Mon principal but, dans la recherche que je vais faire, est de me donner à moi-même, et peut-être à quelques lecteurs, des idées nettes de ces lois primitives de la nature que Newton a trouvées. J’examinerai jusqu’où on a été avant lui, d’où il est parti, où il s’est arrêté, et quelquefois ce qu’on a encore trouvé après lui-même. Je commencerai par la lumière, qu’il a seul bien connue; je finirai par l’examen de la pesanteur, et de cette loi générale de la gravitation ou de l’attraction, ressort universel de la nature, dont on ne doit qu’à lui la découverte. 

(1)On tâchera de mettre ces Éléments à la portée de ceux qui ne connaissent de Newton et de la philosophie que le nom seul. La science de la nature est un bien qui appartient à tous les hommes. Tous voudraient avoir connaissance de leur bien, peu ont le temps ou la patience de le calculer; Newton a compté pour eux. Il faudra ici se contenter quelquefois de la somme de ces calculs. Tous les jours un homme public, un ministre, se forme une idée juste du résultat des opérations que lui-même n’a pu faire; d’autres yeux ont vu pour lui, d’autres mains ont travaillé, et le mettent en état, par un compte fidèle, de porter son jugement. Tout homme d’esprit sera à peu près dans le cas de ce ministre. 

La philosophie de Newton a semblé jusqu’à présent à beaucoup de personnes aussi inintelligible que celle des anciens; mais l’obscurité des Grecs venait de ce qu’en effet ils n’avaient point de lumière, et les ténèbres de Newton viennent de ce que sa lumière était trop loin de nos veux. Il a trouvé des vérités; mais il les a cherchées et placées dans un abîme: il faut y descendre, et les apporter au grand jour. 

Premières recherches sur la lumière, et comment elle vient à nous. Erreurs de Descartes à ce sujet. - Définition singulière par les péripatéticiens. L’esprit systématique a égaré Descartes. Son système. Faux. Du mouvement progressif de la lumière. Erreur du Spectacle de la nature. Démonstration du mouvement de la lumière, par Roemer. Expérience de Roemer contestée et combattue mal à propos. Preuves de la découverte de Roemer par les découvertes de Bradley. Histoire de ces découvertes. Explication et conclusion.

Les Grecs, et ensuite tous les peuples barbares qui ont appris d’eux à raisonner et à se tromper, ont dit de siècle en siècle: « La lumière est un accident, et cet accident est l’acte du transparent en tant que transparent; les couleurs sont ce qui meut les corps transparents. Les corps lumineux et colorés ont des qualités semblables à celles qu’ils excitent en nous, par la grande raison que rien ne donne ce qu’il n’a pas. Enfin la lumière et les couleurs sont un mélange du chaud, du froid, du sec et de l’humide: car l’humide, le sec, le froid, et le chaud, étant les principes de tout, il faut bien que les couleurs en soient un composé. » 

C’est cet absurde galimatias que des maîtres d’ignorance, payés par le public, ont fait respecter à la crédulité humaine pendant tant d’années; c’est ainsi qu’on a raisonné presque sur tout jusqu’aux temps des Galilée et des Descartes. Longtemps même après eux, ce jargon, qui déshonore l’entendement humain, a subsisté dans plusieurs écoles. J’ose dire que la raison de l’homme, ainsi obscurcie, est bien au-dessous de ces connaissances si bornées, mais si sûres, que nous appelons instinct dans les brutes. Ainsi nous ne pouvons trop nous féliciter d’être nés dans un temps et chez un peuple où l’on commence à ouvrir les yeux, et à jouir du plus bel apanage de l’humanité, l’usage de la raison. 

Tous les prétendus philosophes ayant donc deviné au hasard à travers le voile qui couvrait la nature, Descartes est venu, qui a levé un coin de ce grand voile. Il a dit: La lumière est une matière fine et déliée, et qui frappe nos yeux. Les couleurs sont les sensations que Dieu excite en nous, selon les divers mouvements qui portent cette matière à nos organes. Jusque-là Descartes a eu raison: il fallait, ou qu’il s’en tînt là, ou qu’en allant plus loin l’expérience fût son guide. Mais il était possédé de l’envie d’établir un système. Cette passion fit dans ce grand homme ce que font les passions dans tous les hommes elles les entraînent au delà de leurs principes. 

Il avait posé pour premier fondement de sa philosophie qu’il ne fallait rien croire sans évidence; et cependant, au mépris de sa propre règle, il imagine trois éléments formés des cubes prétendus qu’il suppose avoir été faits par le Créateur, et s’être brisés en tournant sur eux-mêmes, lorsqu’ils sortirent des mains de Dieu. Ces trois éléments imaginaires sont, comme on sait: 

La partie la plus épaisse de ces cubes, et c’est cet élément grossier dont se formèrent, selon lui, les corps solides des planètes, les mers, l’air même; 

La poussière impalpable, que le brisement de ces dés avait produite, et qui remplit à l’infini les interstices de l’univers infini dans lequel il ne suppose aucun vide; 

Les milieux de ces prétendus dés brisés, atténués également de tous côtés, et enfin arrondis en boules, dont il lui plaît de faire la lumière, et qu’il répand gratuitement dans l’univers. 

Plus ce système était ingénieusement imaginé, plus vous sentez qu’il était indigne d’un philosophe; et puisque rien de tout cela n’est prouvé, autant valait adopter le froid et le chaud, le sec et l’humide. Erreur pour erreur, qu’importe laquelle domine? 

Selon Descartes, la lumière ne vient point à nos yeux du soleil; mais c’est une matière globuleuse répandue partout, que le soleil pousse, et qui presse nos yeux comme un bâton poussé par un bout presse à l’instant à l’autre bout. Il était tellement persuadé de ce système que, dans sa dix-septième lettre du troisième tome, il dit et répète positivement: J’avoue que je ne sais rien en philosophie, si la lumière du soleil n’est pas transmise à nos yeux en un instant.

En effet, il faut avouer que, tout grand génie qu’il était, il savait encore peu de chose en vraie philosophie: il lui manquait l’expérience du siècle qui l’a suivi. Ce siècle est autant supérieur à Descartes, que Descartes l’était à l’antiquité. 

1° Si la lumière était un fluide toujours répandu dans l’air, nous verrions clair la nuit, puisque le soleil, sous l’hémisphère, pousserait toujours ce fluide de la lumière en tout sens, et que l’impression en viendrait à nos yeux. La lumière circulerait comme le son. Nous verrions un objet au delà d’une montagne; enfin nous n’aurions jamais un si beau jour que dans une éclipse centrale du soleil, car la lune, en passant entre nous et cet astre, presserait (au moins selon Descartes) les globules de la lumière, et ne ferait qu’augmenter leur action. 

2° Les rayons qu’on détourne par un prisme, et qu’on force de prendre un nouveau chemin, démontrent que la lumière se meut effectivement, et n’est pas un amas de globules simplement pressés; la lumière suit trois chemins différents en entrant dans un prisme; ses trois routes dans l’air, dans le prisme, et au sortir du prisme, sont différentes; bien plus, elle accélère son mouvement dans le corps du prisme(2): est-il donc pas un peu étrange de dire qu’un corps qui change visiblement trois fois de place, et qui augmente son mouvement, ne se remue point? et cependant il vient de paraître un livre dans lequel on ose dire que la progression de la lumière est une absurdité. 

3° Si la lumière était un amas de globules, un fluide existant dans l’air et en tout lieu, un petit trou qu’on pratique dans une chambre obscure devrait l’illuminer tout entière: car la lumière, poussée alors en tout sens dans ce petit trou, agirait en tout sens comme des boules d’ivoire rangées en rond ou en carré s’écarteraient toutes si une seule d’elles était fortement pressée; mais il arrive tout le contraire: la lumière reçue par un petit orifice, lequel ne laisse passer qu’un petit cône de rayons, et va à vingt-cinq pieds, éclaire à peine un demi-pied de l’endroit qu’elle frappe. 

4° On sait que la lumière, qui émane du soleil jusqu’à nous, traverse à peu près en huit minutes ce chemin immense qu’un boulet de canon, conservant sa vitesse, ne ferait pas en vingt-cinq années. 

L’auteur du Spectacle de la Nature(3),ouvrage très estimable, est tombé ici dans une méprise qui peut égarer les commençants pour lesquels son livre est fait. Il dit que la lumière vient en sept minutes des étoiles, selon Newton; il a pris les étoiles pour le soleil. La lumière émane des étoiles les plus prochaines en six mois(4), selon un certain calcul fondé sur des expériences très délicates et très fautives. Ce n’est point Newton, c’est Huygens et Hartsoeker qui ont fait cette supposition. Il dit encore, pour prouver que Dieu créa la lumière avant le soleil, que la lumière est répandue par toute la nature, et qu’elle se fait sentir quand les astres lumineux la poussent; mais il est démontré qu’elle arrive des étoiles fixes en un temps très long. Or, si elle fait ce chemin, elle n’était donc point répandue auparavant. Il est bon de se précautionner contre ces erreurs, que l’on répète tous les jours dans beaucoup de livres qui sont l’écho les uns des autres. 

Voici en peu de mots la substance de la démonstration sensible de Roemer, que la lumière emploie sept à huit minutes dans son chemin du soleil à la terre. 

On observe de la terre en C ce satellite de Jupiter (figure 1), qui s’éclipse régulièrement une fois en quarante-deux heures et demie. Si la terre était immobile, l’observateur en C verrait, en trente fois quarante-deux heures et demie, trente émersions de ce satellite; mais au bout de ce temps, la terre se trouve en D; alors l’observateur ne voit plus cette émersion précisément au bout de trente fois quarante-deux heures et demie, mais il faut ajouter le temps que la lumière met à se mouvoir de C en D, et ce temps est sensiblement considérable. Mais cet espace C D est encore moins grand que l’espace G H dans ce cercle. Or ce cercle est le grand orbe que décrit la terre, le soleil est au milieu; la lumière, en venant du satellite de Jupiter, traverse C D en dix minutes, et G H en quinze ou seize minutes. Le soleil est entre G et H: donc la lumière vient du soleil en sept ou huit minutes. 

Cette belle observation fut longtemps contestée; enfin on a été forcé de convenir de l’expérience, et le préjugé a tâché d’éluder l’expérience même. Elle prouve tout au plus (dit-on) que la matière de la lumière existant dans l’espace, et contiguë du soleil à nos yeux, met sept à huit minutes à nous transmettre l’impression du soleil; mais ne devrait-on pas voir qu’une telle réponse, faite au hasard, contredit manifestement tous les principes mécaniques? Descartes savait bien, et il avait dit que si la matière lumineuse était comme un long bâton pressée par le soleil à un bout, l’impression s’en communiquerait à l’instant à l’autre bout. Donc si un satellite de Jupiter pressait une prétendue matière lumineuse considérée comme un fil de globules, roide, étendu jusqu’à nos yeux, nous ne verrions point l’émersion de ce satellite après plusieurs minutes, mais dans l’instant de l’émersion même. 

Si pour dernier subterfuge on se retranche à dire que la matière lumineuse doit être regardée, non comme un corps roide, mais comme un fluide, on retombe alors dans l’erreur indigne de tout physicien, laquelle suppose l’ignorance de l’action des fluides: car ce fluide agirait en tout sens(5), et il n’y aurait, comme on l’a dit, jamais de nuit ni d’éclipse. Le mouvement serait bien autrement lent dans ce fluide, et il faudrait des siècles au lieu de sept minutes pour nous faire sentir la lumière du soleil. 

La découverte de Roemer prouvait donc incontestablement la propagation et la progression de la lumière. 

Si l’ancien préjugé se débat encore contre une telle vérité, qu’il cède du moins aux nouvelles découvertes de M. Bradley, qui la confirment d’une manière si admirable. L’expérience de Bradley est peut-être le plus bel effort qu’on ait fait en astronomie. 

On sait que cent quatre-vingt-dix millions de nos lieues, que parcourt au moins la terre dans son année, ne sont qu’un point par rapport à la distance des étoiles fixes à la terre. La vue ne saurait apercevoir si au bout du diamètre de cette orbite immense une étoile a changé de place à notre égard: il est pourtant bien certain qu’après six mois, il y a entre nous et une étoile située près du pôle environ soixante-six millions de lieues de différence; et ce chemin, qu’un boulet de canon ne ferait pas en cinquante ans en conservant sa vitesse, est anéanti dans la prodigieuse distance de notre globe à la plus prochaine étoile: car, lorsque l’angle visuel devient d’une certaine petitesse, il n’est plus mesurable, il devient nul. 

Trouver le secret de mesurer cet angle, en connaître la différence, lorsque la terre est au cancer et lorsqu’elle est au capricorne, avoir par ce moyen ce qu’on appelle la parallaxe de la terre, paraissait un problème aussi difficile que celui des longitudes. 

Le fameux Hooke, si connu par sa Micrographie, entreprit de résoudre le problème: il fut suivi de l’astronome Flamstead, qui avait donné la position de trois mille étoiles; ensuite le chevalier Molineux, avec l’aide du célèbre mécanicien Graham, inventa une machine pour servir à cette opération: il n’épargna ni peines, ni temps, ni dépenses; enfin le docteur Bradley mît la dernière main à ce grand ouvrage. 

La machine qu’on employa fut appelée télescope parallactique. On en peut voir la description dans l’excellent Traité d’optique de M. Smith. Une longue lunette suspendue, perpendiculaire à l’horizon, était tellement disposée qu’on pouvait avec facilité diriger l’axe de la vision dans le plan du méridien, soit un peu plus au nord, soit un peu plus au sud, et connaître par le moyen d’une roue et d’un indice, avec la plus grande exactitude, de combien on avait porté l’instrument au sud ou au nord. On observa plusieurs étoiles avec ce télescope, et entre autres on y suivit une étoile du dragon pendant une année entière. 

Que devait-il arriver de cette recherche assidue? certainement si la terre, depuis le commencement de l’été jusqu’au commencement de l’hiver, avait changé de place, si elle avait parcouru ces soixante et six millions de lieues, le rayon de lumière qui avait été dardé six mois auparavant dans l’axe de vision de ce télescope devait s’en être détourné; il fallait donc imprimer un mouvement nouveau à ce tube pour recevoir ce rayon, et on savait, par le moyen de la roue et de l’indice, quelle quantité de mouvement on lui avait donnée, et, par une conséquence infaillible, de combien l’étoile était plus septentrionale ou plus méridionale que six mois auparavant. 

Ces admirables opérations commencèrent le 3 décembre 1725: la terre alors s’approchait du solstice d’hiver; il paraissait vraisemblable que si l’étoile pouvait donner, dès le mois de décembre, quelque marque d’aberration, elle paraîtrait jeter sa lumière plus vers le nord, puisque la terre, vers le solstice d’hiver, allait alors au midi. Mais, dès le 17 décembre, l’étoile observée parut être avancée dans le méridien vers le sud. On fut fort étonné(6). On avait précisément le contraire de ce qu’on espérait; mais par la suite constante des observations on eut plus qu’on n’aurait jamais osé espérer. On connut sensiblement la parallaxe de cette étoile fixe, le mouvement annuel de la terre, et la progression de la lumière. 

Si la terre tourne dans son orbite autour du soleil, et que la lumière soit instantanée, il est clair que l’étoile observée doit paraître aller toujours un peu vers le nord, quand la terre marche vers le côté opposé; mais si la lumière est envoyée de cette étoile, s’il lui faut un certain temps pour arriver, il faut comparer ce temps avec la vitesse dont marche la terre, il n’y a plus qu’à calculer; par là on vit que la vitesse de la lumière de cette étoile était dix mille deux cents fois plus prompte que le moyen mouvement de la terre. On vit, par des observations sur d’autres étoiles, que non seulement la lumière se meut avec cette énorme vitesse, mais qu’elle se meut toujours uniformément, quoiqu’elle vienne d’étoiles fixes placées à des distances très inégales. On vit que la lumière de chaque étoile parcourt en même temps l’espace déterminé par Roemer, c’est-à-dire environ trente-trois millions de lieues en près de huit minutes. 

On vit, en mesurant la parallaxe annuelle, que l’étoile observée dans le dragon est quatre cent mille fois plus éloignée de nous que le soleil. Maintenant je supplie tout lecteur attentif, et qui aime la vérité, de considérer que si la lumière nous arrive du soleil uniformément en près de huit minutes, elle arrive de cette étoile du dragon en six années et plus d’un mois; et que si les étoiles six fois moins grandes sont six fois plus éloignées de nous, elles nous envoient leurs rayons en plus de trente-six années et demie. Or le cours de ces rayons est toujours uniforme. Qu’on juge maintenant si cette marche uniforme est compatible avec une prétendue matière répandue partout. Qu’on se demande à soi-même si cette matière ne dérangerait pas un peu cette progression uniforme des rayons; et enfin, quand on lira le chapitre des tourbillons, qu’on se souvienne de cette étendue énorme que franchit la lumière en tant d’années, qu’on juge de bonne foi si un plein absolu ne s’opposerait pas à son passage. Qu’on voie enfin dans combien d’erreurs ce système a dû entraîner Descartes. Il n’avait fait aucune expérience, il imaginait: il n’examinait point ce monde, il en créait un. Newton, au contraire, Roemer, Bradley, etc., n’ont fait que des expériences, et n’ont jugé que d’après les faits(7).

Système de Malebranche aussi erroné que celui de Descartes; nature de la lumière; ses routes; sa rapidité. - Erreur du P. Malebranche. Expérience qui détruit la chimère des tourbillons lumineux. Définition de la matière de la lumière. Feu et lumière sont le même être. Rapidité de la lumière. Petitesse de ses atomes. Fausse idée sur la manière dont elle nous vient. Progression de la lumière. Preuve de l’impossibilité du plein. Obstination contre ces vérités. Abus de la sainte Écriture contre ces vérités.

Le P. Malebranche, qui, en examinant les erreurs des. sens, ne fut pas exempt de celles que la subtilité du génie peut causer, adopta sans preuve les trois éléments de Descartes; mais il changea beaucoup de choses à ce château enchanté, et, en faisant moins d’expériences encore que Descartes, il fit comme lui un système. 

Des vibrations du corps lumineux impriment, selon lui, des secousses à de petits tourbillons mous, capables de compression, et tous composés de matière subtile. Mais si on avait demandé à Malebranche comment ces petits tourbillons mous auraient transmis à nos yeux la lumière, comment l’action du soleil pourrait passer en un instant à travers tant de petits corps comprimés les uns par les autres, et dont un très petit nombre suffirait pour amortir cette action? comment ces tourbillons mous ne seraient point mêlés en tournant les uns sur les autres? comment ces tourbillons mous seraient élastiques? enfin, pourquoi Il supposait des tourbillons? qu’aurait répondu le P. Malebranche? sur quel fondement posait-il cet édifice imaginaire? Faut-il que des hommes, qui ne parlaient que de vérité, n’aient jamais écrit que des romans! 

Une expérience paraît détruire absolument tous ces prétendus tourbillons de matière lumineuse, qu’on suppose si gratuitement. Recevez la lumière du soleil sur un miroir concave; opposez autant que vous le pourrez un verre lenticulaire à ce miroir concave, de façon que les deux pointes des deux cônes lumineux se joignent dans l’air: vous opérez par cet artifice la plus violente chaleur qu’il soit possible de former sur la terre. Si les pointes de ces cônes étaient des tourbillons tendants à s’échapper de tous côtés, comme on le prétend, n’est-il pas vrai qu’ils feraient au point de rencontre un combat prodigieux? n’est-il pas vrai que l’effet en serait sensible à quelque distance de la pointe des cônes? Cependant à un pouce de cette pointe vous ne sentez pas la moindre chaleur: imaginez après cela de petits tourbillons. 

Qu’est-ce donc enfin que la matière de la lumière? C’est le feu lui-même, lequel brûle à une petite distance lorsque ses parties sont moins ténues, ou plus rapides, ou plus réunies, et qui éclaire doucement nos yeux quand il agit de plus loin, quand ses particules sont plus fines et moins rapides, et moins réunies. 

