La lumière.

Avertissement.

Les Pièces I-XIII antérieures à 1690, date de publication du Traité de la Lumière, se suivent ici dans l'ordre historique1). Il est vrai qu'il y a une légère incertitude sur quelques dates2). Les Pièces I-X sont antérieures à celle - 16783) - de la première rédaction du Traité. Les Pièces XI (A, B, C) et XII datent de 1679. Seule la Pièce peu importante XIII est de juin, juillet ou août 1687. Le 1 mai 1687 Huygens écrit déjà à de la Hire que la copie est prête4). Il ajoute qu' ‘elle n'est encore qu'en Francois’, ce qui fait bien voir qu'en ce moment il songeait à une édition latine.

Il entreprit en effet la traduction, mais bientôt il abandonna ce travail. On trouve aux p. 458-462 qui suivent cette version fragmentaire. Nous possédons d'ailleurs, également de la main de Huygens, un autre début latin plus court auquel le texte français correspond plus littéralement5): il semble bien qu'en 1678 il ait commencé par rédiger son oeuvre en latin. En 16876) il n'a tenu aucun compte de ce début.

En 1673 Huygens avait déjà eu l'intention de publier sa ‘Dioptrique’1), toutefois la rédaction n'avait eu lieu qu'après la découverte de l'explication par ondes sphéroïdales de la réfraction extraordinaire du cristal d'Islande2). Le 12 novembre 1679 il avait écrit à Leibniz vouloir procéder à l'édition ‘cet hyver’ si sa santé le lui permettrait3).

Le portefeuille ‘Physica varia’ contient deux copies du manuscrit. Il ne nous reste rien du manuscrit lui-même; voyez cependant l'Appendice III où nous reproduisons le contenu d'une feuille se rapportant à la structure des cristaux, sujet traité dans le Chap. V du Traité4).

La couverture de la première copie porte l'inscription suivante, de la main de Huygens: ‘Dioptrique. Premiere Partie ou il est traitè de la Lumiere, des causes [corrigé par Huygens en: “Traité de la Lumiere ou sont expliquees les causes”] de ce qui luy arrive dans la reflexion et dans la reflexion [sic]. De la refraction de l'atmosphere. De l'estrange refraction du Cristal d'Islande. Des figures des corps transparents pour servir a la Dioptrique. - Premiere Copie faite en France’. Sur la couverture de la deuxième Huygens a écrit: ‘Copie de la premiere partie de ma Dioptrique [corrigé en: “Copie de mon Traité de la Lumiere”]. Preste a estre imprimée. L'autre partie ne l'est point, mais celle-cy peut aller sans l'autre. Il y a encore une copie de cecy’. En marge et s'appliquant évidemment à la deuxième copie: ‘par M^r. de Chaselles qui demeuroit chez M^r. Cassini, et qui du depuis a enseignè la navigation a Marseille’. - ‘Commencé d'imprimer par vander Aa, à Leijden 1689. en Maj. Il a quelques feuilles de cette Copie. M^r. de Volder Professeur en Mathematique a le Discours de la Cause de la Pesanteur’5).

Notons que l'impression fut terminée en janvier 16906).

La deuxième copie a été faite sur la première puisque le copiste a tenu compte des corrections apportées par Huygens à celle-ci. Mais de Chaselles a modernisé l'orthographie. Il écrit p.e. ‘effets’ là où la première copie a ‘effects’. En corrigeant pour van der Aa la deuxième copie Huygens s'est servi de l'orthographie ancienne selon son habitude. Par conséquent notre édition, dont le texte correspond exactement à celui de 16901), a le mot ‘effects’ dans la l. 15 de la p. 484. Huygens a encore apporté quelques corrections de détail pendant l'impression: ceci explique que les numéros ou paragraphes du Chap. V, tels qu'on les trouve dans la deuxième copie, ne s'accordent pas avec ceux du traité imprimé, la copie ayant 59 paragraphes et le Traité 43.

Il nous semble inutile de mentionner toutes les corrections, grandes et petites2). D'autre part nous ne pouvons pas les passer entièrement sous silence.

