu aller droit à des faits que l'expérience seule ne rencontrait pas, c'est que parmi les savants illustres qui ont concouru à l'envi a l'établissement de cette science nouvelle, il se trouvait un de ces génies privilégiés auxquels est largement dévolu le sentiment des harmonies du monde physique, un de ces grands promoteurs des sciences d'observation, chez qui l'intuition qui devine se trouvait alliée dans les plus heureuses proportions, et k l'art de combiner les expériences et à cette prudence qui recherche incessamment dans la confrontation des faits avec les idées la confirmation de ces dernières.

Cependant si l'Optique, après Fresnel, se trouva constituée, ce ne fut pas sans des discontinuités qui eurent leur cause, les unes dans la brièveté de sa carrière et les autres dans la puissance extraordinaire de son coup d'oeil. Mort à la tache et avant Tàge, Fresnel s'est souvent contenté de tracer les grandes lignes, et n'a pas eu le temps d'aborder les détails. Habitué à saisir intuitivement des rapports lointains, il a quelque-

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ibis usé d'un genre d'évidence qui n'est à la portée que de quelques-uns, et qui cesse d'être démonstratif pour le grand nombre. Pour réduire en Traité son œuvre grandiose, il fallait donc rétablir les sous-entendus et modifier au besoin la succession des idées.

Cette obligation d'amoindrir les difficultés était surtout impérieuse a Tégard de sa théorie de la double réfraction , le plus grand effort de son incomparable génie. Or il est arrivé qu'une fois les résultats connus et le but à atteindre marqué, des physiciens et des géomètres éminents se sont proposé d'y arriver a leur manière, et y ont en effet réussi, grâce a un mélange heureux d'analyse et de synthèse. En présence de ces simplifications auxquelies il nous a été possible d'ajouter encore par nos efforts personnels, nous avons pensé que le moment était venu dC' vulgariser, par une exposition simple et continue, ces belles matières.

Ce n'est toutefois qu'exceptionnellement, et pour ainsi dire dans des cas de force majeure, que nous nous sommes écarté de la route suivie par Fresnel. Outre qu'on s'intéressera toujours aux moyens par lesquels a été fondée la théorie ondulatoire de la lumière, il y a, dans cette marche primesautière, des ressources remarquables pour une exposition simple; et l'on peut croire que, longtemps encore, ce sera en prenant comme Fresnel son sujet corps à corps que se feront les découvertes ultérieures. Le physicien n'a aucun intérêt à compliquer la diHiculté inhérente aux idées, d'une autre difficulté plus grande venant du calcul; il doit donc s'attacher à un mode de faire qui laisse a ce dernier un rôle de véritable auxiliaire.

Pour mieux cai'actériser d'ailleurs la marche relativement simple que nous avons suivie, nous dirons que

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pendant longtemps notre ambition se bornait à préparer des lecteurs à l'ouvrage de pure théorie que l'illustre Cauchy avait promis sur TOptique. On comprend donc que la part faite à Texpérience dans ce Traité soit considérable. Si, comme Ta dit Fourier, l'immortel auteur de la Théorie de la chaleur, l'étude approfondie de la nature est la source la plus féconde des découvertes mathématiques, les géomètres ont le plus grand intérêt à mener de front, avec la science du calcul, la curiosité de l'observateur. Outre qu'en s'isolant des faits qu'ils veulent interpréter ils risquent de s'égarer et de n'aboutir qu'à de vaines .formules, ils renoncent encore ainsi à l'excitation féconde qu'exerce infailliblement, dans le domaine des idées, l'imprévu des recherches expérimentales. Dès qu'ils consentent à mettre au service de la physique leur admirable instrument, c'est l'avancement de cette science qui doit devenir le but principal de leurs efforts; et alors comment négliger les faits, ces manifestations sensibles des causes mises en jeu? Comment ne pas se pénétrer des méthodes expérimentales, qui déterminent ce que l'observation peut atteindre, et par suite la direction que doit prendre l'analyse pour aboutir a des vérifications, ou mieux encore à des faits nouveaux? Comment enfin rester indifférent au choix de l'idée théorique à laquelle sera subordonné le calcul? L'histoire des sciences ne manquera pas de s'étonner que les découvertes de Fresnel, qui jetteront sur le siècle où elles se sont produites et sur la France où il est né, un impérissable éclat, aient eu pour adversaires les plus célèbres des géomètres ses contemporains, et précisément ceux-là qui, par la nature de leurs travaux, avaient du réfléchir souvent sur l'adaptation, en phy-

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sique» d'un principe théorique k des faits. Quand elle recherchera les causes d'une aussi singulière opposition, peut-être les trouverar-t-elle, en partie du moins, dans le caractère purement géométrique de l'astronomie, science à laquelle jusqu'alors avaient été presque exclusiyement appliqués les efforts des mathématiciens. 11 semble en effet que les succès remarquables obtenus dans l'étude de cet ordre de phénomènes devaient leur inspirer, sur l'issue des efforts analogues qu'ils pourraient tenter dans les autres branches de la physique, une confiance exagérée, et leur faire méconnaître les conditions essentielles qui, dans ces voies plus difficiles, étaient nécessaires au succès. Au reste, s'il était utile de corroborer par d'autres exemples ces considérations générales, nous citerions Gauss et Cauchy : Gauss qui, après s'être longtemps complu dans les régions élevées des mathématiques les plus abstraites, a su, du jour où il vint demander au magnétisme l'aliment de son génie, devenir un physicien de premier ordre, créateur de méthodes aussi ingénieuses que précises; Cauchy qui, pour s'être privé de l'initiative expérimentale, n'a pas toujours su tirer de ses formules, malgré sa grande pénétration, les trésors qui y étaient enfouis ; laissant ainsi à d'autres, MM. Jamîn et Quet par exemple, l'occasion de découvertes importantes.

Préparé depuis longtemps par des efforts solitaires, ce Traité doit sa forme définitive a des leçons professées pour des jeunes gens chez lesquels un vif désir de s'instruire était secondé par de fortes études mathématiques. Devant ces auditoires d'élite, j'ai pu, bien des fois et à mon profit, constater combien la chaleur de Tiniprovisation, et aussi, sans doute, la nécessité,