Ainsi une bougie allumée brûlerait l’oeil qui ne serait qu’à quelques lignes d’elle, et éclaire l’oeil qui en est à quelques pouces; ainsi les rayons du soleil, épars dans l’espace de l’air, illuminent les objets, et, réunis dans un verre ardent, fondent le plomb et l’or. 

Si on demande ce que c’est que le feu, je répondrai que c’est un élément que je ne connais que par ses effets, et je dirai, ici comme partout ailleurs, que l’homme n’est point fait pour connaître la nature intime des choses; qu’il peut seulement calculer, mesurer, peser, et expérimenter. 

Le feu n’éclaire pas toujours, et la lumière ne brille pas toujours; mais il n’y a que l’élément du feu qui puisse éclairer et brûler. Le feu qui n’est pas développé, soit dans une barre de fer, soit dans du bois, ne peut envoyer de rayons de la surface de ce bois ni de ce fer, par conséquent il ne peut être lumineux; il ne le devient que quand cette surface est embrasée. 

Les rayons de la pleine lune ne donnent aucune chaleur sensible au foyer d’un verre ardent, quoiqu’ils donnent une assez grande lumière(8). La raison en est palpable: les degrés de chaleur sont toujours en proportion de la densité des rayons. Or il est prouvé que le soleil, à pareille hauteur, darde quatre-vingt-dix mille fois plus de rayons que la pleine lune ne nous en réfléchit sur l’horizon. 

Ainsi, pour que les rayons de la lune, au foyer d’un verre ardent, pussent donner seulement autant de chaleur que les rayons du soleil en donneraient sur un terrain de pareille grandeur que ce verre, il faudrait qu’il y eût à ce foyer quatre-vingt-dix mille fois plus de rayons qu’il n’y en a. 

Ceux qui ont voulu faire deux êtres de la lumière et du feu se sont donc trompés en se fondant sur ce que tout feu n’éclaire pas, et toute lumière n’échauffe pas: c’est comme si on faisait deux êtres de chaque chose qui peut servir à deux usages. 

Ce feu est dardé en tout sens du point rayonnant; c’est ce qui fait qu’il est aperçu de tous les côtés: il faut donc toujours le considérer avec les géomètres comme des lignes partant d’un centre à la circonférence. Ainsi tout faisceau, tout amas, tout trait de rayons, venant du soleil ou d’un feu quelconque, doit être considéré comme un cône dont la base est sur notre prunelle, et dont la pointe est dans le feu qui le darde. 

Cette matière de feu s’élance du soleil jusqu’à nous et jusqu’à Saturne, etc., avec une rapidité qui épouvante l’imagination. 

Le calcul apprend que, si le soleil est à vingt-quatre mille demi-diamètres de la terre, il s’ensuit que la lumière parcourt de cet astre à nous (en nombres ronds) mille millions de pieds par seconde. Or un boulet d’une livre de balle, poussé par une demi-livre de poudre, ne fait en une seconde que six cents pieds; ainsi donc la rapidité d’un rayon du soleil est, en nombre rond, seize cent soixante six mille six cents fois plus forte que celle d’un boulet de canon: il est donc constant que si un atome de lumière était seulement la seize-cent-millième partie à peu près d’une livre, il en résulterait nécessairement que des rayons de lumière feraient l’effet du canon; et ne fussent-ils que mille milliards plus petits encore, un seul moment d’émanation de lumière détruirait tout ce qui végète sur la surface de la terre. De quelle inconcevable petitesse faut-il donc que soient ces rayons pour entrer dans nos yeux sans les blesser? 

Le soleil, qui nous darde cette matière lumineuse en sept ou huit minutes, et les étoiles, ces autres soleils, qui nous l’envoient en plusieurs années, en fournissent éternellement sans paraître s’épuiser, à peu près comme le musc élance sans cesse autour de lui des corps odoriférants sans rien perdre sensiblement de son poids. 

Enfin la rapidité avec laquelle le soleil darde ses rayons est probablement en proportion avec sa grosseur, qui surpasse environ un million de fois celle de la terre, et avec la vitesse dont ce corps de feu immense roule sur lui-même en vingt-cinq jours et demi. 

Quelques personnes se sont imaginé que je prétendais que cette lumière était attirée par la terre, de la substance du soleil; mais je n’ai jamais rien dit qui ait pu donner le moindre prétexte à une telle idée. 

D’autres ont prétendu que le soleil devait perdre en peu de jours toute sa substance, et qu’il doit envoyer des millions de livres pesant de lumière à chaque minute; mais si on faisait attention qu’à peine la lumière pèse, qu’à peine le soleil en fournit peut-être une once par an, et qu’il en reçoit de tous les autres soleils, on ne ferait pas de ces critiques précipitées. 

Nous pouvons en passant conclure de la célérité avec laquelle la substance du soleil s’échappe ainsi vers nous en ligne droite, combien le plein de Descartes est inadmissible. Car: 1° comment une ligne droite pourrait-elle parvenir à nous à travers tant de millions de couches de matières mues en ligne courbe, et à travers tant de mouvements divers? 2° comment un corps si délié pourrait-il en sept ou huit minutes parcourir l’espace de quatre cent mille fois trente-trois millions de lieues d’une étoile à nous, s’il avait à pénétrer dans cet espace une matière résistante? Il faudrait que chaque rayon dérangeât en un moment trente-trois millions de lieues de matière subtile quatre cent mille fois. 

Remarquez encore que cette prétendue matière subtile résisterait dans le plein absolu, autant que la matière la plus compacte. Car une livre de poudre d’or, pressée dans une boîte, résiste autant qu’un morceau d’or pesant une livre. Ainsi un rayon d’une étoile aurait bien plus d’effort à faire que s’il avait à percer un cône d’or, dont l’axe serait treize milliasses deux cents milliards de lieues. 

Il y a plus, l’expérience, ce vrai maître de philosophie, nous apprend que la lumière, en venant d’un élément dans un autre élément, d’un milieu dans un autre milieu, n’y passe pas tout entière, comme nous le dirons: une grande partie est réfléchie, l’air en fait rejaillir plus qu’il n’en transmet; ainsi il serait impossible qu’il nous vînt aucune lumière des étoiles, elle serait toute absorbée, toute répercutée, avant qu’un seul rayon pût seulement venir à moitié de notre atmosphère. Et que serait-ce si ce rayon avait encore tant d’autres atmosphères à traverser? Mais dans les chapitres où nous expliquerons les principes de la gravitation, nous verrons une foule d’arguments qui prouvent que ce plein prétendu était un roman. 

Arrêtons-nous ici un moment pour voir combien la vérité s’établit lentement chez les hommes. 

Il y a près de cinquante ans que Roemer avait démontré, par les observations sur les éclipses des satellites de Jupiter, que la lumière émane du soleil à la terre en sept minutes et demie ou environ; cependant, non seulement on soutient encore le contraire dans plusieurs livres de physique, mais voici comme on parle dans un recueil en trois volumes, tiré des observations de toutes les académies de l’Europe, imprimé en 1730, page 35, volume I: 

« Quelques-uns ont prétendu que d’un corps lumineux comme le soleil il se fait un écoulement continuel d’une infinité de petites parties insensibles, qui portent la lumière jusqu’à nos yeux; mais cette opinion, qui se ressent encore un peu de la vieille philosophie, n’est pas soutenable. » 

Cette opinion est pourtant démontrée de plus d’une façon, et loin de ressentir la vieille philosophie, elle y est directement contraire: car quoi de plus contraire à des mots vides de sens que tant de mesures, de calculs et d’expériences? 

Il s’est élevé d’autres contradicteurs qui ont attaqué cette vérité de l’émanation et de la progression de la lumière avec les mêmes armes dont des hommes plus respectés qu’éclairés osèrent autrefois attaquer si impérieusement et si vainement le sentiment de Galilée sur le mouvement de la terre. 

Ceux qui combattent la raison par l’autorité emploient l’Écriture sainte, qui doit nous apprendre à bien vivre, pour en tirer des leçons de leur philosophie; ils ont fait réellement de Moïse un physicien. Si c’est simplicité, il faut les plaindre. S’ils croient avec cet artifice rendre odieux ceux qui ne sont pas de leur sentiment, il faut les plaindre davantage; ils devraient se souvenir que ceux qui ont condamné Galilée sur un pareil prétexte ont couvert leur patrie d’une honte que le nom de Galilée seul peut effacer. Il faut croire, disent-ils, que la lumière du jour ne vient pas du soleil, parce que, selon la Genèse, Dieu créa la lumière avant le soleil. 

Mais ces messieurs ne songent pas que, suivant la Genèse Dieu sépara aussi la lumière des ténèbres, et appela la lumière jour, et ténèbres la nuit, et composa un jour du soir et du matin, etc., et tout cela avant que de créer le soleil. 

Il faudrait donc, au compte de ces physiciens, que le soleil ne fit pas le jour, et que l’absence du soleil ne fit pas la nuit. 

Ils ajoutent encore que Dieu sépara les eaux des eaux, et ils entendent par cette séparation la mer et les nuages. Mais, selon eux, il faudrait donc que les vapeurs qui forment les nuages ne fussent pas, comme elles le sont, élevées par le soleil. Car, selon la Genèse, le soleil ne fut créé qu’après cette séparation des eaux inférieures et supérieures; or ils avouent en cet endroit que c’est le soleil qui élève ces eaux supérieures. Les voilà donc en contradiction avec eux-mêmes. Nieront-ils le mouvement de la terre, parce que Josué commanda au soleil de s’arrêter(9)? Nieront-ils le développement des germes dans la terre, parce qu’il est dit que le grain doit pourrir avant que de lever(10)? Il faut donc qu’ils reconnaissent, avec tous les gens de bon sens, que ce n’est point des vérités de physique qu’il faut chercher dans la Bible, et que nous devons y apprendre à devenir meilleurs, et non pas à connaître la nature. 

Ayant su ce que c’est que la lumière, d’où elle nous vient, comment et en quel temps elle arrive à nous, voyons ses propriétés et ses effets ignorés jusqu’à nos jours. Le premier de ses effets est qu’elle semble rejaillir de la surface solide de tous les objets, pour en apporter dans nos yeux les images. 

Tous les hommes, tous les philosophes, et les Descartes et les Malebranche, et ceux qui se sont éloignés le plus des pensées vulgaires, ont également cru qu’en effet ce sont les surfaces solides des corps qui nous renvoient les rayons. Plus une surface est unie et solide, plus elle fait, dit-on, rejaillir de lumière; plus un corps a de pores larges et droits, plus il transmet de rayons à travers sa substance. Ainsi le miroir poli, dont le fond est couvert d’une surface de vif-argent, nous renvoie tous les rayons; ainsi ce même miroir sans vif-argent, ayant des pores droits et larges, et en grand nombre, laisse passer une grande partie des rayons. Plus un corps a de pores larges et droits, plus il est diaphane tel, disait-on, le diamant; telle l’eau elle-même; voilà les idées généralement reçues, et que personne ne révoquait en doute. 

Cependant toutes ces idées sont entièrement fausses: tant ce qui est vraisemblable est souvent ce qui est le plus éloigné de la vérité. Les philosophes se sont jetés en cela dans l’erreur, de la même manière que le vulgaire y est tout porté, quand il pense que le soleil n’est pas plus grand qu’il le parait aux yeux. Voici en quoi consistait cette erreur des philosophes. 

Il n’y a aucun corps dont nous puissions unir véritablement la surface. Cependant beaucoup de surfaces nous paraissent unies et d’un poli parfait. Pourquoi voyons-nous uni et égal ce qui ne l’est pas? La superficie la plus égale n’est, par rapport aux petits corps qui composent la lumière, qu’un amas de montagnes, de cavités et d’intervalles, de même que la pointe de l’aiguille la plus fine est hérissée en effet d’éminences et d’aspérités que le microscope découvre. 

Tous les faisceaux des rayons de lumière qui tomberaient sur ces inégalités se réfléchiraient selon qu’ils y seraient tombés: donc étant inégalement tombés ils ne se réfléchiraient jamais régulièrement, donc on ne pourrait jamais se voir dans une glace. De plus, le verre a probablement mille fois plus de pores que de matière; cependant chaque point de la surface renvoie des rayons, donc ils ne sont point renvoyés par le verre. 

La lumière qui nous apporte notre image de dessus un miroir ne vient donc point certainement des parties solides de la superficie de ce miroir; elle ne vient point non plus des parties solides de mercure et d’étain étendues derrière cette glace. Ces parties ne sont pas plus planes, pas plus unies que la glace même.. Les parties solides de l’étain et du mercure sont incomparablement plus grandes, plus larges que les parties solides constituantes de la lumière; donc si les petites particules de lumière tombent sur ces grosses parties de mercure, elles s’éparpilleront de tous côtés comme des grains de plomb tombant sur des plâtras. Quel pouvoir inconnu fait donc rejaillir vers nous la lumière régulièrement? Il paraît déjà que ce ne sont pas les corps qui nous la renvoient ainsi. Ce qui semble le plus connu, le plus incontestable chez les hommes, devient un mystère plus grand que ne l’était autre fois la pesanteur de l’air. Examinons ce problème de la nature, notre étonnement redoublera. On ne peut s’instruire ici qu’avec surprise. 

Prenez un morceau, un cube de cristal par exemple; voici ce qui arrive aux rayons du soleil qui tombent sur ce corps solide et transparent (figure 2). 

1° Une petite partie des rayons rebondit à vos yeux de sa première surface A, sans toucher même à cette surface, comme il sera plus amplement prouvé. 

2° Une très petite partie des rayons est reçue dans la substance de ce corps en B; elle s’y joue, s’y perd, et s’y éteint: ce qui fait qu’il y a peu de cristaux parfaitement transparents, surtout quand ils sont épais. 

3° Une troisième partie parvient à l’intérieur C du miroir, et d’auprès de la surface elle retourne dans l’air, et quelques rayons en viennent à vos yeux. 

4° Une quatrième partie passe dans l’air. 

5° Une cinquième partie, qui est la plus considérable, revient d’au delà de la surface ultérieure D dans le cristal, y repasse, et vient se réfléchir à vos yeux. N’examinons ici que ces derniers rayons, qui, s’échappant de la surface ultérieure D, et ayant trouvé l’air, rejaillissent de dessus cet air vers l’oeil en rentrant à travers le cristal. Certainement ils n’ont pas rencontré dans cet air des parties solides sur lesquelles ils aient rebondi: car, si au lieu d’air ils rencontrent de l’eau à cette surface B, peu reviennent alors; ils entrent dans cette eau, ils la pénètrent en grand nombre. Or, l’eau est environ 800 à 900 fois(11) plus pesante, plus solide, moins rare que l’air. Cependant ces rayons ne rejaillissent point de dessus cette eau, et rejaillissent de dessus cet air dans ce verre: donc ce n’est point des parties solides des corps que la lumière est réfléchie. 

Voici une observation plus singulière et plus décisive: Exposez dans une chambre obscure ce cristal A B (figure 3) aux rayons du soleil, de façon que les traits de lumière parvenus à sa superficie B fassent un angle de plus de 40 degrés avec la perpendicule P. 

La plupart de ces rayons alors ne pénètrent plus dans l’air; ils rentrent tous dans ce cristal à l’instant même qu’ils en sortent; ils reviennent, comme vous voyez, en faisant une courbure insensible. 

Certainement ce n’est pas la surface solide de l’air qui les a repoussés dans ce verre; plusieurs de ces rayons entraient dans l’air auparavant, quand ils tombaient moins obliquement; pourquoi donc à une obliquité de 40 degrés 49 minutes la plus grande partie de ces rayons n’y passe-t-elle plus? Trouvent-ils à ce degré plus de résistance, plus de matière dans cet air, qu’ils n’en trouvent dans ce cristal qu’ils avaient pénétré? Trouvent-ils plus de parties solides dans l’air à 40 degrés et 1/3 qu’à 40? L’air est à peu près deux mille quatre cents fois plus rare, moins pesant, moins solide, que le cristal: donc ces rayons devaient passer dans l’air avec deux mille quatre cents fois plus de facilité qu’ils n’ont pénétré l’épaisseur du cristal. Cependant, malgré cette prodigieuse apparence de facilité, ils sont repoussés: ils le sont donc par une force qui est ici deux mille quatre cents fois plus puissante que l’air; ils ne sont donc point repoussés par l’air; les rayons, encore une fois, ne sont donc point réfléchis à nos yeux par les parties solides des corps. La lumière rejaillit si peu dessus les parties solides des corps, que c’est en effet du vide qu’elle rejaillit quelquefois: ce fait mérite une grande attention. 

Vous venez de voir que la lumière, tombant à un angle de 40 degrés 19 minutes sur du cristal, rejaillit presque tout entière de dessus l’air qu’elle rencontre à la surface ultérieure de ce cristal; que si la lumière y tombe à un angle moindre d’une seule minuté, il en passe encore moins hors de cette surface dans l’air. 

Newton a assuré que si on trouvait le secret d’ôter l’air de dessous ce morceau de cristal, alors il ne passerait plus de rayons, et que toute la lumière se réfléchirait: j’en ai fait l’expérience; j’ai fait enchâsser un excellent prisme dans le milieu d’une platine de cuivre; j’ai appliqué cette platine au haut d’un récipient ouvert, posé sur la machine pneumatique; j’ai fait porter la machine dans ma chambre obscure. Là, recevant la lumière par un trou 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’expérience démontre donc que la lumière, en ce cas, rejaillit du vide; mais on sait bien que ce vide ne peut avoir d’action. Que peut-on donc conclure de cette expérience? Deux choses très palpables: la première, que la surface des solides ne renvoie pas la lumière; la seconde, qu’il y a dans les corps solides un pouvoir inconnu qui agit sur la lumière; et c’est cette seconde propriété que nous examinerons à sa place. 

Il ne s’agit que de prouver ici que la lumière ne nous est point réfléchie par les parties solides. 

Voici encore une preuve de cette vérité: 

Tout corps opaque, réduit en lame mince, laisse passer à travers sa substance des rayons d’une certaine espèce, et réfléchit les autres rayons; or si la lumière était renvoyée par les corps, tous les rayons qui tombent également sur ces lames seraient réfléchis sur ces lames. Enfin nous verrons que jamais si étonnant paradoxe n’a été prouvé en plus de manières. Commençons donc par nous familiariser avec ces vérités. 

1° Cette lumière, qu’on croit réfléchie par la surface solide des corps, rejaillit en effet sans avoir touché à cette surface. 

2° La lumière n’est point renvoyée de derrière un miroir par la surface solide du vif-argent; mais elle est renvoyée du sein des pores du miroir, et des pores du vif-argent même. 

3° Il ne faut point, comme on l’a pensé jusqu’à présent, que les pores de ce vif-argent soient très petits pour réfléchir la lumière; au contraire, il faut qu’ils soient larges. 

Ce sera encore un nouveau sujet de surprise, pour ceux qui n’ont pas étudié cette philosophie, d’entendre dire que le secret de rendre un corps opaque est souvent d’élargir ses pores, et que le moyen de le rendre transparent est de les étrécir. L’ordre de la nature paraîtra tout changé en apparence: ce qui semblait devoir faire l’opacité est précisément ce qui opérera la transparence; et ce qui paraissait rendre les corps transparents sera ce qui les rendra opaques. Cependant rien n’est si vrai, et l’expérience la plus grossière le démontre. 

Un papier sec, dont les pores sont très larges, est opaque: nul rayon de lumière ne le traverse; étrécissez ses pores en l’imbibant, ou d’eau ou d’huile, il devient transparent; la même chose arrive au linge, au sel. 