La phrase: ‘Car si le mouvement ne passoit pas successivement par toutes ces boules’ a été corrigée en: ‘Car si le mouvement ou, si l'on veut, l'inclination au mouvement, ne passoit ... etc.’3) ce qui rend le mode de propagation de la lumière plus cartésien4).

Nous signalons plus loin5) une correction sur l'action hypothétique de la matière subtile dans le cas de l'‘expérience de Huygens’; il s'y agit simplement d'une amplification qui ne change pas le sens de la phrase.

Le passage sur la réflexion intérieure (troisième alinéa de la p. 488 qui suit) a été intercalé par Huygens dans la première et aussi dans la deuxième copie. La dernière phrase sur la difficulté de l'explication dans le cas où cette réflexion se fait dans le vide,

ne se trouve que dans la deuxième copie. Cet alinéa remplace un passage beaucoup plus long sur le même sujet qui, dans la première copie, suivait l'alinéa1) ‘Que si l'on objecte ..., de celles de l'éther’2). Ce passage contenait une figure dans le genre de la Fig. 160 de la Pièce IX3). Huygens y disait: ‘... je ne vois point moyen d'en rendre raison en posant, comme auparauant, que les ondes de lumière sont continuees seulement dans la matiere etherée contenue aux interstices des particules. Car ces ondes, en sortant de cette matiere etherée, seroient continuées dans celle qui est hors des corps, sans aucune reflexion, puisqu'elle est toute pareille et homogene a l'autre. Et l'on ne peut pas avoir recours aux particules de l'air, plus grossieres que celles de l'éther, et contigues par dehors a la surface du corps transparent; puisque les surfaces du verre ou de l'eau, qui confinent avec un espace vuide d'air, et ou il n'y a rien que ce qui a pu penetrer ces corps transparents, font cette reflexion intrinseque de mesme que quand il y a de l'air ... de sorte que ces ... reflexions se font icy contre ce corps subtil, qui a penetré le verre, ou l'eau, ou tous les deux. Or dans la derniere maniere d'expliquer la transparence4) il y a quelque moyen de rendre raison de cette reflexion, comme il sera dit cy apres’. Dans le Traité imprimé Huygens dit simplement qu'il reste ‘quelque difficulté dans les expériences ou cette reflexion interieure se sait sans que les particules de l'air y puissent contribuer’, sans ajouter s'il voit moyen de lever cette difficulté5). On voit que dans le texte primitif le ‘corps subtil’ contre lequel la réflexion dite intérieure aurait lieu est apparemment l'‘air subtil’ dont l'existence aurait été révélée par l'expérience de Huygens du fluide qui ne veut pas descendre; cet ‘air’ étant donc, dans la pensée de Huygens, essentiellement différent de l'éther luminifère. - Plus tard - voyez la p. 563 qui suit - Huygens identifia l'‘air subtil’ avec l'éther luminifère.

C'est surtout dans le Chap. V, se rapportant au cristal d'Islande, que les biffages, corrections et intercalations sont nombreux. Il devait en être ainsi puisque, comme nous l'avons dit, les Pièces XI et XII sont postérieures à la rédaction du manuscrit. Quelques considérations générales sur ‘plusieurs corps mineraux, vegetaux, et sels congelez, qui se forment avec de certains angles’, lesquelles précédaient le par. 6, ont été supprimées en cet endroit1) et remises (sous une autre forme) à la fin, comme Huygens le dit au par. 5; il s'agit des p. 518-521 qui suivent depuis l'alinéa: ‘Laissant donc à d'autres cette recherche ...’ jusqu'aux ‘Calculs qui ont été supposés dans ce Chapitre’. Les par. 12-16, 18-211) et 30-34 ont été intercalés. Il en est de même d'une partie du dernier (et très long) paragraphe 43, savoir des pages 515-518 depuis l'alinéa: ‘Pour expliquer quelles sont ces coupes ...’ jusqu'au début de l'alinéa: ‘Le phénomène est, qu'en prenant deux morceaux de ce cristal ...’, et encore depuis la phrase: ‘C'est que quand on dispose ...’ du même alinéa jusqu'à la fin de l'alinéa suivant. En beaucoup d'endroits les nombres ont été corrigés, évidemment à la suite d'expériences et de calculs ultérieurs. Environ la moitié de la partie ‘Calculs qui ont été supposés dans ce Chapitre’ est écrite de la main de Huygens en remplacement du texte original.

Les alinéas ‘Pour ce qui est de la manière dont M. Descartes a trouvé ces lignes ...’ et ‘Estant donc AK...’2) sont également nouveaux. Le texte ‘Car supposant ...’3) jusqu'à la fin de l'alinéa suivant (: ‘... parvenu en E’) remplace1) celui du manuscrit primitif.

La dernière phrase de l'ancien par. 21 du Chap. V, supprimé mais dont la fin est encore lisible dans la deuxième copie, fait voir qu'en 1678 Huygens, qui dans le texte définitif du Traité ne dit rien sur les couleurs, admettait encore avec Hooke4) une théorie dualiste. En effet, il écrivait en cette année: ‘... on voit qu'un rayon oblique devenant coloré par la refraction du verre, ou de l'eau, se disperse quelque peu, et la partie qui porte la couleur rouge souffre une moindre refraction que celle qui porte la couleur bleuë. d'ou depend manifestement la raison pourquoy dans l'arc en ciel le

rouge est en dehors, ou du costé du Soleil, et dans le second au contraire. avec plusieurs autres phenomenes des prismes, comme je feray voir ailleurs. Et cet effet s'explique tres bien en supposant dans ces diaphanes deux matieres de resistance un peu differente’.

Dans l'une et l'autre copie Huygens a introduit l'alinéa du Chap. III se rapportant à la constitution de l'eau1) en remplacement du suivant: ‘Ce n'est pas icy une petite difficulté, laquelle pourtant on peut resoudre en supposant que les particules de l'eau soient composées d'autres beaucoup moindres, et en sorte que leur tissu soit fort peu dense, et neanmoins fort dur, comme l'on voit que la nature a produit certains corps, comme la pierre ponce, le jayet et autres assez durs quoique contenans peu de matiere. Et comme quelques uns de ces corps reçoiuent la polissure, les particules de l'eau peuuent aussi estre assez lisses pour glisser les unes sur les autres estant ébranlées par le mouvement de la matiere subtile, qui les trauerse’. On voit qu'il a abandonné ces particules-squelette dans le cas de l'eau. Il a dû les conserver dans le cas de l'éther luminifère pour expliquer la grande rareté de l'éther dans les espaces interstellaires sans que les particules cessassent de se toucher2).

Dans le par. 21 du Chap. V du Traité Huygens revient d'ailleurs, sans rien affirmer, sur l'hypothèse d'un ‘tissu fort rare’ dans le cas des particules du cristal d'Islande. Et dans les Pièces sur le magnétisme, qu'on trouve plus loin dans le présent Tome, il est question de la même hypothèse dans le cas de la matière en général.

Comme on voit, Huygens a introduit ici après coup l'hypothèse sur la constitution de l'eau qu'il formule aussi en janvier ou février 16813): il appert que non seulement les corrections de la première copie dont de Chaselles (faisant évidemment sa copie lorsque Huygens était encore en France) a tenu compte ont dû être apportées avant le départ définitif de Huygens dans le cours de 1681, mais qu'il peut en être de même pour celles apportées par Huygens à la deuxième copie.

Après les grecs tout naturaliste désireux de connaître la nature de la lumière devait tâcher de se former une opinion sur son analogie avec le son. La constatation d'une certaine analogie entre les deux phénomènes n'avait toutefois pas amené les anciens à proposer une théorie ondulatoire de la lumière. Il est vrai que dans son article de 1893 ‘Ueber das physikalische System des Straton’1) H. Diels a avancé que Straton2) était partisan d'une théorie ondulatoire non seulement du son mais aussi de la lumière, mais nous avons combattu cette manière de voir dans notre brochure de 1910 ‘De leer van het licht vòòr Huygens, I. De optica in de Oudheid’3) et Diels nous a fait savoir qu'il ne maintenait pas son opinion.