Il est bon d’apprendre au public qu’un homme qui a écrit depuis peu contre ces vérités, avec beaucoup plus de hauteur et de mépris que de connaissance, avait voulu railler Newton sur ces découvertes. Si le secret, dit-il, de rendre un corps transparent est d’étrécir ses pores, il faudra donc rendre les fenêtres plus petites pour avoir plus de jour dans sa chambre, etc. Je réponds qu’il est bien indécent de faire le plaisant quand on prétend parler en philosophe, et que de tourner Newton en ridicule est une entreprise trop forte; je réponds surtout que ce plaisant devait songer qu’il est très vrai que de larges ouvertures dont le jour serait intercepté ne rendraient pas de lumière; et qu’un corps mince, percé d’une infinité de petits trous exposés au soleil, nous éclaire beaucoup. Le papier huilé, le linge mouillé, par exemple, sont des corps minces, dont l’huile ou l’eau ont rétréci et rectifié les pores, et la lumière passe à travers de ces pores rendus plus droits; mais elle ne passera point à travers les plus grands cribles qui se croiseront et qui intercepteront les rayons. 

Il faudrait, avant que de prendre le ton railleur, être bien sûr qu’on a raison; et lorsqu’on est assuré enfin d’avoir raison, il ne faut point railler. 

Revenons, et résumons qu’il y a donc des principes ignorés qui opèrent ces merveilles, des causes qui font rejaillir la lumière avant qu’elle ait touché une surface, qui la renvoient des pores du corps transparent, qui la ramènent du milieu même du vide; nous sommes invinciblement obligés d’admettre ces faits, quelle qu’en puisse être la cause. 

Étudions donc les autres mystères de la lumière, et voyons si de ces effets surprenants on remonte jusqu’à quelque principe incontestable, qu’il faille admettre aussi bien que ces effets mêmes. 

De la propriété que la lumière a de se briser en passant d’une substance dans une autre, et de prendre un nouveau chemin. - Comment la lumière se brise. La seconde propriété des rayons de la lumière qu’il faut bien examiner est celle de se détourner de leur chemin en passant du soleil dans l’air, de l’air dans le verre, du verre dans l’eau, etc. C’est cette nouvelle direction dans ces différents milieux, c’est ce brisement de la lumière qu’on appelle réfraction; c’est par cette propriété qu’une rame plongée dans l’eau parait courbée au matelot qui la manie; c’est ce qui fait que dans une jatte nous apercevrons, en y jetant de l’eau, l’objet que nous n’apercevions pas auparavant en nous tenant à la même place.

Enfin c’est par le moyen de cette réfraction que nos yeux jouissent de la vue. Les secrets admirables de la réfraction étaient ignorés de l’antiquité, qui cependant l’avait sous les yeux, et dont on faisait usage tous les jours, sans qu’il soit resté un seul écrit qui puisse faire croire qu’on en eût deviné la raison. Ainsi encore aujourd’hui nous ignorons la cause des mouvements mêmes de notre corps et des pensées de notre âme; mais cette ignorance est différente. Nous n’avons et nous n’aurons jamais d’instrument assez fin pour voir les premiers ressorts de nous-mêmes; mais l’industrie humaine s’est fait de nouveaux yeux qui nous ont fait apercevoir, sur les effets de la lumière, presque tout ce qu’il est permis aux hommes d’en savoir. 

Il faut se faire ici une idée nette d’une expérience très commune (figure 4). Une pièce d’or est dans ce bassin; votre oeil est placé au bord du bassin à telle distance que vous ne voyez point cette pièce. 

Qu’on y verse de l’eau: vous ne l’aperceviez point d’abord où elle était; maintenant vous la voyez où elle n’est pas: qu’est-il arrivé? 

L’objet A réfléchit un rayon qui vient frapper contre le bord du bassin (figure 5), et qui n’arrivera jamais à votre oeil; il réfléchit aussi ce rayon A B, qui passe par-dessus votre oeil: or à présent vous recevez ce rayon AB; ce n’est point votre oeil qui a changé de place, c’est donc le rayon AB; il s’est manifestement détourné au bord de ce bassin, en passant de l’eau dans l’air; ainsi il frappe votre oeil en C. 

Mais vous voyez toujours les objets en ligne droite, donc vous voyez l’objet suivant la ligne droite CD, donc vous voyez l’objet au point D au-dessus du lieu où il est en effet. 

Si ce rayon se brise en un sens quand il passe de l’eau dans l’air (figure 6), il doit se briser en un sens contraire quand il entre de l’air dans l’eau. 

J’élève sur cette eau une perpendiculaire, le rayon A, qui, partant du point lumineux, se brise au point B et s’approche dans l’eau de cette perpendiculaire en suivant le chemin BD; et ce même rayon DB, en passant de l’eau dans l’air, se brise en allant vers A et en s’éloignant de cette même perpendiculaire: la lumière se réfracte donc selon les milieux qu’elle traverse. C’est sur ce principe que la nature a disposé les humeurs différentes qui sont dans nos yeux, afin que les traits de lumière qui passent à travers ces humeurs se brisent de façon qu’ils se réunissent après dans un point sur notre rétine; c’est enfin sur ce principe que nous fabriquons les lunettes, dont les verres éprouvent des réfractions encore plus grandes qu’il ne s’en fait dans nos yeux, et qui, apportant ainsi plus de rayons réunis, peuvent étendre jusqu’à deux cents fois la force de notre vue; de même que l’invention des leviers à donné une nouvelle force à nos bras, qui sont des leviers naturels. Avant que d’expliquer la raison que Newton a trouvée de cette propriété de la lumière, vous voulez que je dise comment cette réfraction agit dans nos yeux, et comment le sens de la vue, le plus étendu de tous nos sens, doit son existence à la réfraction. Quelque connue que soit cette matière, les commençants qui pourront lire ce petit ouvrage seront bien aises de ne point chercher ailleurs ce qu’ils désireraient savoir touchant la vue. 

Pour connaître l’oeil de l’homme en physicien qui ne considère que la vision; il faut d’abord savoir que la première enveloppe blanche, le rempart et l’ornement de l’oeil, ne transmet aucun rayon. Plus ce blanc de l’oeil est fort et uni, plus il réfléchit la lumière; et lorsque quelque passion vive porte au visage de nouveaux esprits, qui viennent encore tendre et ébranler cette tunique, alors des étincelles semblent en sortir. 

Au milieu de cette membrane s’élève un peu la cornée, mince, dure, et transparente, telle précisément que le verre de votre montre que vous placeriez sur une boule. 

Sous cette cornée est l’iris, autre membrane qui, colorée par elle-même, répand ses couleurs sur cette cornée transparente qui la couvre: c’est cette iris qui rend les yeux bleus ou noirs. Elle est percée dans son milieu, qui ainsi paraît toujours noir; et ce milieu est la prunelle de l’oeil. C’est par cette ouverture que sont introduits les rayons de la lumière: elle s’agrandit par un mouvement involontaire dans les endroits obscurs, pour recevoir plus de rayons; elle se resserre ensuite, lorsqu’une grande clarté l’offense. 

Les rayons admis par cette prunelle ont déjà souffert une réfraction assez forte en passant à travers la cornée dont elle est couverte. Imaginez cette cornée comme le verre de votre montre; il est convexe en dehors, et concave en dedans: tous les rayons obliques se sont brisés dans l’épaisseur de ce verre; mais ensuite sa concavité rétablit à. peu près ce que sa convexité a brisé. La même chose arrive dans notre cornée. Les rayons, ainsi rompus et brisés, trouvent, après avoir franchi la cornée, une humeur transparente dans laquelle ils passent. Cette eau est nommée l’humeur aqueuse. Les anatomistes ne s’accordent point encore entre eux sur la forme de ce petit réservoir; mais, quelle que soit sa figure, la nature semble avoir placé là cette humeur claire et limpide pour opérer des réfractions, pour transmettre purement la lumière, pour que le cristallin, qui est derrière, puisse s’avancer sans effort, et changer librement de figure, pour que l’humidité nécessaire s’entretienne, etc. 

Enfin les rayons, étant sortis de cette eau, trouvent une espèce de diamant liquide, taillé en lentille, et enchâssé dans une membrane déliée et diaphane elle-même. Ce diamant est le cristallin; c’est lui qui rompt tous les rayons obliques: c’est un principal organe de la réfraction et de la vue, parfaitement semblable en cela à un verre lenticulaire de lunette. Soit ce cristallin ou ce verre lenticulaire (figure 7). 

Le rayon perpendiculaire A le pénètre sans se détourner; mais les rayons obliques BC se détournent dans l’épaisseur du verre en s’approchant des perpendiculaires qu’on tirerait sur les endroits où ils tombent; ensuite, quand ils sortent du verre pour passer dans l’air, ils se brisent encore en s’éloignant du perpendicule: ce nouveau brisement est précisément ce qui les fait converger en D, foyer du verre lenticulaire. 

Or la rétine, cette membrane légère, cette expansion du nerf optique, qui tapisse le fond de notre oeil, est le foyer du cristallin; c’est à cette rétine que les rayons aboutissent; mais avant que d’y parvenir, ils rencontrent encore un nouveau milieu qu’ils traversent: ce nouveau milieu est l’humeur vitrée, moins solide que le cristallin, moins fluide que l’humeur aqueuse. 

C’est dans cette humeur vitrée que les rayons ont le temps de s’assembler, avant que de venir faire leur dernière réunion sur les points du fond de notre oeil. Figurez-vous donc, sous cette lentille du cristallin, cette humeur vitrée sur laquelle le cristallin s’appuie; cette humeur tient le cristallin dans sa concavité, et est arrondie vers la rétine.

Les rayons, en s’échappant de cette dernière humeur, achèvent donc de converger. Chaque faisceau de rayon parti d’un point de l’objet vient frapper un point de notre rétine.

Une figure, où chaque partie de l’oeil se voit sous son propre nom, expliquera mieux tout cet artifice que ne pourraient faire des lignes, des A et des B (figure 8). 

Plusieurs philosophes de l’antiquité avaient cru(12) que, bien loin que les traits de lumière, réfléchis sur les objets, vinssent en dessiner l’image au fond de nos yeux, il partait au contraire de nos yeux mêmes des traits de lumière qui allaient chercher les objets, et en rapportaient je ne sais quelles espèces intentionnelles. Cette idée était digne du reste de la physique des Grecs; je ne dis pas des Romains, car les Romains n’en eurent presque jamais. 

Ce fut Jean-Baptiste Porta, Italien, qui, en 1560, développa le premier les véritables causes de la vue, et, par la simple expérience d’un drap blanc exposé à un rayon de soleil dans une chambre obscure(13), soupçonna qu’il devait arriver dans l’oeil la même chose que dans cette chambre. Il n’osa pas imaginer que les rayons pénétraient jusqu’à la rétine; il crut que les objets se peignaient sur le cristallin, et tout le monde le crut avec lui, jusqu’à ce qu’enfin Kepler et Descartes expliquèrent tout l’artifice de la vision, toutes les réfractions qui s’opèrent dans nos yeux, et ce qui rend la vue courte, et ce qui peut l’aider. Le docteur Hooke, précurseur de Newton, parvint depuis jusqu’à faire voir par l’expérience qu’il faut qu’un objet, pour être aperçu, trace au moins sur la rétine une image qui soit la huit-millième partie d’un pouce. 

La structure des yeux ainsi développée seulement pour l’usage de l’optique, on peut connaître aisément pourquoi on a si souvent besoin du secours d’un verre, et quel est l’usage des lunettes. 

Souvent un oeil sera trop plat, soit par la conformation de sa cornée, soit par son cristallin, que l’âge ou la maladie aura desséché; alors les réfractions seront plus faibles et en moindre quantité, les rayons ne se rassembleront plus sur la rétine. Considérez cet oeil trop plat, que l’on nomme oeil de presbyte.

Ne regardons, pour plus de facilité, que trois faisceaux, trois cônes des rayons, qui de l’objet tombent sur cet oeil; ils se réuniront aux points AAA, par delà la rétine: il verra les objets confus (figure 9). 

La nature a fourni un secours contre cet inconvénient, par la force qu’elle a donnée aux muscles de l’oeil d’allonger ou d’aplatir l’oeil, de l’approcher ou de le reculer de la rétine. Ainsi dans cet oeil de vieillard, ou dans cet oeil malade, le cristallin a la faculté de s’avancer un peu, et d’aller vers DD ; alors l’espace entre le cristallin et le fond de la rétine devient plus grand, les rayons on le temps de venir se réunir sur la rétine, au lieu d’aller au delà; mais lorsque cette force est perdue, l’industrie humaine y supplée: un verre lenticulaire est mis entre l’objet et l’oeil affaibli L’effet de ce verre est de rapprocher les rayons qu’il a reçus; l’oeil les reçoit donc, et plus rassemblés, et en plus grand nombre ils viennent aboutir à un point de la rétine comme il le faut alors la vue est nette et distincte. 

Regardez cet autre oeil, qui a une maladie contraire (figure 10) il est trop rond: les rayons se réunissent trop tôt, comme vous le voyez au point B; ils se croisent trop vite, ils se séparent en B, et vont faire une tache sur la rétine. C'est là ce qu'on appelle un oeil myope. Cet inconvénient diminue à mesure que l'âge en amène d'autres, qui sont la sécheresse et la faiblesse: elles aplatissent insensiblement cet oeil trop rond; et voilà pourquoi on dit que les vues courtes durent plus longtemps; Ce n'est pas qu'en effet elles durent plus que les autres; mais c'est qu'à un certain âge, l'oeil desséché s'aplatit: alors celui qui était obligé auparavant d'approcher son livre à trois ou quatre pouces de son oeil, peut lire quelquefois à un pied de distance; mais aussi sa vue devient bientôt trouble et confuse, il ne peut voir les objets éloignés: telle est notre condition, qu'un défaut ne se répare presque jamais que par un autre. 

Or, tandis que cet oeil est trop rond, il lui faut un verre qui empêche les rayons de se réunir si vite: ce verre fera le contraire du premier; au lieu d'être convexe des deux côtés, il sera un peu concave des deux côtés, et les rayons divergeront dans celui-ci, au lieu qu'ils convergeraient dans l'autre. Ils viendront par conséquent se réunir plus loin qu'ils ne faisaient auparavant dans l'oeil; et alors cet oeil jouira d'une vue parfaite. On proportionne la convexité et la concavité des verres aux défauts de nos yeux: c'est ce qui fait que les mêmes lunettes qui rendent la vue nette à un vieillard ne seront d'aucun secours à un autre, car il n'y a ni deux maladies, ni deux hommes, ni deux choses au monde égales, excepté les premiers principes des corps homogènes. 

On dit que l'antiquité ne connaissait point ces lunettes; cependant elle connaissait les miroirs ardents: une vérité découverte n'est pas toujours une raison pour qu'on découvre les autres vérités qui y tiennent. L'attraction de l’aimant était connue. et sa direction échappait aux yeux. La démonstration de la circulation du sang était dans la saignée même que pratiquaient tous les médecins grecs; et cependant personne ne se doutait que le sang circulât. Mais comment les Grecs et les Romains ont-ils pu sans loupe graver ces pierres dont nous ne pouvons aujourd'hui admirer les détails qu'avec une loupe? D'un autre côté, si l'art de faire des lunettes fut connu des anciens, comment a-t-i1 péri? Un secret peut se perdre, mais tout art utile se perpétue. On croit que c'est du temps de Roger Bacon, au commencement du xiii^e siècle, que l'on trouva ces lunettes appelées besicles, et les loupes qui donnent de nouveaux yeux aux vieillards: car il est le premier qui en parle avec quelque netteté, et on ne commença à en parler que dans ce temps-là; on s’est servi pendant près de quatre cents ans de ces lunettes sans qu’on sût précisément par quelle mécanique elles aidaient nos yeux, à peu près comme nous nous servons encore de la boussole sans connaître la cause qui dirige l’aiguille aimantée. 

Vous venez de voir les effets que la réfraction fait dans nos yeux, soit que les rayons arrivent sans secours intermédiaire, soit qu’ils aient traversé des cristaux: vous concevez que sans cette réfraction opérée dans nos yeux, et sans cette réflexion des rayons de dessus les surfaces des corps vers nous, les organes de la vue nous seraient inutiles. Les moyens que la nature emploie pour faire cette réfraction, les lois qu’elle suit, sont des mystères que nous allons développer. Il faut auparavant achever ce que nous avons à dire touchant la vue; il faut satisfaire à ces questions si naturelles: Pourquoi nous voyons les objets au delà d’un miroir, et non sur le miroir même? Pourquoi un miroir concave rend l’objet plus grand? Pourquoi le miroir convexe rend l’objet plus petit? Pourquoi les télescopes rapprochent et agrandissent les choses? Par quel artifice la nature nous fait connaître les grandeurs, les distances, les situations? Quelle est enfin la véritable raison qui fait que nous voyons les objets tels qu’ils sont, quoique dans nos yeux ils se peignent renversés? Il n’y a rien là qui ne mérite la curiosité de tout être pensant; mais nous ne nous étendrions pas sur ces sujets, que tant d’illustres écrivains ont traités, et nous renverrions à eux, si nous n’avions pas à faire connaître quelques vérités assez nouvelles, et curieuses pour un petit nombre de lecteurs. 

(14)Des miroirs, des télescopes; des raisons que les mathématiques donnent des mystères de la vision; que ces raisons ne sont point suffisantes. — Miroir plan. Miroir convexe. Miroir concave. Explications géométriques de la vision. Nul rapport immédiat entre les règles d’optique et nos sensations. Exemple en preuve.

Les rayons qu’une puissance, jusqu’à nos jours inconnue, fait rejaillir à vos yeux de dessus la surface d’un miroir sans toucher à cette surface, et des pores de ce miroir sans toucher aux parties solides; ces rayons, dis-je, retournent à vos yeux dans le même sens qu’ils sont arrivés à ce miroir. Si c’est votre visage que vous regardez, les rayons partis de votre visage parallèlement et en perpendiculaire sur le miroir y retournent de même qu’une balle qui rebondit perpendiculairement sur le plancher. 

Si vous regardez dans ce miroir M (figure 11), un objet qui est à côté de vous comme A, il arrive aux rayons partis de cet objet la même chose qu’à une balle qui rebondirait en B, où est votre oeil. C’est ce qu’on appelle l’angle d’incidence égal à l’angle de réflexion. 

La ligne AC est la ligne d’incidence, la ligne CB est la ligne de réflexion. On sait assez, et le seul énoncé le démontre, que ces lignes forment des angles égaux sur la surface de la glace; maintenant pourquoi ne vois-je l’objet ni en A, où il est, ni dans C, d’où viennent à mes yeux les rayons, mais en D, derrière le miroir même? 

La géométrie vous dira (figure 12): C’est que l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion; c’est que votre oeil en B rapporte l’objet en D; c’est que les objets ne peuvent agir sur vous qu’en ligne droite, et que la ligne droite continuée dans votre oeil B jusque derrière le miroir en D est aussi longue que la ligne AC et la ligne C B prises ensemble. 

Enfin elle vous dira encore: Vous ne voyez jamais les objets que du point où les rayons commencent à diverger. Soit ce miroir MI. 

Les faisceaux des rayons qui partent de chaque point de l’objet A commencent à diverger dès l’instant qu’ils partent de l’objet; ils arrivent sur la surface du miroir: là chacun de ces rayons tombe, s’écarte, et se réfléchit vers l’oeil. Cet oeil les rapporte aux points DD, au bout des lignes droites, où ces mêmes rayons se rencontreraient; mais, en se rencontrant aux points DD, ces rayons feraient la même chose qu’aux points AA: ils commenceraient à diverger; donc vous voyez l’objet AA aux points DD. 

Ces angles et ces lignes servent sans doute à vous donner une intelligence de cet artifice de là nature; mais il s’en faut beaucoup qu’elles puissent vous apprendre la raison physique efficiente, pourquoi votre âme rapporte sans hésiter l’objet au delà du miroir à la même distance qu’il est au deçà. Ces lignes vous représentent ce qui arrive, mais elles ne vous apprennent point pourquoi cela arrive(15).

Si vous voulez savoir comment un miroir convexe diminue les objets, et comment un miroir concave les augmente, ces lignes d’incidence et de réflexion vous en rendront la même raison. 