Dans une Pièce de date inconnue publiée dans le T. XIII4) Huygens parle des ‘especes ou images incorporelles’ qui suivant beaucoup d'auteurs viennent frapper nos yeux5). C'est là une théorie ancienne, en l'on constate une certaine analogie avec les atomes de son: Empédocle et les atomistes antérieurs à ou contemporains d'Aristote considèrent tant la lumière que le son comme l'écoulement d'une substance. Straton se sert, dans le cas de la lumière, de l'expression δύναμις σωματιϰή. Voyez aussi sur les émanations notre Avertissement sur le magnétisme. Au sixième siècle de notre ère on trouve, également dans le cas de la lumière, des ἐνέργειαι incorporelles (ou semi-corporelles) chez Philopon6). Roger Baco au treizième siècle traite ‘de multiplicatione specierum’7). Suivant lui ‘species non meretur dici corpus’8). Il ajoute: ‘non est aliquid quod moveatur ibi [c.à.d. dans le “medium”] de loco ad locum, sed est continua generatio novae rei’8). Ailleurs il dit ‘generationem lucis fieri successive in partibus aëris [comparez sur ce dernier mot le texte de Baco Verulamius, cité à la p. 347, l. 16, qui précède]’9). Nous apprenons encore que ‘spe-

cies incedit per se in medio’1). Bridges a cru pouvoir dire: ‘This view of light, not as an emanation of particles but as a propagation of motion, is in striking conformity with the undulatory theory’2). Mais il faut avouer que tout ceci est bien vague. Et en d'autres endroits R. Baco enseigne ‘quod [species] habeat esse corporale’3).

Roger Baco connait bien Aristote et discute longuement la signification des termes ‘substantia’ et ‘accidens’. En ce temps la grande question qui se posait au sujet de la lumière (et aussi au sujet d'autres émanations comprises sous le nom ‘species’) était en effet - Vincent de Beauvais dans son ‘Speculum naturale’, datant également du treizième siècle, l'affirme - de savoir si la lumière est une substance ou bien un accident4). Certains soutenaient qu'elle est autre chose encore, une ‘forme substantielle’, mais Roger Baco rejette cette manière de voir5).

Or, au dix-septième siècle la question était encore posée à peu près dans les mêmes termes qu'au treizième.

Dans son livre de 1638 qu'il envoya à Huygens en août 16626) Boulliau se range à l'avis de ceux qui défendent la nature intermédiaire de la lumière7). Huygens écrit à propos de ce livre: ‘utinam tam facile esset vera invenire quam falsa redarguere’8).

Nous avons déjà remarqué dans le T. XVI9) - et la Pièce du T. XIII, citée à la

p. 387 qui précède, le fait voir également - que Huygens, admirant la clarté de Descartes, n'était nullement disposé à s'embourber dans des disputes souvent purement verbales de ce genre. Est-ce là la raison pour laquelle il ne mentionne nulle part le livre de F.M. Grimaldi de 16651)? Il est difficile de croire qu'il n'aurait pas vu, en ou peu après 1665, cet ouvrage qui débute par les célèbres expériences sur la diffraction2). La lettre d'octobre 1690 de Leibniz à Huygens paraît être restée en portefeuille3), mais Huygens à évidemment su que Newton, comme Leibniz le rappelle ici, parle de Grimaldi dans ses ‘Principia’ de 1687. Nous savons d'ailleurs avec certitude qu'en 1695 Huygens était en possession de l'ouvrage de Grimaldi, puisque le catalogue de la vente de ses livres qui eut lieu quelques mois après sa mort et dont la Bibliothèque Royale de la Haye possède un exemplaire4), le mentionne. Nous remarquons que les expériences sur la diffraction n'occupent que 11 pages et que l'ouvrage en a 535 en tout. Il est divisé en deux livres, dont le premier défend la substantialité de la lumière, tandis que dans le deuxième beaucoup plus court, ainsi que dans le Prooemium, l'auteur se réfute lui-même, sans grande conviction nous semble-t-il,

pour revenir au sentiment de l'accidentalité censée plus conforme à la doctrine aristotélicienne1). Dans l'un et l'autre livre Grimaldi combat la doctrine des atomistes, et soutient d'autre part contre les péripatéticiens que les couleurs n'ont pas d'existence propre, ne sont pas, en d'autres termes, des qualités inhérentes aux objets et indépendantes de la lumière. Un rayon de soleil, passant par les pores d'un carreau rouge, devient rouge - c'est-à dire se montre capable de teinter les objets en rouge - par une modification interne de nature ondulatoire, non pas parce que la rougeur du verre se communiquerait à lui en s'ajoutant à la lumière.

Baco Verulamius, qui parle de l'analogie entre le son et la lumière dans les ‘Topica’ que nous avons cités à la p. 347, et qui ailleurs se montre bien convaincu de la nécessité d'examiner à fond la ‘forma lucis’2), ne dit lui-même, nous semble-t-il, rien de bien remarquable sur ce dernier sujet. Dans le cas des rayons lumineux, il n'y a pas pour lui de mouvement local dans l'‘air’; il existe cependant des effluves incorporels3).

Gassendi lui, - suivi par Mersenne, nous l'avons rappelé plus haut - défend la doctrine atomistique ancienne au point d'admettre des atomes de son4): il s'ensuit

qu'il admet aussi des atomes, bien matériels, de lumière1). Cette conception n'empêche pas la comparaison, dans une certaine mesure, de la propagation du son à celle des vagues qu'on voit s'étendre à partir d'un centre à la surface de l'eau2). En effet, l'émission des atomes de son qui partent d'un objet vibrant, placé p.e. dans l'air, étant jugée périodique, l'oreille d'un observateur en repos par rapport à l'objet est frappée par un nombre de vagues égal à celui des vibrations. Connaissant la fréquence des vibrations et la vitesse du son, égale à celle des atomes projetés, on aurait pu calculer l'intervalle spatial de deux ‘battements’ contigus, en d'autres termes la longueur d'onde correspondant à un ton déterminé; bien entendu, en admettant une vitesse de propagation constante; mais si cette vitesse est réduite, et fort considérablement, sans que le ton change, comme le veut Mersenne, il ne pourra être question d'une longueur d'onde unique correspondant à un ton de hauteur déterminé3). Quant à la lumière, nous ne trouvons pas que Gassendi parle où que ce soit d'une émission périodique des atomes.

Chez Descartes aussi il n'y a aucune périodicité. La lumière qui émane du soleil et des étoiles est dans un rapport étroit avec les tourbillons4). La vitesse de la lumière est infinie5). Généralement la lumière - comparez la l. 15 de la p. 383 qui précède - n'est qu'une pression6). Toutefois les couleurs sont dues à des rotations de particules7); et l'infinité de la vitesse n'empêche pas la comparaison de la lumière incidente avec une balle8). Au fond, suivant Huygens, tout ce que Descartes a dit sur

la nature de la lumière est inconcevable1). Il ne retient que l'idée de l'action mécanique des particules de matière fine les unes sur les autres. Chez lui il s'agit d'une action successive, puisqu'il admet une vitesse de propagation finie.

Rejetant donc les atomes de lumière de Gassendi, mais acceptant le vide des atomistes et réduisant en de véritables atomes les corpuscules de Descartes (comparez les p. 315-316 et 325 qui précèdent), Huygens fut influencé d'autre part par le concept des ondes, et la question se posait comment il fallait y rattacher celui des lignes géométriques, généralement droites, suivant lesquelles la lumière se propage à partir de l'objet. Huygens savait d'ailleurs que suivant Hooke (et même déjà suivant Descartes) les rayons sont parfois courbés2). Et avant Hooke nous devons, pour observer l'ordre historique, mentionner à ce propos le philologue I. Vossius qui dans son édition de 1658 du géographe romain Pomponius Mela donne une longue note sur la question de savoir combien un montagnard pourra voir le soleil plus longtemps qu'un habitant de la plaine3). Vossius fut combattu - nous ignorons sur quels points4) - par P.D. Huet5) et Huygens en août 1659 approuve cette censure6). C'est le premier endroit de la Correspondance où nous voyons Huygens s'intéresser à la théorie de la réfraction. Il est presque superflu de dire que la réfraction atmosphérique, phénomène connu depuis longtemps aux observateurs du ciel, lui était familière7). D'autre part il se rendait bien compte du fait qu'il faudrait encore faire des