On vous dit: Ce cône de rayons qui diverge des points A (figure 13), et qui tombe sur ce miroir convexe, y fait des angles d’incidence égaux aux angles de réflexion, dont les lignes vont dans notre oeil. Or ces angles sont plus petits que s’ils étaient tombés sur une surface plane: donc s’ils sont supposés passer en B ils y convergeront bien plus tôt, donc l’objet qui serait en BB serait plus petit. 

Or votre oeil rapporte l’objet en BB aux points d’où les rayons commenceraient à diverger: donc l’objet doit vous paraître plus petit, comme il l’est en effet dans cette figure. Par la même raison qu’il paraît plus petit, il vous paraît plus près, puisqu’en effet les points où aboutiraient les rayons BB sont plus près du miroir que ne le sont les rayons AA. 

Par la raison des contraires, vous devez voir les objets plus grands et plus éloignés dans un miroir concave, en plaçant l’objet assez près du miroir (figure 14). 

Car les cônes des rayons AA venant à diverger sur le miroir aux points où ces rayons tombent, s’ils se réfléchissaient à travers ce miroir, ils ne se réuniraient qu’en BB: donc c’est en BB que vous les voyez. Or BB est plus grand et plus éloigné du miroir que n’est AA: donc vous verrez l’objet plus grand et plus loin. 

Voilà en général ce qui se passe dans les rayons réfléchis à vos yeux; et ce seul principe, que l’angle d’incidence est toujours égal à l’angle de réflexion, est le premier fondement de tous les mystères de la catoptrique. 

Maintenant il s’agit de savoir comment les lunettes augmentent ces grandeurs et rapprochent ces distances; enfin pourquoi, les objets se peignant renversés dans vos yeux, vous les voyez cependant comme ils sont. 

A l’égard des grandeurs et des distances, voici ce que les mathématiques nous en apprendront. Plus un objet fera dans votre oeil un grand angle, plus l’objet vous paraître grand: rien n’est plus simple. Cette ligne HK, que vous voyez à cent pas, trace un angle dans l’oeil A (figure 15); à deux cents pas, elle trace un angle la moitié plus petit dans l’oeil B (figure 16). Or l’angle qui se forme dans votre rétine, et dont votre rétine est la base, est comme l’angle dont l’objet est la base. Ce sont des angles opposés au sommet: donc par les premières notions des éléments de la géométrie ils sont égaux; donc si l’angle formé dans l’oeil A est double de l’angle formé dans l’oeil B, cet objet doit paraître une fois plus grand à l’oeil A qu’à l’oeil B. 

Maintenant, pour que l’oeil étant en B voie l’objet aussi grand que le voit l’oeil en A, il faut faire en sorte que cet oeil R reçoive un angle aussi grand que celui de l’oeil A, qui est une fois plus près. Les verres d’un télescope feront cet effet (figure 17). 

Ne mettons ici qu’un seul verre pour plus de facilité, et faisons abstraction des autres effets de plusieurs verres. L’objet HK envoie ses rayons à ce verre. Ils se réunissent à quelque distance du verre. Concevons un verre taillé de sorte que ces rayons se croisent pour aller former dans l’oeil en C un angle aussi grand que celui de l’oeil en A: alors l’oeil, nous dit-on, juge par cet angle. Il voit donc alors l’objet de la même grandeur que le voit l’oeil en A. Mais en A, il le voit à cent pas de distance: donc en C, recevant le même angle, il le verra encore à cent pas de distance. Tout l’effet des verres de lunettes multipliés, et des télescopes divers, et des microscopes qui agrandissent les objets, consiste donc à faire voir les choses sous un plus grand angle. L’objet AR (figure 18) est vu par le moyen de ce verre sous l’angle DCD, qui est bien plus grand que l’angle ACB. 

Vous demandez encore aux règles d’optique pourquoi vous voyez les objets dans leur situation, quoiqu’ils se peignent renversés sur notre rétine? 

Le rayon qui part de la tête de cet homme A (figure 19) vient au point inférieur de votre rétine A; ses pieds B sont vus par les rayons BB, au point supérieur de votre rétine B. Ainsi cet homme est peint réellement la tête en bas et les pieds en haut au fond de vos yeux. Pourquoi donc ne voyez-vous pas cet homme renversé, mais droit, et tel qu’il est! 

Pour résoudre cette question, on se sert de la comparaison de l’aveugle qui tient des bâtons croisés avec lesquels il devine très bien la position des objets. 

Car le point qui est à gauche, étant senti par la main droite à l’aide du bâton, il le juge aussitôt à gauche; et le point que sa main gauche a senti par l’entremise de l’autre bâton, il le juge à droite sans se tromper. 

Tous les maîtres d’optique nous disent donc que la partie inférieure de l’oeil rapporte tout d’un coup sa sensation à la partie supérieure de l’objet, et que la partie supérieure de la rétine rapporte aussi naturellement la sensation à la partie inférieure; ainsi on voit l’objet dans sa situation véritable(16).

Mais quand vous aurez connu parfaitement tous ces angles, et toutes ces lignes mathématiques, par lesquelles on suit le chemin de la lumière jusqu’au fond de l’oeil, ne croyez pas pour cela savoir comment vous apercevez les grandeurs, les distances, les situations des choses. Les proportions géométriques de ces angles et de ces lignes sont justes, il est vrai; mais il n’y a pas plus de rapport entre elles et nos sensations qu’entre le son que nous entendons et la grandeur, la distance, la situation de la chose entendue. Par le son, mon oreille est frappée; j’entends des tons, et rien de plus. Par la vue, mon oeil est ébranlé; je vois des couleurs, et rien de plus. Non seulement les proportions de ces angles et de ces lignes ne peuvent en aucune manière être la cause immédiate du jugement que je forme des objets, mais en plusieurs cas ces proportions ne s’accordent point du tout avec la façon dont nous voyons les objets. 

Par exemple, un homme vu à quatre pas, et à huit pas, est vu de même grandeur. Cependant l’image de cet homme, à quatre pas, est, à très peu de chose près, double dans votre oeil de celle qu’il y trace à huit pas. Les angles sont différents, et vous voyez l’objet toujours également grand; donc il est évident par ce seul exemple, choisi entre plusieurs, que ces angles et ces lignes ne sont point du tout la cause immédiate de la manière dont nous voyons. 

Avant donc que de continuer les recherches que nous avons commencées sur la lumière, et sur les lois mécaniques de la nature, vous m’ordonnez de dire ici comment les idées des distances, des grandeurs, des situations, des objets, sont reçues dans notre âme. Cet examen nous fournira quelque chose de nouveau et de vrai: c’est la seule excuse d’un livre. 

Comment nous connaissons les distances, les grandeurs, les figures, les situations. - Les angles ni les lignes optiques ne peuvent nous faire connaître les distances. Exemple en preuve. Ces lignes optiques ne font connaître ni les grandeurs ni les figures. Exemple en preuve. Preuve par l’expérience de l’aveugle-né, guéri par Cheselden. Comment nous connaissons les distances et les grandeurs. Exemple. Nous apprenons à voir comme à lire. La vue ne peut faire connaître l’étendue.

(17)Commençons par la distance. Il est clair qu’elle ne peut être aperçue immédiatement par elle-même, car la distance n’est qu’une ligne de l’objet à nous. Cette ligne se termine à un point; nous ne sentons donc que ce point, et soit que l’objet existe à mille lieues, ou qu’il soit à un pied, ce point est toujours le même. 

Nous n’avons donc aucun moyen immédiat pour apercevoir tout d’un coup la distance, comme nous en avons pour sentir par l’attouchement si un corps est dur ou mou; par le goût, s’il est doux ou amer; par l’ouïe, si de deux sons l’un est grave et l’autre aigu. Car, qu’on y prenne bien garde, les parties d’un corps qui cèdent à mon doigt sont la plus prochaine cause de ma sensation de mollesse, et les vibrations de l’air, excitées par le corps sonore, sont la plus prochaine cause de ma sensation du son; or si je ne puis avoir ainsi immédiatement une idée de distance, il faut donc que je connaisse cette distance par le moyen d’une autre idée intermédiaire. Mais il faut au moins que j’aperçoive cette intermédiaire: car une idée que je n’aurai point ne servira certainement pas à m’en faire avoir une autre. Je dis qu’une telle maison est à un mille d’une telle rivière; mais si je ne sais pas où est cette rivière, je ne sais certainement pas où est cette maison. Un corps cède aisément à l’impression de ma main, je conclus immédiatement sa mollesse; un autre résiste, je sens immédiatement sa dureté: il faudrait donc que je sentisse les angles formés dans mon oeil, pour en conclure immédiatement les distances des objets. Mais la plupart des hommes ne savent pas même si ces angles existent: donc il est évident que ces angles ne peuvent être la cause immédiate de ce que vous connaissez les distances. 

Celui qui, pour la première fois de sa vie, entendrait le bruit du canon, ou le son d’un concert, ne pourrait juger si on tire ce canon, ou si on exécute ce concert à une lieue, ou à trente pas. 

Il n’y a que l’expérience qui puisse l’accoutumer à juger de la distance qui est entre lui et l’endroit d’où part ce bruit. Les vibrations, les ondulations de l’air, portent un son à ses oreilles, ou plutôt à son âme; mais ce bruit n’avertit pas plus son âme de l’endroit où le bruit commence qu’il ne lui apprend la forme du canon ou des instruments de musique. 

C’est la même chose précisément par rapport aux rayons de lumière qui partent d’un objet: ils ne nous apprennent point du tout où est cet objet. 

Ils ne nous font pas connaître davantage les grandeurs, ni même les figures. 

Je vois de loin une espèce de petite tour. J’avance, j’aperçois, et je touche un grand bâtiment quadrangulaire. Certainement ce que je vois et ce que je touche n’est pas ce que je voyais. Ce petit objet rond, qui était dans mes yeux, n’est point ce grand bâtiment carré. 

Autre chose est donc l’objet mesurable et tangible, autre chose est l’objet visible. J’entends de ma chambre le bruit d’un carrosse: j’ouvre la fenêtre, et je le vois; je descends, et j’entre dedans. Or, ce carrosse que j’ai entendu, ce carrosse que j’ai vu, ce carrosse que j’ai touché, sont trois objets absolument divers de trois de mes sens, qui n’ont aucun rapport immédiat les uns avec les autres. 

Il y a bien plus: il est démontré, comme je l’ai dit, qu’il se forme dans mon oeil un angle. une fois plus grand, à très peu de chose près, quand je vois un homme à quatre pieds de moi, que quand je vois le même homme à huit pieds de moi. Cependant je vois toujours cet homme de la même grandeur: comment mon sentiment contredit-il ainsi le mécanisme de mes organes? L’objet est réellement une fois plus petit dans mes yeux, et je le vois une fois plus grand. C’est en vain qu’on veut expliquer ce mystère par le chemin, ou par la forme que prend le cristallin dans nos yeux. Quelque supposition que l’on fasse, l’angle sous lequel je vois un homme à quatre pieds de moi est toujours double de l’angle sous lequel je le vois à huit pieds; et la géométrie ne résoudra jamais ce problème, la physique y est également impuissante: car vous avez beau supposer que l’oeil prend une nouvelle conformation, que le cristallin s’avance, que l’angle s’agrandit, tout cela s’opérera également pour l’objet qui est à huit pas et pour l’objet qui est à quatre. La proportion sera toujours la même: si vous voyez l’objet à huit pas sous un angle de moitié plus grand, vous voyez aussi l’objet à quatre pas sous un angle de moitié plus grand ou environ. Donc ni la géométrie ni la physique ne peuvent expliquer cette difficulté. 

Ces lignes et ces angles géométriques ne sont pas plus réellement la cause de ce que nous voyons les objets à leur place que de ce que nous les voyons de telle grandeur, et à telle distance. 

L’âme ne considère pas si telle partie va se peindre au bas de l’oeil; elle ne rapporte rien à des lignes qu’elle ne voit point. L’oeil se baisse seulement pour voir ce qui est près de la terre, et se relève pour voir ce qui est au-dessus de la terre. 

Tout cela ne pouvait être éclairci, et mis hors de toute contestation, que par quelque aveugle-né à qui on aurait donné le sens de la vue. Car si cet aveugle, au moment qu’il eut ouvert les yeux, eût jugé des distances, des grandeurs et des situations, il eût été vrai que les angles optiques, formés tout d’un coup dans sa rétine, eussent été les causes immédiates de ses sentiments. Aussi le docteur Barclay assurait après M. Locke (et allant même en cela plus loin que Locke) que ni situation, ni grandeur, ni distance, ni figure ne serait aucunement discernée par cet aveugle dont les yeux recevraient tout d’un coup la lumière. 

Mais où trouver l’aveugle dont dépendait la décision indubitable de cette question? Enfin, en 1729, M. Cheselden, un de ces fameux chirurgiens qui joignent l’adresse de la main aux plus grandes lumières de l’esprit, ayant imaginé qu’on pouvait donner la vue à un aveugle-né en lui abaissant ce qu’on appelle des cataractes, qu’il soupçonnait formées dans ses yeux presque au moment de sa naissance, il proposa l’opération. L’aveugle eut de la peine à y consentir. Il ne concevait pas trop que le sens de la vue pût beaucoup augmenter ses plaisirs. Sans l’envie qu’on lui inspira d’apprendre à lire et à écrire, il n’eût point désiré de voir. Il vérifiait par cette indifférence qu’il est impossible d’être malheureux par la privation des biens dont on n’a pas d’idée: vérité bien importante. Quoi qu’il en soit, l’opération fut faite, et réussit. Ce jeune homme d’environ quatorze ans vit la lumière pour la première fois. Son expérience confirma tout ce que Locke et Barclay avaient si bien prévu. Il ne distingua de longtemps ni grandeur, ni situation, ni même figure. Un objet d’un pouce, mis devant son oeil, et qui lui cachait une maison, lui paraissait aussi grand que la maison. Tout ce qu’il voyait lui semblait d’abord être sur ses yeux, et les toucher comme les objets du tact touchent la peau. Il ne pouvait distinguer d’abord ce qu’il avait jugé rond à l’aide de ses mains, d’avec ce qu’il avait jugé angulaire, ni discerner avec ses yeux si ce que ses mains avaient senti être en haut ou en bas était en effet en haut ou en bas. Il était si loin de connaître les grandeurs qu’après avoir enfin conçu par la vue que sa maison était plus grande que sa chambre, il ne concevait pas comment la vue pouvait donner cette idée. Ce ne fut qu’au bout de deux mois d’expérience qu’il put apercevoir que les tableaux représentaient des corps solides; et, lorsque après ce long tâtonnement d’un sens nouveau en lui il eut senti que des corps, et non des surfaces seules, étaient peints dans les tableaux, il y porta la main, et fut étonné de ne point trouver avec ses mains ces corps solides, dont il commençait à apercevoir les représentations. Il demandait quel était le trompeur, du sens du toucher ou du sens de la vue. 

Ce fut donc une décision irrévocable que la manière dont nous voyons les choses n’est point du tout la suite immédiate des angles formés dans nos yeux: car ces angles mathématiques étaient dans les yeux de cet homme comme dans les nôtres, et ne lui servaient de rien sans le secours de l’expérience et des autres sens. 

Comment nous représentons-nous donc les grandeurs et les distances? De la même façon dont nous imaginons les passions des hommes, par les couleurs qu’elles peignent sur leurs visages, et par l’altération qu’elles portent dans leurs traits. Il n’y a personne qui ne lise tout d’un coup sur le front d’un autre la douleur ou la colère. C’est la langue que la nature parle à tous les yeux; niais l’expérience seule apprend ce langage. Aussi l’expérience seule nous apprend que quand un objet est trop loin, nous le voyons confusément et faiblement. De là nous formons des idées, qui ensuite accompagnent toujours la sensation de la vue. Ainsi tout homme qui, à dix pas, aura vu son cheval haut de cinq pieds, s’il voit, quelques minutes après, ce cheval gros comme un mouton, son âme, par un jugement involontaire, conclut à l’instant que ce cheval est très loin. 

Il est bien vrai que, quand je vois mon cheval gros comme un mouton, il se forme alors dans mon oeil une peinture plus petite, un angle plus aigu; mais c’est là ce qui accompagne, non ce qui cause mon sentiment. De même quelquefois il se fait un autre ébranlement dans mon cerveau, quand je vois un homme rougir de honte, que quand je le vois rougir de colère; mais ces différentes impressions ne m’apprendraient rien de ce qui se passe dans l’âme de cet homme, sans l’expérience dont la voix seule se fait entendre. 

Loin que cet angle soit la cause immédiate de ce que je juge qu’un grand cheval est très loin quand je vois ce cheval fort petit, il arrive au contraire, à tous les moments, que je vois ce même cheval également grand à dix pas, à vingt, à trente pas, quoique l’angle à dix pas soit double, triple, quadruple. 

Je regarde de fort loin, par un petit trou, un homme posté sur un toit; le lointain et le peu de rayons m’empêchent d’abord de distinguer si c’est un homme: l’objet me paraît très petit, je crois voir une statue de deux pieds tout au plus; l’objet se remue, je juge que c’est un homme, et dès ce même instant cet homme me paraît de la grandeur ordinaire: d’où viennent ces deux jugements si différents? 

Quand j’ai cru voir une statue, je l’ai imaginée de deux pieds parce que je la voyais sous un tel angle: nulle expérience ne pliait mon âme à démentir les traits imprimés dans ma rétine; mais dès que j’ai jugé que c’était un homme, la liaison mise par l’expérience, dans mon cerveau, entre l’idée d’un homme et l’idée de la hauteur de cinq à six pieds, me force, sans que j’y pense, à imaginer, par un jugement soudain, que je vois un homme de telle hauteur, et à voir une telle hauteur en effet(18).

Il faut absolument conclure de tout ceci que les distances, les grandeurs, les situations, ne sont pas, à proprement parler, des choses visibles, c’est-à-dire ne sont pas les objets propres et immédiats de la vue. L’objet propre et immédiat de la vue n’est autre chose que la lumière colorée: tout le reste, nous ne le sentons qu’à la longue et par expérience. Nous apprenons à voir précisément comme nous apprenons à parler et à lire. La différence est que l’art de voir est plus facile, et que la nature est également à tous notre maître. 

Les jugements soudains, presque uniformes, que toutes nos âmes, à un certain âge, portent des distances, des grandeurs, des situations, nous font penser qu’il n’y a qu’à ouvrir les yeux pour voir de la manière dont nous voyons. On se trompe; il y faut le secours des autres sens(19). Si les hommes n’avaient que le sens de la vue, ils n’auraient aucun moyen pour connaître l’étendue en longueur, largeur et profondeur; et un pur esprit ne la connaîtrait pas peut-être, à moins que Dieu ne la lui révélât. Il est très difficile de séparer dans notre entendement l’extension d’un objet d’avec les couleurs de cet objet. Nous ne voyons jamais rien que d’étendu, et de là nous sommes tous portés à croire que nous voyons en effet l’étendue. Nous ne pouvons guère distinguer dans notre âme ce jaune, que nous voyons dans un louis d’or, d’avec ce louis d’or dont nous voyons le jaune. C’est comme, lorsque nous entendons prononcer ce mot louis d’or, nous ne pouvons nous empêcher d’attacher malgré nous l’idée de cette monnaie au son que nous entendons prononcer(20).

Si tous les hommes parlaient la même langue, nous serions toujours prêts à croire qu’il y aurait une connexion nécessaire entre les mots et les idées. Or tous les hommes ont ici le même langage, en fait d’imagination. La nature leur dit à tous: Quand vous aurez vu des couleurs pendant un certain temps, votre imagination vous représentera à tous, de la même façon, les corps auxquels ces couleurs semblent attachées. Ce jugement prompt et involontaire que vous formerez vous sera utile dans le cours de votre vie: car s’il fallait attendre, pour estimer les distances, les grandeurs, les situations de tout ce qui vous environne, que vous eussiez examiné des angles et des rayons visuels, vous seriez morts avant que de savoir si les choses dont vous avez besoin sont à dix pas de vous, ou à cent millions de lieues, et si elles sont de la grosseur d’un ciron ou d’une montagne. Il vaudrait beaucoup mieux pour vous être nés aveugles. 