observations bien plus précises1). Le livre anti-cartésien de Vossius de 1662 ‘de lucis natura’, qui ne passa nullement inaperçu2), parut également insignifiant à Huygens3), ce qui ne veut pas dire qu'il n'en tint aucun compte4). Mais revenons au concept des ondes. Hooke, en 1665, parle en termes géneraux d'ondulations se propageant avec une vitesse finie5). Au premier livre de Grimaldi on trouve une



figure reproduite ci-contre, qui indique la propagation de la lumière par vibrations transversales: il s'agit, d'après le texte, d'un mouvement en spirale du fluide continu qui constitue la lumière6). On peut comparer la figure ci-contre avec la Fig. 55 sans texte de Huygens de la p. 344 du T. XVII, datant de novembre 1665. Grimaldi parle plusieurs fois de l'analogie de la lumière avec le son et enseigne aussi que pour différentes couleurs les vibrations sont différentes, mais il n'émet pas l'hypothèse que les couleurs sont déterminées par les fréquences des vibrations. Le physicien de ce temps qui a eu le plus de foi dans l'analogie de la lumière avec le son est sans contredit Pardies (mort en 1673). Nous pouvons l'affirmer, d'une part d'après ce que Huygens dit de son ouvrage inachevé, aujourd'hui perdu, que l'auteur lui montra7), d'autre part d'après

l'‘Optique’ de 1682 de Pierre Ango qui a fait usage de ses papiers1). Ango admet (p. 7) ‘qu'il y a dans tout cet Univers une autre substance, qu'Aristote appelle du nom d'Aether2), qui est infiniment plus subtile que l'air, parce qu'elle est liquide en toutes ses parties, & qu'elle est, pour cette raison, tres-propre à remplir tous les vuides qui sont entre les parties des autres corps naturels’3). P. 70: ‘Il ne faut ... pas s'imaginer que ce soient les mêmes Ondulations qui produisent le son & la lumière ... les Ondulations & les Vibrations que demande la lumière doivent être infiniment plus vives & plus subtiles’. P. 12: ‘le mouvement propre d'Ondulation ... suppose ... quelque compression & quelque dilatation des parties des corps où ce mouvement se passe’. Ango dit plusieurs fois (p. 9, p. 72) que le soleil et les flammes entretiennent par leurs vibrations le ‘mouvement de compression et de dilatation’ de l'éther. Quoiqu'en général il semble plutôt parler d'une dilatation et condensation de la flamme tout entière, il mentionne toutefois aussi (p. 79) les ‘ressorts insensibles’ qui se trouveraient dans certaines pierres devenant lumineuses ‘lors qu'on les échauffe & qu'on les frotte un peu rudement’. Dans l'éther il existe évidemment des vibrations longitudinales. - Or, Huygens n'accepta point l'idée d'une analogie si étroite entre la lumière et le son.

Nous avons dit à la p. 268 du T. XVII que la ‘belle comparaison des couleurs aux consonnances’ - ce qui n'est d'ailleurs pas la même chose qu'une comparaison des couleurs spectrales aux tons - de Cureau de la Chambre a été remarquée par Huygens sans qu'il ait songé à développer cette idée4): le ton de sa phrase est même plutôt ironique. La très grande différence entre les vitesses du son et de la lumière pouvait sans doute aisément faire croire à des modes de propagation différents. Mais le principal obstacle résidait, nous semble-t-il, dans la conception de Huygens de la