Nous avons donc très grand tort quand nous disons que nos sens nous trompent. Chacun de nos sens fait la fonction à laquelle la nature l’a destiné. Ils s’aident mutuellement pour envoyer à notre âme, par les mains de l’expérience, la mesure des connaissances que notre être comporte. Nous demandons à nos sens ce qu’ils ne sont point faits pour nous donner. Nous voudrions que nos yeux nous fissent connaître la solidité, la grandeur, la distance, etc.; mais il faut que le toucher s’accorde en cela avec la vue, et que l’expérience les seconde. Si le P. Malebranche avait envisagé la nature par ce côté, il eût attribué peut-être moins d’erreurs à nos sens, qui sont les seules sources de toutes nos idées. 

Il ne faut pas sans doute étendre à tous les cas cette espèce de métaphysique que nous venons de voir: nous ne devons l’appeler au secours que quand les mathématiques nous sont insuffisantes; et c’est encore une erreur qu’il faut reconnaître dans le P. Malebranche. Il attribue, par exemple, à la seule imagination des hommes, des effets dont les seules règles d’optique rendent raison. Il croit que si les astres nous paraissent plus grands à l’horizon qu’au méridien, c’est à l’imagination seule qu’il faut s’en prendre. Nous allons, dans le chapitre suivant, expliquer ce phénomène, qui depuis cent ans a exercé tant de philosophes. 

Wallis fut le premier qui crut que la longue interposition des terres, et même des nuages, fait paraître le soleil et la lune plus grands à l’horizon qu’au méridien. Malebranche fortifia cette opinion de toutes les preuves que lui fournit la sagacité de son génie. Régis eut avec lui une dispute célèbre sur ce phénomène: il l’attribuait aux réfractions qui se font dans les vapeurs de la terre, et il se trompait, car les réfractions font précisément l’effet contraire à celui que Régis leur attribuait; mais le P. Malebranche ne se trompait pas moins, en soutenant que l’imagination, frappée de la longue étendue des terres et des nuages à notre horizon, se représente le même astre plus grand au bout de ces terres et de ces nuées que lorsque, étant parvenu à son plus haut point, il est vu sans aucune interposition. 

Les plus simples expériences démentent le système de Malebranche. J’eus, il y a quelques années, la curiosité d’examiner de suite ce phénomène; je fis faire des tuyaux de carton de sept à huit pieds de long, d’un demi-pied de diamètre; je fis regarder le soleil à l’horizon par plusieurs enfants dont l’imagination n’était point du tout accoutumée à juger de la grandeur de l’astre par l’étendue qui paraît entre l’astre et les yeux. ils ne voyaient pas même ni le terrain ni les nuages. Le tube ne leur laissait que la vue du soleil, et tous le virent comme moi beaucoup plus grand qu’à midi. Cette expérience et plusieurs autres me déterminaient à imaginer une autre cause; et j’avais déjà le malheur de faire un système, lorsque la solution mathématique de ce problème, par M. Smith, me tomba entre les mains, et m’épargna les erreurs d’une hypothèse. Voici cette explication qui mérite d’être étudiée. 

Il faut d’abord établir que, suivant les règles de l’optique, le ciel nous doit paraître une voûte surbaissée. En voici une preuve familière. 

Notre vue s’étend distinctement jusqu’au point où les objets font dans notre oeil un angle de la huit-millième partie d’un pouce au moins, selon les observations de Hooke. Un homme OP (figure 20), haut de 5 pieds, regarde l’objet AB aussi haut de 5 pieds, et distant de 25,000 pieds: il le voit sous l’angle AOB; mais cet angle AOB n’étant pas dans l’oeil de la huit-millième partie d’un pouce, il ne le distingue pas. Mais s’il regarde l’objet C, l’angle est encore plus petit; il le voit comme si cet objet était en AD; ainsi tout ce qui est derrière C devient encore moins distinct; les maisons, les nuages, qui seront derrière C, doivent paraître raser l’horizon vers C; tous les nuages s’abaissent donc pour nous à l’horizon à la distance de 25,000 pieds, c’est-à-dire à environ une lieue de 3,000 pas et deux tiers, et ils s’abaissent par degrés: par conséquent tous les nuages qui s’élèvent en G (figure 21), à environ trois quarts de lieue de hauteur, doivent nous paraître raser notre horizon; ainsi, au lieu de voir les nuages G aussi hauts que le nuage N; nous voyons les nuages G toucher la terre, et le nuage N élevé environ à trois quarts de lieue au-dessus de notre tête; nous ne devons donc voir le ciel ni comme un plafond, ni comme un cintre circulaire, mais comme une voûte surbaissée, dont le grand diamètre BB est environ six fois plus grand que le petit AD. 

Nous voyons donc le ciel en cette manière BAB; et quand le soleil ou la lune sont en B à l’horizon, ils nous paraissent plus éloignés (à nous qui sommes en D) d’environ un tiers, que quand ces astres sont en A: or, nous devons les voir sous les angles qui viendront à nos yeux de B et de A; il reste donc à examiner ces angles (figure 22). Il semblerait d’abord qu’ils devraient être plus petits quand l’objet est plus éloigné; et plus grands, quand il est plus proche; mais c’est ici tout le contraire. 

L’astre réel, l’astre tangible roule en BDRE; mais l’astre apparent va dans la courbe BACG. Or les angles se forment par l’objet apparent; tirez donc des angles de l’oeil qui est en P aux places réelles de l’astre D, ces angles viendraient nécessairement raser les astres apparents: vous voyez, par exemple, que l’angle est considérablement grand à l’horizon en G, et qu’il devient assez petit en C; la différence est plus grande au méridien. L’astre au méridien a son disque comme 3, et à l’horizon à peu près comme 9; car les diamètres de l’astre sont comme ses distances apparentes: or, la distance apparente de l’astre est environ 9 à l’horizon, et 3 au méridien; ainsi est sa grandeur apparente. 

Cette vérité se confirme par une autre expérience d’un genre semblable: regardez deux étoiles distantes entre elles réellement d’un dixième de degré; elles vous paraissent beaucoup plus éloignées à l’horizon, et beaucoup plus rapprochées vers le méridien. 

Ces deux étoiles toujours également distantes sont vues sous l’angle FCD vers l’horizon (figure 23), lequel est beaucoup plus grand que l’angle FAB au méridien: vous voyez que cette différence apparente vient précisément par la même raison que je viens de rapporter. 

Voici donc, selon cette règle et selon les observations qui la confirment, les proportions des grandeurs et des distances apparentes du soleil et de la lune: 

A l’horizon, ces astres sont vus de la grandeur 100; 

A 15 degrés au-dessus, de la grandeur 68; 

A 30 degrés, de la grandeur 50; 

A 90 degrés, de la grandeur 30. 

De même deux étoiles quelconques qui conservent toujours entre elles leur même distance paraissent à l’horizon éloignées l’une de l’autre comme 100, et au méridien comme 30; ce qui est toujours, comme vous voyez, la proportion d’environ 9 à 3. 

Cette théorie est encore confirmée par une autre observation. La lune paraît considérablement plus grande en certains temps de l’année qu’en d’autres; le soleil parait aussi plus grand en hiver qu’en été; et les différences de cette grandeur apparente étant plus sensibles vers l’horizon qu’au méridien, elles sont plus aisément remarquées. La raison de cette augmentation de grandeur, c’est que quand le diamètre de la lune et du soleil paraissent plus grands, ces astres sont en effet plus près de nous: le soleil est plus près de la terre en hiver qu’en été, d’environ douze cent mille lieues: ainsi en hiver il parait plus grand; mais cette largeur de son disque est un peu diminuée par les réfractions de l’air épais: la lune en été est dans son périgée; ainsi elle paraît sous un plus grand diamètre, et la largeur de son disque à l’horizon est encore moins diminuée en été qu’en hiver, parce que l’air, dans l’été, est plus subtil et plus rare. 

Ce phénomène est donc entièrement du ressort de la géométrie et de l’optique, et le docteur Smith a la gloire d’avoir enfin trouvé la solution du problème sur lequel les plus grands génies avaient fait des systèmes inutiles(21).

De la cause qui fait briser les rayons de la lumière en passant d’une substance dans une antre; que cette cause est une loi générale de la nature inconnue avant Newton; que l’inflexion de la lumière est encore un effet de cette cause, etc. - Ce que c’est que réfraction. Proportion des réfractions trouvée par Snellius. Ce que c’est que sinus de réfraction. Grande découverte de Newton. Lumière brisée avant d’entrer dans les corps. Examen de l’attraction. Il faut examiner l’attraction avant que de se révolter contre ce mot. Impulsion et attraction également certaines et inconnues. En quoi l’attraction est une qualité occulte. Preuves de l’attraction. Inflexion de la lumière auprès des corps qui l’attirent.

Nous avons déjà vu l’artifice presque incompréhensible de la réflexion de la lumière, que l’impulsion connue ne peut causer. Celui de la réfraction, dont nous allons reprendre l’examen, n’est pas moins surprenant. 

Commençons par nous bien affermir dans une idée nette de la chose qu’il faut expliquer. Souvenons-nous bien que, quand la lumière tombe d’une substance plus rare, plus légère, comme l’air, dans une substance plus pesante, plus dense, comme l’eau, et qui semble lui devoir résister davantage, la lumière alors quitte son chemin, et se brise en s’approchant d’une perpendicule qu’on élèverait sur la surface de cette eau. 

M. Leclerc, dans sa Physique, a dit tout le contraire, faute d’attention. En son livre V, chapitre VIII: « Plus la résistance des corps est grande, dit-il, plus la lumière qui tombe dans eux s’éloigne de la perpendicule. Ainsi le rayon s’éloigne de la perpendicule en passant de l’air dans l’eau. » 

Ce n’est pas la seule méprise qui soit dans Leclerc; et un homme qui aurait le malheur d’étudier la physique dans les écrits de cet auteur n’aurait guère que des idées fausses ou confuses. 

Pour avoir une idée bien nette de cette vérité, regardez ce rayon qui tombe de l’air dans ce cristal (figure 24). 

Vous savez comme il se brise. Ce rayon AE fait un angle avec cette perpendiculaire BE en tombant sur la surface de ce cristal. Ce même rayon, réfracté dans ce cristal, fait un autre angle avec cette même perpendiculaire qui règle sa réfraction. Il fallut mesurer cette incidence et ce brisement de la lumière. Il semble que ce soit une chose fort aisée; cependant le géomètre arabe Alhazen, Vitellio, Kepler même, y échouèrent. Snellius Villebrod est le premier, au rapport d’Huygens, témoin oculaire, qui trouva cette proportion constante dans laquelle la lumière se rompt dans des milieux donnés. Il se servit des sécantes. Descartes se servit ensuite des sinus, ce qui est précisément la même proportion, le même théorème, sous d’autres noms. Cette proportion est très aisée à entendre de ceux qui sont les plus étrangers dans la géométrie. 

Plus la ligne AB que vous voyez est grande, plus la ligne CD sera grande aussi. Cette ligne AB est ce qu’on appelle sinus d’incidence. Cette ligne CD est le sinus de la réfraction(22). Ce n’est pas ici le lieu d’expliquer en général ce que c’est qu’un sinus. Ceux qui ont étudié la géométrie le savent assez. Les autres pourraient être un peu embarrassés de la définition. Il suffit de bien savoir que ces deux sinus, de quelque grandeur qu’ils soient, sont toujours en proportion dans un milieu donné. Or cette proportion est différente quand la réfraction se fait dans un milieu différent. 

La lumière qui tombe obliquement de l’air dans du cristal s’y brise de façon que le sinus de réfraction CD est au sinus d’incidence AB comme 2 à 3: ce qui ne veut dire autre chose, sinon que cette ligne AB est un tiers plus grande dans l’air, en ce cas, que la ligne GD dans ce cristal. 

Dans l’eau cette proportion est de 3 à 4. Ainsi il est palpable que, dans tous les cas, dans toutes les obliquités d’incidence possibles, la force réfringente du cristal est à celle de l’eau comme 9 est à 8; il s’agit non seulement de savoir la cause de la réfraction, mais celle de toutes ces réfractions différentes. C’est là que les philosophes ont tous fait des hypothèses, et se sont trompés. 

Enfin Newton seul a trouvé la véritable raison qu’on cherchait. Sa découverte mérite assurément l’attention de tous les siècles: car il ne s’agit pas ici seulement d’une propriété particulière à la lumière, quoique ce fût déjà beaucoup; nous verrons que cette propriété appartient à tous les corps de la nature. 

Considérez que les rayons de la lumière sont en mouvement; que s’ils se détournent en changeant leur course, ce doit être par quelque loi primitive, et qu’il ne doit arriver à la lumière que ce qui arriverait à tous les corps de même petitesse que la lumière, toutes choses d’ailleurs égales. 

Qu’une balle de plomb A (figure 25) soit poussée obliquement de l’air dans l’eau, il lui arrivera d’abord le contraire de ce qui est arrivé à ce rayon de lumière: car ce rayon délié passe dans des pores, et cette balle, dont la superficie est large, rencontre la superficie de l’eau qui la soutient. 

Cette balle s’éloigne donc d’abord de la perpendiculaire B; mais lorsqu’elle a perdu tout ce mouvement oblique qu’on lui avait imprimé, elle tombe alors, à peu près suivant une perpendiculaire qu’on élèverait du point où elle commence à descendre. Elle retarde, comme on sait, sa chute dans l’eau, parce que l’eau lui résiste; mais un rayon de lumière y augmente au contraire sa célérité, parce que l’eau ne résiste pas à ceux des rayons qui la pénètrent. 

Il y a donc une force, telle qu’elle soit, qui agit entre les corps et la lumière. 

Que cette attraction, que cette tendance existe, nous n’en pouvons douter: car nous avons vu la lumière, attirée par le verre, y rentrer sans toucher à rien: or, cette force agit nécessairement en ligne perpendiculaire, la ligne perpendiculaire étant le plus court chemin. 

Puisque cette force existe, elle est dans toutes les parties du corps qui l’exerce. Les parties de la superficie d’un corps quelconque éprouvent donc ce pouvoir avant qu’il pénètre l’intérieur de la substance, avant qu’il parvienne au point où il est dirigé (figure 26). Ainsi, dès que ce rayon est arrivé près de la superficie du cristal ou de l’eau, il prend déjà un peu en cette manière le chemin de la perpendicule. 

Il se brise déjà un peu en C avant que d’entrer: plus il entre, plus il se brise, parce que plus il s’approche, plus il est attiré. Il y a encore une raison importante pour laquelle le rayon s’infléchit nécessairement par une courbure insensible avant que de pénétrer en ligne droite dans le cristal: c’est parce qu’il n’y a point d’angle rigoureux dans la nature; un mouvement continu ne peut changer de direction qu’en passant par tous les degrés possibles de changement; il ne peut donc, de la ligne droite, passer tout d’un coup en une autre ligne droite sans tracer une petite courbe qui joigne ces deux lignes ensemble. Ainsi le principe de continuité, établi par Leibnitz, et l’attraction de Newton, se réunissent dans ce phénomène. Ce rayon ne tombe donc pas tout à fait perpendiculairement, et ne suit pas sa première ligne droite oblique, en traversant cette eau ou ce verre; mais il suit une ligne qui participe des deux côtés, et qui descend d’autant plus vite que l’attraction de cette eau ou de ce cristal est plus forte. Donc, loin que l’eau rompe les rayons de lumière en leur résistant, comme on le croyait, elle les rompt en effet, parce qu’elle ne résiste pas, et, au contraire, parce qu’elle les attire. Il faut donc dire que les rayons se brisent vers la perpendiculaire, non pas quand ils passent d’un milieu plus facile dans un milieu plus résistant, mais quand ils passent d’un milieu moins attirant dans un milieu plus attirant. Observez qu’il ne faut jamais entendre par ce mot attirant que le point vers lequel se dirige une force reconnue, une propriété incontestable de la matière, laquelle propriété est très sensible entre la lumière et les corps. Que l’on considère que, depuis l’an 1672 que Newton fit voir cette attraction, aucun philosophe n’a pu imaginer une raison plausible de ce brisement de la lumière. 

Les uns vous disent: Le cristal réfracte les rayons de lumière parce qu’il leur résiste; mais, s’il leur résiste, pourquoi ces rayons y entrent-ils plus facilement et avec plus de vitesse? Les autres imaginent une matière dans le cristal qui ouvre de tous côtés des chemins plus faciles; mais si ces chemins sont si faciles de tous côtés, pourquoi la lumière n’y entre-t-elle pas sans se détourner? 

Ceux-ci inventent des atmosphères; ceux-là des tourbillons; tous leurs systèmes croulent par quelque endroit: il faut donc, je crois, s’en tenir aux découvertes de Newton, à cette attraction visible dont ni lui, ni aucun philosophe, n’ont pu trouver la raison. 

Vous savez que beaucoup de gens, autant attachés à la philosophie, ou plutôt au nom de Descartes, qu’ils l’étaient auparavant au nom d’Aristote, se sont soulevés contre l’attraction. Les uns n’ont pas voulu l’étudier, les autres l’ont méprisée, et l’ont insultée après l’avoir à peine examinée; mais je prie le lecteur de faire les trois réflexions suivantes: 

1° Qu’entendons-nous par attraction ? Rien autre chose qu’une force par laquelle un corps s’approche d’un autre, sans que l’on voie, sans que l’on connaisse aucune autre force qui le pousse. 

2° Cette propriété de la matière est établie par les meilleurs philosophes en Angleterre, en Allemagne, en Hollande, et même dans plusieurs universités d’Italie, où des lois un peu rigoureuses ferment quelquefois l’accès à la vérité. Le consentement de tant de savants hommes n’est-il pas. une preuve? Sans doute; mais c’est une raison puissante pour examiner au moins si cette force existe ou non. 

3° L’on devrait songer que l’on ne connaît pas plus la cause de l’impulsion que de l’attraction. On n’y a pas même plus d’idée de l’une de ces forces que de l’autre: car il n’y a personne qui puisse concevoir pourquoi un corps a le pouvoir d’en remuer un autre de sa place, Nous ne concevons pas non plus, il est vrai, comment un corps en attire un autre, ni comment les parties de la matière gravitent mutuellement, comme il sera prouvé. Aussi ne dit-on pas que Newton se soit vanté de connaître la raison de cette attraction. Il a prouvé simplement qu’elle existe; il a vu dans la matière un phénomène constant, une propriété universelle. Si un homme trouvait un nouveau métal dans la terre, ce métal existerait-il moins parce que l’on ne connaîtrait pas les premiers principes dont il serait formé? Que le lecteur qui jettera les yeux sur cet ouvrage ait recours à la discussion métaphysique sur l’attraction, faite par M. de Maupertuis, dans le plus petit et dans le meilleur livre qu’on ait écrit peut-être en français, en fait de philosophie: on y verra, à travers la réserve avec laquelle l’auteur s’est expliqué, ce qu’il pense et ce qu’on doit penser de cette attraction dont le nom a tant effarouché. 

On dit souvent que l’attraction est une qualité occulte. 

Si on entend par ce mot un principe réel dont on ne peut rendre raison, tout l’univers est dans ce cas. Nous ne savons ni comment il y a du mouvement, ni comment il se communique, ni comment les corps sont élastiques, ni comment nous pensons, ni comment nous vivons, ni comment ni pourquoi quelque chose existe: tout est qualité occulte. 

Si on entend par ce mot une expression de l’ancienne école, un mot sans idée, que l’on considère seulement que c’est par les plus sublimes et les plus exactes démonstrations mathématiques que Newton a fait voir aux hommes ce principe qu’on s’efforce de traiter de chimère. 

Nous avons vu que les rayons réfléchis d’un miroir ne sauraient venir à nous de sa surface. Nous avons expérimenté que les rayons, transmis dans du verre à un certain angle, reviennent au lieu de passer dans l’air; que, s’il y a du vide derrière ce verre, les rayons qui étaient transmis auparavant reviennent de ce vide à nous: certainement, il n’y a point là d’impulsion connue. Il faut de toute nécessité admettre un autre pouvoir; il faut bien aussi avouer qu’il y a dans la réfraction quelque chose qu’on n’entendait pas jusqu’à présent. 

Or quelle sera cette puissance qui rompra ce rayon de lumière dans ce bassin d’eau? Il est démontré (comme nous le dirons au chapitre suivant) que ce qu’on avait cru jusqu’à présent un simple rayon de lumière est un faisceau de plusieurs rayons qui se réfractent tous différemment. Si, de ces traits de lumière contenus dans ce rayon, l’un se réfracte, par exemple à quatre mesures de la perpendiculaire, l’autre se rompra à trois mesures. Il est démontré que les plus réfrangibles, c’est-à-dire, par exemple, ceux qui en se brisant au sortir d’un verre, et en prenant dans l’air une nouvelle direction, s’approchent moins de la perpendiculaire de ce verre, sont aussi ceux qui se réfléchissent le plus aisément, le plus vite. Il y a donc déjà bien de l’apparence que ce sera la même loi qui fera réfléchir la lumière, et qui la fera réfracter. 

Enfin, si nous trouvons encore quelque nouvelle propriété de la lumière qui paraisse devoir son origine à la force de l’attraction, ne devrons-nous pas conclure que tant d’effets appartiennent à la même cause? 

Voici cette nouvelle propriété, qui fut découverte par le P. Grimaldi, jésuite, vers l’an 1660, et sur laquelle Newton a poussé l’examen jusqu’au point de mesurer l’ombre d’un cheveu à des distances différentes. Cette propriété est l’inflexion de la lumière(23). Non seulement les rayons se brisent en passant dans le milieu dont la masse les attire; mais d’autres rayons, qui passent dans l’air auprès des bords de ce corps attirant, s’approchent sensiblement de ce corps, et se détournent visiblement de leur chemin. Mettez (figure 27) dans un endroit obscur cette lame d’acier, ou de verre aminci, qui finit en pointe; exposez-la auprès d’un petit trou par lequel la lumière passe; que cette lumière vienne raser la pointe de ce métal: vous verrez les rayons se courber auprès en telle manière que le rayon qui s’approchera le plus de cette pointe se courbera davantage, et que celui qui en sera le plus éloigné se courbera moins à proportion. N’est-il pas de la plus grande vraisemblance que le même pouvoir qui brise ces rayons quand ils sont dans ce milieu, les force à se détourner quand ils sont près de ce milieu? Voilà donc la réfraction, la transparence, la réflexion, assujetties à de nouvelles lois. Voilà une inflexion de la lumière qui dépend évidemment de l’attraction. C’est un nouvel univers qui se présente aux yeux de ceux qui veulent voir. 

Nous montrerons bientôt qu’il y a une attraction évidente entre le soleil et les planètes, une tendance mutuelle de tous les corps les uns vers les autres. Mais nous avertissons encore ici d’avance que cette attraction, qui fait graviter les planètes sur notre soleil, n’agit point du tout dans les mêmes rapports que l’attraction des petits corps qui se touchent. Ce sont même probablement des attractions de genres absolument différents. Ce sont de nouvelles et différentes propriétés de la lumière et des corps que Newton a découvertes. Il ne s’agit pas ici de leur cause, mais simplement de leurs effets ignorés jusqu’à nos jours. Qu’on ne croie point que la lumière est infléchie vers le cristal et dans le cristal suivant le même rapport, par exemple, que Mars est attiré par le soleil(24).

Suite des merveilles de la réfraction de la lumière. Qu’un seul rayon de la lumière contient en soi toutes les couleurs possibles; ce que c’est que la réfrangibilité. Découvertes nouvelles. - Imagination de Descartes sur les couleurs. Erreur de Malebranche. Expérience et démonstration de Newton. Anatomie de la lumière. Couleurs dans les rayons primitifs. Vaines objections contre ces découvertes. Critiques encore plus vaines. Expérience importante.

Si vous demandez aux philosophes ce qui produit les couleurs, Descartes vous répondra que « les globules de ses éléments sont déterminés à tournoyer sur eux-mêmes, outre leur tendance au mouvement en ligne droite, et que ce sont les différents tournoiements qui font les différentes couleurs ». Mais ses éléments, ses globules, son tournoiement, ont-ils même besoin de la pierre de touche de l’expérience pour que le faux s’en fasse sentir? Une foule de démonstrations anéantit ces chimères. Voici les plus simples et les plus sensibles. 

Rangez des boules les unes contre les autres: supposez-les poussées en tout sens, et tournant toutes sur elles-mêmes en tout sens; par le seul énoncé, il est impossible que ces boules contiguës puissent avancer en lignes droites régulièrement. De plus, comment verriez-vous sur une muraille ce point bleu et ce point vert (figure 28)? 

Les voilà marqués sur cette muraille; il faut qu’ils se croisent en l’air au point A avant que d’arriver aux yeux. Puisqu’ils se croisent, leur prétendu tournoiement doit changer au point d’intersection. Les tournoiements qui faisaient le bleu et le vert ne subsistent donc plus les mêmes: il n’y aurait donc plus alors de point vert ni de point bleu. Un jésuite flamand fit cette objection à Descartes. Celui-ci en sentit toute la force; mais que croiriez-vous qu’il répondit? Que ces boules ne tournaient pas à la vérité, mais qu’elles ont une tendance au tournoiement. Voilà ce que Descartes dit dans ses lettres. L’acte du transparent en tant que transparent est-il plus intelligible? 

Vous me direz sans doute que cette difficulté est égale dans tous les systèmes. Vous me direz que ces rayons, qui partent de ce point bleu et de ce point vert, se croisent nécessairement, quelque opinion qu’on embrasse touchant les couleurs; que cette intersection des rayons devrait toujours empêcher la vision; qu’en un mot, il est toujours incompréhensible que des rayons qui se croisent arrivent à nos yeux dans leur ordre; mais ce scrupule sera bientôt levé, si vous considérez que toute partie de matière a plus de pores incomparablement que de substance. Un rayon du soleil, qui a plus de trente millions de lieues en longueur, n’a pas probablement un pied de matière solide mise bout à bout. Il serait donc très possible qu’un rayon passât à travers d’un autre en cette matière, sans rien déranger (figure 29). 

Mais ce n’est pas seulement ainsi qu’ils passent, c’est encore l’un par-dessus l’autre(25) comme deux bâtons. Mais, direz-vous, des rayons émanés d’un centre n’aboutiraient pas précisément, et en rigueur mathématique, à la même ligne de circonférence. Cela est vrai. Il s’en faudra toujours une très petite quantité. Mais deux hommes ne verraient pas les mêmes points du même objet. Cela est encore vrai. De mille millions de personnes qui regarderont une superficie, il n’y en aura pas deux qui verront les mêmes points précisément. 

Il faut avouer que, dans le plein de Descartes, cette intersection de rayons est impossible; mais tout est également impossible dans le plein, et il n’y a aucun mouvement, quel qu’il soit, qui ne suppose et ne prouve le vide. 

Malebranche vient à son tour, et vous dit: « Il est vrai que Descartes s’est trompé. Son tournoiement des globules n’est pas soutenable; mais ce ne sont pas des globules de lumière, ce sont des petits tourbillons tournoyants de matière subtile, capables de compression, qui sont la cause des couleurs; et les couleurs consistent, comme les sons, dans des vibrations de pression. » Et il ajoute: « Il me parait impossible de découvrir par aucun moyen les rapports exacts de ces vibrations », c’est-à-dire des couleurs. Vous remarquerez qu’il parlait ainsi dans l’Académie des sciences en 1699, et que l’on avait déjà découvert ces proportions en 1675, non pas proportions de vibration de petits tourbillons, qui n’existent point, mais proportions de la réfrangibilité des rayons, qui contiennent les couleurs, comme nous le dirons bientôt. Ce qu’il croyait impossible était déjà démontré aux yeux, reconnu vrai par le sens, ce qui aurait bien déplu au P. Malebranche. 

D’autres philosophes, sentant le faible de ces suppositions, vous disent, au moins avec plus de vraisemblance: « Les couleurs viennent du plus ou du moins de rayons réfléchis des corps colorés. Le blanc est celui qui en réfléchit davantage; le noir est celui qui en réfléchit le moins. Les couleurs les plus brillantes seront donc celles qui vous apporteront le plus de rayons. Le rouge, par exemple, qui fatigue un peu la vue, doit être composé de plus de rayons que le vert, qui la repose davantage. » Cette hypothèse (déjà suspecte, puisqu’elle est hypothèse) ne paraît qu’une erreur grossière, dès l’instant que l’on daigne considérer un tableau à un jour faible, et ensuite à un grand jour. Vous voyez toujours les mêmes couleurs. Du blanc, qui n’est éclairé que d’une bougie, est toujours blanc; et le vert, éclairé de mille bougies, sera toujours vert. 

Adressez-vous enfin à Newton. Il vous dira: Ne m’en croyez pas; n’en croyez que vos yeux et les mathématiques; mettez-vous dans une chambre tout à fait obscure, où le jour n’entre que par un trou extrêmement petit: le rayon de la lumière viendra sur du papier vous donner la couleur de la blancheur. 

Exposez transversalement à un rayon de lumière ce prisme de verre (figure 30); ensuite mettez à une distance d’environ seize ou dix-sept pieds une feuille de papier PP vis-à-vis ce prisme. 

Vous savez que la lumière se brise en entrant de l’air dans ce prisme; vous savez qu’elle se brise en sens contraire, en sortant de ce prisme dans l’air. Si elle ne se brisait pas ainsi, elle irait de ce trou tomber sur le plancher de la chambre Z. Mais, comme il faut que la lumière en s’échappant s’éloigne de la ligne Z, cette lumière ira donc frapper le papier. C’est là que se voit tout le secret de la lumière et des couleurs. Ce rayon, qui est tombé sur ce prisme, n’est pas, comme on croyait, un simple rayon: c’est un faisceau de sept principaux faisceaux de rayons, dont chacun porte en soi une couleur primitive, primordiale, qui lui est propre. Des mélanges de ces sept rayons naissent toutes les couleurs de la nature; et les sept réunis ensemble, réfléchis ensemble de dessus un objet, forment la blancheur.

Approfondissez cet artifice admirable. Nous avions déjà insinué que les rayons de la lumière ne se réfractent pas, ne se brisent pas tous également; ce qui se passe ici en est aux yeux une démonstration évidente. Ces sept rayons de lumière échappés du corps de ce rayon, qui s’est anatomisé au sortir du prisme, viennent se placer, chacun dans leur ordre, sur ce papier blanc, chaque rayon occupant un ovale. Le rayon qui a le moins de force pour suivre son chemin, le moins de roideur, le moins de matière, s’écarte plus dans l’air de la perpendiculaire du prisme. Celui qui est le plus fort (figure 31), le plus dense, le plus vigoureux, s’en écarte le moins. Voyez-vous ces sept rayons qui viennent se briser les uns au-dessus des autres? 

Chacun d’eux peint sur ce papier la couleur primitive qu’il porte en lui-même. Le premier rayon, qui s’écarte le moins de cette perpendicule du prisme, est couleur de feu; le second, orangé; le troisième, jaune; le quatrième, vert; le cinquième, bleu; le sixième, indigo; enfin celui qui s’écarte davantage de la perpendicule, et qui s’élève le dernier au-dessus des autres, est le violet. 

Un seul faisceau de lumière, qui auparavant faisait la couleur blanche, est donc un composé de sept faisceaux, qui ont chacun leur couleur. L’assemblage de sept rayons primordiaux fait donc le blanc. 

Si vous en doutez encore, prenez un des verres lenticulaires de lunette, qui rassemblent tous les rayons à leur foyer; exposez ce verre au trou par lequel entre la lumière: vous ne verrez jamais à ce foyer qu’un rond de blancheur. 

Exposez ce même verre au point où il pourra rassembler tous les sept rayons partis du prisme: il réunit, comme vous le voyez, ces sept rayons dans son foyer (figure 32). La couleur de ces sept rayons réunis est blanche: donc il est démontré que la couleur de tous les rayons réunis est la blancheur. 

Le noir, par conséquent, sera le corps qui ne réfléchira point de rayons. 

Car, lorsqu’à l’aide du prisme vous avez séparé un de ces rayons primitifs, exposez-le à un miroir, à un verre ardent, à un autre prisme: jamais il ne changera de couleur, jamais il ne se séparera en d’autres rayons. Porter en soi une telle couleur est son essence; rien ne peut plus l’altérer, et pour surabondance de preuve, prenez des fils de soie de différentes couleurs; exposez un fil de soie bleue, par exemple, au rayon rouge, cette soie deviendra rouge. Mettez-la au rayon jaune, elle deviendra jaune; ainsi du reste. Enfin ni réfraction, ni réflexion, ni aucun moyen imaginable ne peut changer ce rayon primitif, semblable à l’or que le creuset a éprouvé, et encore plus inaltérable. 

Cette propriété de la lumière, cette inégalité dans les réfractions de ses rayons, est appelée par Newton réfrangibilité. On s’est d’abord révolté contre le fait, et on l’a nié longtemps, parce que M. Mariotte avait manqué en France les expériences de Newton. On aima mieux dire que Newton s’était vanté d’avoir vu ce qu’il n’avait point vu que de penser que Mariotte ne s’y était pas bien pris pour voir, et qu’il n’avait pas été assez heureux dans le choix des prismes qu’il employa. Ensuite même, lorsque ces expériences ont été bien faites, et que la vérité s’est montrée à nos yeux, le préjugé a subsisté encore au point que, dans plusieurs journaux et dans plusieurs livres faits depuis l’année 1730, on nie hardiment ces mêmes expériences, que cependant on fait dans toute l’Europe. C’est ainsi qu’après la découverte de la circulation du sang on soutenait encore des thèses contre cette vérité, et qu’on voulait même rendre ridicules ceux qui expliquaient la découverte nouvelle, en les appelant circulateurs.

Enfin, quand on a été obligé de céder à l’évidence, on ne s’est pas rendu encore: on a vu le fait, et on a chicané sur l’expression; on s’est révolté contre le terme de réfrangibilité, aussi bien que contre celui d’attraction, de gravitation. Eh! qu’importe le terme, pourvu qu’il indique une vérité? Quand Christophe Colomb découvrit l’île Hispaniola, ne pouvait-il pas lui imposer le nom qu’il voulait? Et n’appartient-il pas aux inventeurs de nommer ce qu’ils créent, ou ce qu’ils découvrent? On s’est récrié, on a écrit contre des mots que Newton emploie avec la précaution la plus sage pour prévenir des erreurs. 

Il appelle ces rayons rouges, jaunes, etc., des rayons rubrifiques, jaunifiques, c’est-à-dire excitant la sensation de rouge, de jaune. Il voulait par là fermer la bouche à quiconque aurait l’ignorance ou la mauvaise foi de lui imputer qu’il croyait, comme Aristote, que les couleurs sont dans les choses mêmes, dans ces rayons jaunes et rouges, et non dans notre âme. Il avait raison de craindre cette accusation. J’ai trouvé des hommes, d’ailleurs respectables, qui m’ont assuré que Newton était péripatéticien, qu’il pensait que les rayons sont colorés en effet eux-mêmes, comme on pensait autrefois que le feu était chaud; mais ces mêmes critiques m’ont assuré aussi que Newton était athée. Il est vrai qu’ils n’avaient pas lu son livre, mais ils en avaient entendu parler à des gens qui avaient écrit contre ses expériences sans les avoir vues. 

Ce qu’on écrivit d’abord de plus doux contre Newton, c’est que son système est une hypothèse; mais qu’est-ce qu’une hypothèse? une supposition. En vérité, peut-on appeler du nom de supposition des faits tant de fois démontrés? Est-ce parce qu’on est né en France qu’on rougit de recevoir la vérité des mains d’un Anglais? Ce sentiment serait bien indigne d’un philosophe. Il n’y a, pour quiconque pense, ni Français, ni Anglais: celui qui nous instruit est notre compatriote. 

La réfrangibilité et la réflexion dépendent évidemment de la même cause. Cette réfrangibilité que nous venons de voir, étant attachée à la réfraction, doit avoir sa source dans le même principe. La même cause doit présider au jeu de tous ces ressorts c’est là l’ordre de la nature. Tous les végétaux se nourrissent par les mêmes lois; tous les animaux ont les mêmes principes de vie. Quelque chose qui arrive aux corps en mouvement, les lois du mouvement sont invariables. Nous avons déjà vu que la réflexion, la réfraction, l’inflexion de la lumière, sont les effets d’un pouvoir qui n’est point l’impulsion (au moins connue); ce même pouvoir se fait sentir dans la réfrangibilité; ces rayons, qui s’écartent à des distances différentes, nous avertissent que le milieu dans lequel ils passent agit sur eux inégalement. Un faisceau de rayons est attiré dans le verre; mais ce faisceau de rayons est composé de masses inégales. Ces masses sont donc inégalement attirées; si cela est, elles doivent donc se réfléchir de ce prisme dans le même ordre qu’ils s’y sont réfractés: le plus réflexible doit être le plus réfrangible. 

Ce prisme a envoyé sur ce papier ces sept couleurs; tournez ce prisme sur lui-même dans le sens ABC, vous aurez bientôt cet angle, selon lequel toute lumière se réfléchira de dedans ce prisme au dehors, au lieu de passer sur ce papier; sitôt que vous commencez à approcher de cet angle, voilà tout d’un coup le rayon violet qui se détache de ce papier, et que vous voyez se porter au plafond de la chambre (figure 33). Après le violet vient le pourpre; après le pourpre, le bleu; enfin le rouge quitte le dernier ce papier, où il est peint, pour venir à son tour se réfléchir sur le plafond. Donc tout rayon est plus réflexible à mesure qu’il est plus réfrangible; donc la même cause opère la réflexion et la réfrangibilité. 

Or la partie solide du verre ne fait ni cette réfrangibilité, ni cette réflexion: donc, encore une fois, ces propriétés ont leur naissance dans une autre cause que dans l’impulsion connue sur la terre. Il n’y a rien à dire contre ces expériences, il faut s’y soumettre, quelque rebelle que l’on soit à l’évidence(26).

L’arc-en-ciel, ou l’iris, est une suite nécessaire des propriétés de la lumière que nous venons d’observer. Nous n’avons rien dans les écrits des Grecs, ni des Romains, ni des Arabes, qui puisse faire penser qu’ils connussent les raisons de ce phénomène. Lucrèce n’en dit rien; et par toutes les absurdités qu’il débite, au nom d’Épicure, sur la lumière et sur la vision, il paraît que son siècle, si poli d’ailleurs, était plongé dans une profonde ignorance en fait de physique. On savait qu’il faut qu’une nuée épaisse se résolvant en pluie soit exposée aux rayons du soleil, et que nos yeux se trouvent entre l’astre et la nuée, pour voir ce qu’on appelait l’iris. Mille trahit varios adverso sole colores(27); mais voilà tout ce qu’on savait: personne n’imaginait ni pourquoi une nuée donne des couleurs, ni comment la nature et l’ordre des couleurs sont déterminés, ni pourquoi il y a deux arcs-en-ciel l’un sur l’autre, ni pourquoi on voit toujours ces phénomènes sous la figure d’un demi-cercle. 

Albert, qu’on a surnommé le Grand parce qu’il vivait dans un siècle où les hommes étaient bien petits, imagina que les couleurs de l’arc-en-ciel venaient d’une rosée qui est entre nous et la nuée, et que ces couleurs, reçues sur la nuée, nous étaient envoyées par elle. Vous remarquerez encore que cet Albert le Grand croyait, avec toute l’école, que la lumière était un accident. 

Enfin le célèbre Antonio de Dominis, archevêque de Spalatto en Dalmatie, chassé de son évêché par l’Inquisition, écrivit, vers l’an 1590, son petit traité De Radiis lucis et de iride, qui ne fut imprimé à Venise que vingt ans après(28). Il fut le premier qui fit voir que les rayons du soleil, réfléchis de l’intérieur même des gouttes de pluie, formaient cette peinture qui parait en arc, et qui semblait un miracle inexplicable; il rendit le miracle naturel, ou plutôt il l’expliqua par de nouveaux prodiges de la nature. 

Sa découverte était d’autant plus singulière qu’il n’avait d’ailleurs que des notions très fausses de la manière dont se fait la vision. Il assure, dans son livre, que les images des objets sont dans la prunelle, et qu’il ne se fait point de réfraction dans nos yeux: chose assez singulière pour un bon philosophe Il avait découvert les réfractions alors inconnues dans les gouttes de l’arc-en-ciel, et il niait celles qui se font dans les humeurs de l’oeil, qui commençaient à être démontrées; mais laissons ses erreurs pour examiner la vérité qu’il a trouvée. 

Il vit, avec une sagacité bien peu commune, que chaque rangée, chaque bande de gouttes de pluie qui forme l’arc-en-ciel, devait renvoyer des rayons de lumière sous différents angles; il vit que la différence de ces angles devait faire celle des couleurs. Il sut mesurer la grandeur de ces angles: il prit une boule d’un cristal bien transparent qu’il remplit d’eau; il la suspendit à une certaine hauteur, exposée aux rayons du soleil. 

Descartes, qui a suivi Antonio de Dominis, qui l’a rectifié et surpassé en quelque chose, et qui peut-être aurait dû le citer, fit aussi la même expérience. Quand cette boule est suspendue à telle hauteur que le rayon de lumière, qui donne du soleil sur la boule, fait ainsi avec le rayon allant de la boule à l’oeil un angle de 42 degrés 2 ou 3 minutes, cette boule donne toujours une couleur rouge. 

Quand cette boule est suspendue un peu plus bas, et que ces angles sont plus petits, les autres couleurs de l’arc-en-ciel paraissent successivement de façon que le plus grand angle, en ce cas, fait le rouge, et que le plus petit angle de 40 degrés 17 minutes forme le violet. C’est là le fondement de la connaissance de l’arc-en-ciel; mais ce n’en est encore que le fondement. 

La réfrangibilité seule rend raison de ce phénomène si ordinaire, si peu connu, et dont très peu de commençants ont une idée nette: tâchons de rendre la chose sensible à tout le monde. Suspendons une boule de cristal pleine d’eau, exposée au soleil; plaçons-nous entre le soleil et elle: pourquoi cette boule m’envoie-t-elle des couleurs? et pourquoi certaines couleurs? Des masses de lumière, des millions de faisceaux, tombent du soleil sur cette boule: dans chacun de ces faisceaux il y des traits primitifs, des rayons homogènes, plusieurs rouges, plusieurs jaunes, plusieurs verts, etc.; tous se brisent a leur incidence dans la boule; chacun d’eux se brise différemment, et selon l’espèce dont il est, et selon l’endroit dans lequel il entre. 

Vous savez déjà que les rayons rouges sont les moins réfrangibles; les rayons rouges d’un certain faisceau déterminé iront donc se réunir dans un certain point déterminé au fond de la boule, tandis que les rayons bleus et pourpres du même faisceau iront ailleurs. Ces rayons rouges sortiront aussi de la boule en un endroit, et les verts, les bleus, les pourpres, en un autre endroit. Ce n’est pas assez: il faut examiner les points où tombent ces rayons rouges en entrant dans cette boule, et en sortant pour venir a votre oeil. 

Pour donner à ceci tout le degré de clarté nécessaire, concevons cette boule telle qu’elle est en effet, un assemblage d’une infinité de surfaces planes: car, le cercle étant composé d’une infinité de droites infiniment petites, la sphère n’est dans sa circonférence qu’un infinité de surfaces. 

Des rayons rouges ABC (figure 34) viennent parallèles du soleil sur ces trois petites surfaces. N’est-il pas vrai que chacun se brise selon son degré d’incidence? N’est-il pas manifeste que le rayon rouge A tombe plus obliquement sur sa petite surface que le rayon rouge B ne tombe sur la sienne? Ainsi tous deux viennent au point R par différents chemins. 

Le rayon rouge C, tombant sur sa petite surface encore moins obliquement, se rompt bien moins, et arrive aussi au point R en ne se brisant que très peu. 

J’ai donc déjà trois rayons rouges, c’est-à-dire trois faisceaux de rayons rouges qui aboutissent au même point R. 

A ce point R chacun fait un angle de réflexion égal a son angle d’incidence, chacun se brise a son émergence de la boule, en s’éloignant de la perpendiculaire de la nouvelle petite surface qu’il rencontre, de même que chacun s’est rompu à son incidence en s’approchant de sa perpendicule: donc tous reviennent parallèles, donc tous entrent dans l’oeil, selon l’ouverture de l’angle propre aux rayons rouges. 

S’il y a une quantité suffisante de ces traits homogènes rouges pour ébranler le nerf optique, il est incontestable que vous ne devez avoir que la sensation de rouge. 

Ce sont ces rayons ABC, qu’on nomme rayons visibles, rayons efficaces de cette goutte: car chaque goutte a ses rayons visibles. 

Il y a des milliers d’autres rayons rouges qui, venant sur d’autres petites surfaces de la boule, plus haut et plus bas, n’aboutissent point en R, ou qui, tombés en ces mêmes surfaces à une autre obliquité, n’aboutissent point non plus en R: ceux-là sont perdus pour vous; ils viendront à un autre oeil, placé plus haut ou plus bas. 

Des milliers de rayons orangés, verts, bleus, violets, sont venus, à la vérité, avec les rouges visibles sur ces surfaces ABC; mais vous ne pourrez les recevoir. Vous en savez la raison: c’est qu’ils sont tous plus réfrangibles que les rouges; c’est qu’en entrant tous au même point, chacun prend dans la boule un chemin différent: tous rompus davantage, ils viennent au-dessous du point R; ils se rompent aussi plus que les rouges en sortant de la boule. Ce même pouvoir; qui les approchait plus du perpendicule de chaque surface dans l’intérieur de la boule, les en écarte donc davantage à leur retour dans l’air. Ils reviennent donc tous au-dessous de votre oeil; mais baissez la boule, vous rendez l’angle plus petit. Que cet angle soit de 40 degrés environ 17 minutes, vous ne recevez que les objets violets. 

Il n’y a personne qui, sur ce principe, ne conçoive très aisément l’artifice de l’arc-en-ciel imaginez plusieurs rangées, plusieurs bandes de gouttes de pluie; chaque goutte fait précisément le même effet que cette boule. 

Jetez les yeux sur cet arc, et, pour éviter la confusion, ne considérez que trois rangées de gouttes de pluie, trois bandes colorées. 

Il est visible que l’angle POL (figure 35) est plus petit que l’angle VOL, et que l’angle ROL est le plus grand des trois. Ce plus grand angle des trois est donc celui des rayons primitifs rouges; cet autre mitoyen est celui des primitifs verts; ce plus petit POL est celui des primitifs pourpres. Donc vous devez voir l’iris rouge dans son bord extérieur, verte dans son milieu, pourpre et violette dans sa bande intérieure. Remarquez seulement que la dernière couche violette est toujours teinte de la couleur blanchâtre de la nuée dans laquelle elle se perd. 

Vous concevez donc aisément que vous ne voyez ces gouttes que sous les rayons efficaces parvenus à vos yeux après une réflexion et deux réfractions, et parvenus sous des angles déterminés. Que votre oeil change de place, qu’au lieu d’être en O il soit en T, ce ne sont plus les mêmes rayons que vous voyez: la bande qui vous donnait du rouge vous donne alors de l’orangé, ou du vert; ainsi du reste, et à chaque mouvement de tête vous voyez une iris nouvelle. 

Ce premier arc-en-ciel bien conçu, vous aurez aisément l’intelligence du second, que l’on voit d’ordinaire qui embrasse ce premier, et qu’on appelle le faux arc-en-ciel parce que ses couleurs sont moins vives et qu’elles sont dans un ordre renversé. 

Pour que vous puissiez voir deux arcs-en-ciel, il suffit que la nuée soit assez étendue et assez épaisse. Cet arc, qui se peint sur le premier et qui l’embrasse, est formé de même par des rayons que le soleil darde dans ces gouttes de pluie, qui s’y rompent, qui s’y réfléchissent de façon que chaque rangée de gouttes vous envoie aussi des rayons primitifs: cette goutte, un rayon rouge; cette autre goutte, un rayon violet. 

Mais tout se fait dans ce grand arc d’une manière opposée a ce qui se passe dans le petit. Pourquoi cela? c’est que votre oeil, qui reçoit les rayons efficaces du petit arc venu du soleil dans la partie supérieure des gouttes, reçoit au contraire les rayons du grand arc venus par la partie basse des gouttes. 

Vous apercevez (figure 36) que les gouttes d’eau du petit arc reçoivent les rayons du soleil par la partie supérieure, par le haut de chaque goutte; les gouttes du grand arc-en-ciel, au contraire, reçoivent les rayons qui parviennent par leur partie basse. Rien ne vous sera, je crois, plus facile que de concevoir comment les rayons se réfléchissent deux fois dans les gouttes de ce grand arc-en-ciel, et comment ces rayons, deux fois réfractés et deux fois réfléchis, vous donnent une iris dans un ordre opposé à la première, et plus affaiblie de couleur. Vous venez de voir que les rayons entrent ainsi dans la petite partie basse des gouttes d’eau de cette iris extérieure. 

Une masse de rayons (figure 37) se présente à la surface de la goutte en G; là une partie de ces rayons se réfracte en dedans, et une autre s’éparpille en dehors: voilà déjà une perte de rayons pour l’oeil. La partie réfractée parvient en H, une moitié de cette partie s’échappe dans l’air en sortant de la goutte, et est encore perdue pour vous. Le peu qui s’est conservé dans la goutte s’en va en K; là une partie s’échappe encore: troisième diminution. Ce qui en est resté en K s’en va en M, et à cette émergence en M une partie s’éparpille encore: quatrième diminution; et ce qui en reste parvient enfin dans la ligne M N. Voilà donc dans cette goutte autant de réfractions que dans les gouttes du petit arc; mais il y a, comme vous voyez, deux réflexions au lieu d’une dans ce grand arc. Il se perd donc le double de la lumière dans ce grand arc, où la lumière se réfléchit deux fois; et il s’en perd la moitié moins dans le petit arc intérieur, où les gouttes n’éprouvent qu’une réflexion. Il est donc démontré que l’arc-en-ciel extérieur doit toujours être de moitié plus faible en couleur que le petit arc intérieur. Il est aussi démontré par ce double chemin que fout les rayons qu’ils doivent parvenir à vos yeux dans un sens opposé à celui du premier arc: car votre oeil est placé en O. 

Dans cette place O (figure 38), il reçoit les rayons les moins réfrangibles de la première bande extérieure du petit arc, et il doit recevoir les plus réfrangibles de la première bande extérieure de ce second arc: ces plus réfrangibles sont les violets. Voici donc les deux arcs-en-ciel ici dans leur ordre, en ne mettant que trois couleurs pour éviter la confusion. 

Il ne reste plus qu’à voir pourquoi ces couleurs sont toujours aperçues sous une figure circulaire. Considérez cette ligne OZ, qui passe par votre oeil. Soient conçues se mouvoir ces deux boules toujours à égale distance de votre oeil: elles décriront des bases de cônes (figure 39), dont la pointe sera toujours dans votre oeil. 

Concevez que le rayon de cette goutte d’eau B, venant à votre oeil O, tourne autour de cette ligne OZ comme autour d’un axe, faisant toujours, par exemple, un angle avec votre oeil de 42 degrés 2 minutes: il est clair que cette goutte décrira un cercle qui vous paraîtra rouge. Que cette autre goutte V soit conçue tourner de même, faisant toujours un autre angle de 40 degrés 17 minutes: elle formera un cercle violet; toutes les gouttes qui seront dans ce plan formeront donc un cercle violet, et les gouttes qui sont dans le plan de la goutte R feront un cercle rouge. Vous verrez donc cette iris comme un cercle; mais vous ne voyez pas tout un cercle, parce que la terre le coupe; vous ne voyez qu’un arc, une portion de cercle. 

La plupart de ces vérités ne purent encore être aperçues ni par Antonio de Dominis, ni par Descartes: ils ne pouvaient savoir pourquoi ces différents angles donnaient différentes couleurs; mais c’était beaucoup d’avoir trouvé l’art. Les finesses de l’art sont rarement dues aux premiers inventeurs. Ne pouvant donc deviner que les couleurs dépendaient de la réfrangibilité des rayons, que chaque rayon contenait en soi une couleur primitive, que la différente attraction de ces rayons faisait leur réfrangibilité, et opérait ces écartements qui font les différents angles, Descartes s’abandonna à son esprit d’invention pour expliquer les couleurs de l’arc-en-ciel(29). Il y employa le tournoiement imaginaire de ces globules, et cette tendance au tournoiement: preuve de génie, mais preuve d’erreur. C’est ainsi que, pour expliquer la systole et la diastole du coeur, il imagina un mouvement et une conformation, dans ce viscère, dont tous les anatomistes ont reconnu la fausseté. Descartes aurait été le plus grand philosophe de la terre s’il eût moins inventé. 

Nouvelles découvertes sur la cause des couleurs, qui confirment la doctrine précédente. Démonstration que les couleurs sont occasionnées par l’épaisseur des parties qui composent les corps, sans que la lumière soit réfléchie de ces parties. - Connaissance plus approfondie de la formation des couleurs. Grandes vérités tirées d’une expérience commune. Expériences de Newton. Les couleurs dépendent de l’épaisseur des parties des corps, sans que ces parties réfléchissent elles-mêmes la lumière. Tous les corps sont transparents. Preuve que les couleurs dépendent des épaisseurs, sans que les parties solides renvoient en effet la lumière.

Par tout ce qui a été dit jusqu’à présent, il résulte donc que toutes les couleurs nous viennent du mélange des sept couleurs primordiales que l’arc-en-ciel et le prisme nous font voir distinctement. 

Les corps les plus propres à réfléchir des rayons rouges, et dont les parties absorbent ou laissent passer les autres rayons, seront rouges, et ainsi du reste. Cela ne veut pas dire que les parties de ces corps réfléchissent en effet les rayons rouges; mais qu’il y a un pouvoir, une force jusqu’ici inconnue, qui réfléchit ces rayons d’auprès des surfaces et du sein des pores des corps. 

Les couleurs sont donc dans les rayons du soleil, et rejaillissent à nous d’auprès des surfaces, et des pores, et du vide. Cherchons à présent en quoi consiste le pouvoir apparent des corps de nous réfléchir ces couleurs, ce qui fait que l’écarlate parait rouge, que les prés sont verts, qu’un ciel pur est bleu: car, dire que cela vient de la différence de leurs parties, c’est dire une chose vague qui n’apprend rien du tout. 

Un divertissement d’enfant, qui semble n’avoir rien en soi que de méprisable, donna à M. Newton la première idée de ces nouvelles vérités que nous allons expliquer. Tout doit être pour un philosophe un sujet de méditation, et rien n’est petit à ses yeux. Il s’aperçut que dans ces bouteilles de savon, que font les enfants, les couleurs changent de moment en moment, en comptant du haut de la boule à mesure que l’épaisseur de cette boule diminue, jusqu’à ce qu’enfin la pesanteur de l’eau et du savon qui tombe toujours au fond rompe l’équilibre de cette sphère légère, et la fasse évanouir. Il en présuma que les couleurs pourraient bien dépendre de l’épaisseur des parties qui composent les surfaces des corps, et, pour s’en assurer, il fit les expériences sui vantes. 

Que deux cristaux se touchent en un point: il n’importe qu’ils soient tous deux convexes(30); il suffit que le premier le soit, et qu’il soit posé sur l’autre en cette façon. 

Qu’on mette de l’eau entre ces deux verres (figure 40) pour rendre plus sensible l’expérience, qui se fait aussi dans l’air; qu’on presse un peu ces verres l’un contre l’autre, une petite tache noire transparente paraît au point du contact des deux verres: de ce point, entouré d’un peu d’eau, se forment des anneaux colorés dans le même ordre et de la même manière que dans la bouteille de savon; enfin, en mesurant le diamètre de ces anneaux et la convexité du verre, Newton détermina les différentes épaisseurs des parties d’eau qui donnaient ces différentes couleurs; il calcula l’épaisseur nécessaire à l’eau pour réfléchir les rayons blancs: cette épaisseur est d’environ quatre parties d’un pouce divisé en un million, c’est-à-dire quatre millionièmes d’un pouce; le bleu azur et les couleurs tirant sur le violet dépendent d’une épaisseur beaucoup moindre. Ainsi les vapeurs les plus petites qui s’élèvent de la terre, et qui colorent l’air sans nuages, étant d’une très mince surface, produisent ce bleu céleste qui charme la vue. 

D’autres expériences aussi fines ont encore appuyé cette découverte, que c’est à l’épaisseur des surfaces que sont attachées les couleurs. 

Le même corps qui était vert quand il était un peu épais est devenu bleu quand il a été rendu assez mince pour ne réfléchir que les rayons bleus, et pour laisser passer les autres. Ces vérités, d’une recherche si délicate et qui semblaient se dérober à la vue humaine, méritent bien d’être suivies de près; cette partie de la philosophie est un microscope avec lequel notre esprit découvre des grandeurs infiniment petites. 

Tous les corps sont transparents, il n’y a qu’à les rendre assez minces pour que les rayons, ne trouvant qu’une lame, qu’une feuille à traverser, passent à travers cette lame. Ainsi, quand l’or en feuilles est exposé à un trou dans une chambre obscure, il renvoie par sa surface des rayons jaunes qui ne peuvent se transmettre à travers sa substance, et il transmet dans la chambre obscure des rayons verts, de sorte que l’or produit alors une couleur verte: nouvelle confirmation que les couleurs dépendent des différentes épaisseurs. 

Une preuve encore plus forte, c’est que, dans l’expérience de ce verre convexe plan, touchant en un point ce verre convexe, l’eau n’est pas le seul élément qui, dans des épaisseurs diverses, donne diverses couleurs: l’air fait le même effet; seulement les anneaux colorés qu’il produit entre les deux verres ont plus de diamètre que ceux de l’eau. 

Il y a donc une proportion secrète établie par la nature entre la force des parties constituantes de tous les corps et les rayons primitifs qui colorent les corps; les lames les plus minces donneront les couleurs les plus faibles; et pour donner le noir, il faudra justement la même épaisseur, ou plutôt la même ténuité, la même mincité, qu’en a la petite partie supérieure de la boule de savon, dans laquelle on apercevait un petit point noir, ou bien la même ténuité qu’en a le point de contact du verre convexe et du verre plat, lequel contact produit aussi une tache noire. 

Mais, encore une fois, qu’on ne croie pas que les corps renvoient la lumière par leurs parties solides, sur ce que les couleurs dépendent de l’épaisseur des parties. Il y a un pouvoir attaché à cette épaisseur, un pouvoir qui agit auprès de la surface; mais ce n’est point du tout la surface solide qui repousse, qui réfléchit. Cette vérité sera encore plus visiblement démontrée dans le chapitre suivant, qu’elle n’a été prouvée jusqu’ici. Il me semble que le lecteur doit être venu au point où rien ne doit plus le surprendre; mais ce qu’il vient de voir mène encore plus loin qu’on ne pense, et tant de singularités ne sont, pour ainsi dire, que les frontières d’un nouveau monde. 

La réflexion de la lumière, son inflexion, sa réfraction, sa réfrangibilité étant connues, l’origine des couleurs étant découverte, et l’épaisseur même des corps nécessaire pour occasionner certaines couleurs étant déterminée, il nous reste encore à examiner deux propriétés de la lumière, non moins étonnantes et non moins nouvelles. La première de ces propriétés est ce pouvoir même qui agit près des surfaces: c’est une action mutuelle de la lumière sur les corps, et des corps sur la lumière. 

La seconde est un rapport qui se trouve entre les couleurs et les tons de la musique, entre les objets de la vue et ceux de l’ouïe. Mais on ne parlera ici que de l’action réciproque des corps sur la lumière, parce qu’elle tient au grand principe de la nature par lequel tous les corps agissent les uns sur les autres. 

A l’égard de l’analogie entre les sept couleurs primitives et les sept tons de la musique, c’est une découverte qui n’est pas encore assez approfondie, ce qui ne peut encore mener à rien. 

On finira donc ce petit traité d’optique par l’examen de l’action mutuelle des corps et de la lumière. 

Vous avez vu que ces deux cristaux, se touchant en un point, produisent des anneaux de couleurs différentes, rouges, bleus, verts, blancs, etc. Faites cette même épreuve dans une chambre obscure, où vous avez fait l’expérience du prisme exposé à la lumière qui lui vient par un trou. Vous vous souvenez que, dans cette expérience du prisme, vous avez vu la décomposition de la lumière et l’anatomie de ses rayons: vous placiez une feuille de papier blanc vis-à-vis de ce prisme; ce papier recevait les sept couleurs primitives, chacune dans leur ordre. Maintenant exposez vos deux verres à tel rayon coloré qu’il vous plaira, réfléchi de ce papier: vous y verrez toujours entre ces verres se former des anneaux colorés; mais tous ces anneaux alors sont de la couleur des rayons qui vous viennent du papier. Exposez vos verres à la lumière des rayons rouges, vous n’aurez entre vos verres que des anneaux rouges (figures 41 et 42); mais ce qui doit surprendre, 

c’est qu’entre chacun de ces anneaux rouges il y a un anneau tout noir. Pour constater encore plus ce fait et les singularités qui y sont attachées, présentez vos deux verres, non plus au papier, mais au prisme, de façon que l’un des rayons qui échappent de ce prisme, un rouge par exemple, vienne à tomber sur ces verres: il ne se forme encore que des anneaux rouges entre les anneaux noirs; mettez derrière vos verres la feuille de papier blanc: chaque anneau noir produit sur cette feuille de papier un anneau rouge, et chaque anneau rouge, étant réfléchi vers vous, produit du noir sur le papier. 

Il résulte de cette expérience que l’air ou l’eau qui est entre vos verres réfléchit en un endroit la lumière, et en un autre endroit la laisse passer, la transmet. J’avoue que je ne peux assez admirer ici cette profondeur de recherche, cette sagacité plus qu’humaine, avec laquelle Newton a poursuivi ces vérités si imperceptibles; il a reconnu par les mesures et par le calcul ces étranges proportions-ci. 

Au point de contact des deux verres, il ne se réfléchit à nos yeux aucune lumière: immédiatement après ce contact, la première petite lame d’air ou d’eau qui touche à ce point noir vous réfléchit des rayons; la seconde lame est deux fois épaisse comme la première, et ne réfléchit rien; la troisième lame est triple épaisseur de la première, et réfléchit; la quatrième lame est quatre fois plus épaisse, et ne réfléchit point; la cinquième est cinq fois plus épaisse, et réfléchit; et la sixième, six fois plus épaisse, transmet, et ne réfléchit pas. 

De sorte que les anneaux noirs vont en cette progression, 0, 2, 4, 6, 8; et les anneaux lumineux et colorés en cette progression, 1, 3, 5, 7, 9(31).

Ce qui se passe dans cette expérience arrive de même dans tous les corps, qui tous réfléchissent une partie de la lumière, et en reçoivent dans leurs substances une autre partie. C’est donc encore une propriété démontrée à l’esprit et aux yeux, que les surfaces solides ne soient point ce qui réfléchit les rayons. Car, si les surfaces solides réfléchissaient en effet: 1° le point où les deux verres se touchent réfléchirait et ne serait point obscur; 2° chaque partie solide qui vous donnerait une seule espèce de rayons devrait aussi vous renvoyer toutes les espèces de rayons; 3° les parties solides ne transmettraient point la lumière en un endroit, et ne la réfléchiraient pas en un autre endroit, car, étant toutes solides, toutes réfléchiraient; 4° si les parties solides réfléchissaient la lumière, il serait impossible de se voir dans un miroir, comme nous l’avons dit, puisque le miroir, étant sillonné et raboteux; il ne pourrait renvoyer la lumière d’une manière régulière. Il est donc indubitable qu’il y a un pouvoir agissant sur les corps, sans toucher aux corps, et que ce pouvoir agit entre les corps et la lumière. Enfin, loin que la lumière rebondisse sur les corps mêmes et revienne à nous, il faut croire que la plus grande partie des rayons qui va choquer des parties solides, y reste, s’y perd, s’y éteint. 

Ce pouvoir, qui agit aux surfaces, agit d’une surface à l’autre c’est principalement de la dernière surface ultérieure du corps transparent que les rayons rejaillissent; nous l’avons déjà prouvé. C’est, par exemple, des points BBB (figure 43), plus que de ce point A, que la lumière est réfléchie. 

Il faut donc admettre un pouvoir, lequel agit sur les rayons de lumière de dessus l’une de ces surfaces à l’autre, un pouvoir qui transmet et qui réfléchit alternativement les rayons. Ce jeu de la lumière et des corps n’était pas seulement soupçonné avant Newton; il a compté plusieurs milliers de ces vibrations alternatives, de ces jets transmis et réfléchis. Cette action des corps sur la lumière, et de la lumière sur les corps, laisse encore bien des incertitudes dans la manière de l’expliquer. 

Celui qui a découvert ce mystère n’a pu, dans le cours de sa longue vie, faire assez d’expériences pour assigner la cause certaine de ces effets. Mais, quand par ses découvertes il ne nous aurait appris que de nouvelles propriétés de la matière, ne serait-ce pas déjà un assez grand service rendu à la philosophie(32)? Il ne s’y arrête en aucune manière; il s’est contenté des faits, sans rien oser déterminer sur les causes. 

Nous ne pousserons pas plus loin cette introduction sur la lumière, peut-être en avons-nous trop dit dans de simples éléments; mais la plupart de ces vérités sont nouvelles pour bien des lecteurs. Avant que de passer à l’autre partie de la philosophie, souvenons-nous que la théorie de la lumière a quelque chose de commun avec la théorie de l’univers dans laquelle nous allons entrer. Cette théorie est qu’il y a une espèce d’attraction marquée entre les corps et la lumière, comme nous en allons observer une entre tous les globes de notre univers: ces attractions se manifestent par différents effets; mais c’est toujours une tendance des corps les uns vers les autres, découverte à l’aide de l’expérience et de la géométrie. 

Parmi tant de propriétés de la matière, telles que ces accès de transmission et de réflexion des traits de lumière(33), cette répulsion que la lumière éprouve dans le vide, dans les pores des corps et sur les surfaces des corps; parmi ces propriétés, dis-je, il faut surtout faire attention à ce pouvoir par lequel les rayons sont réfléchis et rompus, à cette force par laquelle les corps agissent sur la lumière, et la lumière sur eux, sans même les toucher. Ces découvertes doivent au moins servir à nous rendre extrêmement circonspects dans nos décisions sur la nature et l’essence des choses. Songeons que nous ne connaissons rien du tout que par l’expérience. Sans le toucher, nous n’aurions point d’idée de l’étendue des corps; sans les yeux, nous n’aurions pu deviner la lumière; si nous n’avions jamais éprouvé de mouvement, nous n’aurions jamais cru la matière mobile; un très petit nombre de sens que Dieu nous a donnés sert à nous découvrir un très petit nombre de propriétés de la matière. Le raisonnement supplée aux sens qui nous manquent, et nous apprend encore que la matière a d’autres attributs, comme l’attraction, la gravitation; elle en a probablement beaucoup d’autres qui tiennent à sa nature, et dont peut-être un jour la philosophie donnera quelques idées aux hommes. 

Pour moi j’avoue que, plus j’y réfléchis, plus je suis surpris qu’on craigne de reconnaître un nouveau principe, une nouvelle propriété dans la matière. Elle en a peut-être à l’infini; rien ne se ressemble dans la nature. Il est très probable que le Créateur a fait l’eau, le feu, l’air, la terre, les végétaux, les minéraux, les animaux, etc., sur des principes et des plans tous différents. Il est étrange qu’on se révolte contre de nouvelles richesses qu’on nous présente: car n’est-ce pas. enrichir l’homme que de découvrir de nouvelles qualités de la matière dont il est formé(34)?
 
 

J’aurais eu l’honneur de vous répondre plus tôt, monsieur, sans les maladies continuelles qui exercent plus ma patience que Newton n’exerce mon esprit. Je crois que vos doutes, monsieur, lui en auraient fait naître. Vous dites que c’est dommage qu’il ne se soit pas expliqué plus clairement sur la raison qui fait que la force attractive devient souvent répulsive, et sur la force par laquelle les rayons de lumière sont dardés avec une si prodigieuse célérité; et j’oserais ajouter que c’est dommage qu’il n’ait pu savoir la cause de ces phénomènes. Newton, le premier des hommes, n’était qu’un homme, et les premiers ressorts que la nature emploie ne sont pas à notre portée, quand ils ne sont pas soumis au calcul. On a beau supputer la force des muscles, toutes les mathématiques seront impuissantes à nous apprendre pourquoi ces muscles agissent à l’ordre de notre volonté. Toutes les connaissances que nous avons des planètes ne nous apprendront jamais pourquoi elles tournent de l’occident à l’orient, plutôt qu’au contraire. Newton, pour avoir anatomisé la lumière, n’en a pas découvert la nature intime. Il savait bien qu’il y a dans le feu élémentaire des propriétés qui ne sont point dans les autres éléments; il parcourt cent trente millions de lieues en un quart d’heure. 

Il ne paraît pas tendre vers un centre comme les corps; mais il se répand uniformément et également en tout sens, au contraire des autres éléments. Son attraction vers les objets qu’il touche, et sur la surface desquels il rejaillit, n’a nulle proportion avec la gravitation universelle de la matière. 

Il n’est pas même prouvé que les rayons du feu élémentaire ne se pénètrent pas les uns les autres(35). C’est pourquoi Newton, frappé de toutes ces singularités, semble toujours douter si la lumière est un corps. Pour moi, monsieur, si j’ose hasarder mes doutes, je vous avoue que je ne crois pas impossible que le feu élémentaire soit un être à part, qui anime la nature, et qui tient le milieu entre les corps et quelque autre être que nous ne connaissons pas; de même que certaines plantes organisées servent de passage du règne végétal au règne animal. Tout tend à nous faire croire qu’il y a un chaîne d’êtres qui s’élèvent par degrés. Nous ne connaissons qu’imparfaitement quelques anneaux de cette chaîne immense, et nous autres petits hommes, avec nos petits yeux et notre petite cervelle, nous distinguons hardiment toute la nature en matière et esprit, en y comprenant Dieu, et en ne sachant pas d’ailleurs un mot de ce que c’est au fond que l’esprit et la matière. Je vous expose mes doutes, monsieur, avec la même franchise que vous m’avez communiqué les vôtres. Je vous félicite de cultiver la philosophie, qui doit nous apprendre à douter sur tout ce qui n’est pas du ressort des mathématiques et de l’expérience, etc. 
 
 

Dans les éditions de 1738, et même dans celle de 1744, le chapitre xiii finissait par la variante qu’on a lue, page 501. Après quoi venait un chapitre xiv, que l’auteur a supprimé après 1741, et que voici: 

Du rapport des sept couleurs primitives avec les sept tons de la musique. - Chose très remarquable dans Kircher. Manière de connaître les proportions des couleurs primitives de la lumière. Analogie des tons de la musique et des couleurs. Idée d’un clavecin oculaire.

« Vous savez que, très longtemps avant Descartes, on s’était aperçu qu’un prisme exposé au soleil donne les couleurs de l’arc-en-ciel; on avait vu souvent ces couleurs se peindre sur un linge ou sur un papier blanc, dans un ordre qui est toujours le même; bientôt on alla, d’expérience en expérience, jusqu’à mesurer l’espace qu’occupe chacune de ces couleurs; enfin on s’est aperçu que ces espaces sont entre eux les mêmes que ceux des longueurs d’une corde qui donne les sept tons de la musique. 

« J’avais toujours entendu dire que c’était dans Kircher que Newton avait puisé cette découverte de l’analogie de la lumière et du son. Kircher, en effet, dans son Ars magna lucis et umbrae, et dans d’autres livres encore, appelle le son le singe de la lumière. Quelques personnes en inféraient que Kircher avait connu ces rapports; mais il est bon, de peur de méprise, de mettre ici sous les yeux ce que dit Kircher, pages 146 et suivantes. « Ceux, dit-il, qui ont une voix haute et forte tiennent de la nature de l’âne: ils sont indiscrets et pétulants, comme on sait que sont les ânes; et cette voix ressemble à la couleur noire. Ceux dont la voix est grave d’abord, et ensuite aiguë, tiennent du boeuf: ils sont, comme lui, tristes et colères, et leur voix répond au bleu céleste. » 

« Il a grand soin de fortifier ces belles découvertes du témoignage d’Aristote. C’est là tout ce que nous apprend le P. Kircher, d’ailleurs l’un des plus grands mathématiciens et des plus savants hommes de son temps; et c’est ainsi, à peu près, que tous ceux qui n’étaient pas savants raisonnaient alors. Voyons comment Newton a raisonné. 

« Il y a, comme vous savez, dans un seul rayon de lumière, sept principaux rayons qui ont chacun leur réfrangibilité: chacun de ces rayons a son sinus; chacun de ces sinus a sa proportion avec le sinus commun d’incidence; observez ce qui se passe dans ces sept traits primordiaux, qui s’échappent en s’écartant dans l’air. 

« Il ne s’agit pas ici de considérer que dans ce verre même tous ces traits sont écartés, et que chacun de ces traits y prend un sinus différent: il faut regarder cet assemblage de rayons dans le verre comme un seul rayon, qui n’a que ce sinus commun AB; mais à l’émergence de ce cristal, chacun de ces traits s’écartent sensiblement, prend chacun son sinus différent; celui du rouge (rayon le moins réfrangible) est cette ligne GB, celui du violet (rayon le plus réfrangible) est cette ligne GBD (figure 44). 

« Ces proportions posées, voyons quel est ce rapport, aussi exact que singulier, entre les couleurs et la musique. Que le sinus d’incidence du faisceau blanc des rayons soit au sinus d’émergence du rayon rouge, comme cette ligne AB est a la ligne ABC. 
 
 

Sinus donné dans le verre AB. 

Sinus donné dans l’air ABG. 

« Que ce même sinus AB d’incidence commune soit au sinus de réfraction du rapport violet comme la ligne AB est à la ligne ABGD. 

A____ B

A B C D

« Vous voyez que le point C est le terme de la plus petite réfrangibilité, et D le terme de la plus grande: la petite ligne CD contient donc tous les degrés de réfrangibilité des sept rayons. Doublez maintenant GD ci-dessus, en sorte que I en devienne le milieu, comme ci-dessous: 

A I C H G F E B D

« Alors la longueur depuis A en C fait le rouge la longueur de A en H fait l’orangé; de A en G, le jaune; de A en F, le vert; de A en E, le bleu; de A en B, le pourpre; de A en D, le violet. Or, ces espaces sont tels que chaque rayon peut bien être réfracté, un peu plus ou moins, dans chacun de ces espaces, mais jamais il ne sortira de cet espace qui lui est prescrit; le rayon violet se jouera toujours entre B et D; le rayon rouge, entre G et I; ainsi du reste, le tout en telle proportion que si vous divisiez cette longueur depuis I jusqu’à D, en trois cent soixante parties, chaque rayon aura pour soi les dimensions que vous voyez dans la grande figure ci-jointe. 

« Ces proportions sont précisément les mêmes que celles des tons de la musique: la longueur de la corde qui étant pincée fera ré est à la corde qui donnera l’octave de ré, comme la ligne AI, qui donnera le rouge en I est à la ligne AD, qui donne le violet en D; ainsi les espaces qui marquent les couleurs, dans cette figure, marquent aussi les tons de la musique. 

« La plus grande réfrangibilité du violet répond à ré la plus grande réfrangibilité du pourpre répond à mi; celle du bleu répond à fa; celle du vert, à sol; celle du jaune, à la; celle de l’orangé, à si; celle du rouge, à l’ut; et enfin la plus petite réfrangibilité du rouge se rapporte à ré qui est l’octave supérieure. Le ton le plus grave répond ainsi au violet, et le ton le plus aigu répond au rouge. On peut se former une idée complète de toutes ces propriétés en jetant les yeux sur la table que j’ai dressée, et que vous devez trouver à côté. 

« Il y a encore un autre rapport entre les sons et les couleurs: c’est que les rayons les plus distants (les violets et les rouges) viennent à nos yeux en même temps, et que les sons les plus distants (les plus graves et les plus aigus) viennent aussi à nos oreilles en même temps. Cela ne veut pas dire que nous voyons et que nous entendons en même temps à la même distance: car la lumière se fait sentir six cent mille fois plus vite au moins que le son; mais cela veut dire que les rayons bleus, par exemple, ne viennent pas du soleil à nos yeux plus tôt que les rayons rouges, de même que le son de la note si ne vient pas à nos oreilles plus tôt que le son de la note ré. 

« Cette analogie secrète entre la lumière et le son donne lieu de soupçonner que toutes les choses de la nature ont des rapports cachés, que peut-être on découvrira quelque jour. Il est déjà certain qu’il y a un rapport entre le toucher et la vue, puisque les couleurs dépendent de la configuration des parties; on prétend même qu’il y a eu des aveugles-nés qui distinguaient au toucher la différence du noir, du blanc, et de quelques autres couleurs. 

« Un philosophe ingénieux a voulu pousser ce rapport des sens et de la lumière peut-être plus loin qu’il ne semble permis aux hommes d’aller. Il a imaginé un clavecin oculaire, qui doit faire paraître successivement des couleurs harmoniques, comme nos clavecins nous font entendre des sons: il y a travaillé de ses mains; il prétend enfin qu’on jouerait des airs aux yeux. On ne peut que remercier un homme qui cherche à donner aux autres de nouveaux arts et de nouveaux plaisirs. Il y a eu des pays où le public l’aurait récompensé. il est à souhaiter sans doute que cette invention ne soit pas, comme tant d’autres, un effort ingénieux et inutile: ce passage rapide de plusieurs couleurs devant les yeux semble peut-être devoir étonner, éblouir et fatiguer la vue: nos yeux veulent peut-être du repos pour jouir de l’agrément des couleurs. Ce n’est pas assez de nous proposer un plaisir, il faut que la nature nous ait rendus capables de recevoir ce plaisir; c’est à l’expérience seule à justifier cette invention. En attendant, il me paraît que tout esprit équitable ne peut que louer l’effort et le génie de celui qui cherche à agrandir la carrière des arts et de la nature. » 

Dans l’édition de 1741, la fin de ce dernier alinéa fut abrégée. Après les mots nouveaux arts et nouveaux plaisirs, on lisait seulement: 

« Au reste, cette idée n’a point encore été exécutée, et l’auteur ne suivait pas les découvertes de Newton. En attendant, il me paraît que tout esprit équitablene peut que louer l’effort et le génie de quiconque cherche à agrandir la carrière des arts et de la nature. » 

Dans les éditions de 1738, comme dans celle de 1741, après ces derniers mots, étaient les trois derniers alinéas du chapitre xiii. Cette disposition est dans l’édition de 1748. 

C’est le P. Castel que Voltaire désigne ici par les mots de philosophe ingénieux, et qu’il appelle Euclide-Castel dans sa lettre à Thieriot, du 18 novembre 1736. Mais dans la lettre du 22 mare 1738, c’est Zoïle-Castel; dans celle à Rameau, de mars 1738, c’est le Don Quichotte des mathématiques; enfin, dans la lettre à Maupertuis, du 15 juin 1738, il désavoue l’éloge qu’il avait fait du P. Castel, et qu’il laissa pourtant subsister encore en 1741. (B.)