nature des atomes et dans sa conviction que tous les phénomènes sont produits par des collisions de particules. Comment eût-il pu admettre de la périodicité dans les collisions d'atomes se produisant dans une flamme? Ou comment l'existence de ressorts insensibles dans les atomes infiniment durs1)? Dans le cas de la chaleur aussi (p. 347) nous n'avons pas trouvé chez lui de points matériels exécutant des oscillations (harmoniques p.e.) chacun autour d'un centre avec une fréquence déterminée. Pour pouvoir envisager la possibilité d'un pareil mécanisme il eût fallu, nous semble-t-il, admettre des forces agissant à distance ou du moins se comportant comme agissant à distance. Il eût fallu admettre que toute énergie n'est pas actuelle2). - Ce fut donc une propagation comparable à celle du mouvement (ou plutôt de la tendance au mouvement) de billes élastiques contigues que Huygens crut devoir adopter. Les ondes sphériques, provenant des points lumineux ou simplement visibles, se suivent irrégulièrement, comme il le dit expressément à la p. 474 qui suit. La nature des couleurs reste énigmatique3).

Cette irrégularité, opposée à la régularité des vibrations qui propagent le son, n'empêche toutefois pas Huygens de dire à l'occasion que la lumière consiste en un ‘petit et vif tremoussement’ et le son en un ‘semblable [nous soulignons] ebranslement successif de l'air’4).

Ce fut Newton qui, en 1672, développa - quoique sans y croire, à cause de la propagation rectiligne de la lumière - la théorie des vibrations périodiques de l'éther engendrant les diverses couleurs spectrales5). Le premier penseur français qui ait

jugé véritable cette théorie que la différence des couleurs provient de la différence de la fréquence des vibrations paraît avoir été Malebranche1).

Quant à Huygens, son grand mérite, aujourd'hui universellement reconnu, c'est d'avoir, lui le premier, trouvé moyen d'appliquer les mathématiques à la théorie de la propagation de la lumière autrement et plus finement que par l'ancien concept géométrique des rayons. Leibniz l'a fort bien dit dans sa lettre du 22 juin 16942): ‘Asseurement Mr. Hook et le p. Pardies n'avoient garde d'arriver à l'explication des loix de la refraction par les pensées qu'ils avoient sur les ondulations. Tout consiste dans la maniere dont vous vous estes avisé de considerer chaque point du rayon, comme rayonnant, et de composer une onde generale de toutes ces ondes auxiliaires [nous soulignons]’.

Le mérite de Huygens ne réside donc pas, peut-on dire, dans sa conviction que les phénomènes de la lumière seraient produits par les chocs de particules d'éther infiniment dures; quoiqu'assurément les collisions jouent un grand rôle dans la nature, et que l'apparente justesse du principe des ondes-enveloppes pouvait, non sans quelque raison, lui sembler une confirmation de sa manière d'envisager le monde. L'explication sommaire qu'il donne à la p. 473 qui suit [Fig. 177] ne peut guère être considérée comme convaincante. Nous aurions tort d'insister: tout lecteur moderne serait en état, aussi bien que nous, de poursuivre cette critique de détail.

L'auteur du présent Avertissement3) n'est, certes, nullement disposé à soutenir avec J. Bosscha dans sa courte biographie de Huygens dans le ‘Nieuw Nederlandsch Biografisch Woordenboek’4) que Huygens a réussi à démontrer l'existence de l'éther

cosmique. Il ne voit pas d'ailleurs que Huygens lui-même ait eu cette prétention: vers la fin de sa Préface au Traité de la Lumière il parle avec beaucoup de modestie1).

D'après les indications fournies par la Correspondance et les Manuscrits, ce fut la considération du cristal d'Islande qui amena Huygens en 1672 à s'occuper activement de l'étude de la propagation de la lumière2). Il découvrit de suite - non pas beaucoup plus tard, comme il le fait entendre dans le Traité3) - les phénomènes d'extinction provenant du passage de la lumière par deux cristaux successivement, phénomènes inexplicables dans l'hypothèse d'une propagation longitudinale pure et simple. Il est évident d'autre part que sa foi dans le mécanisme des collisions lui rendait bien difficile de considérer la possibilité de vibrations transversales, dont il ne parle nulle part. Il laissa donc ces phénomènes de côté pour ne s'occuper que de la propagation dans un milieu homogène ou dans un cristal unique. En 1673 il dit qu'il sera bon de rechercher ‘plus profondement la cause de la refraction’4).

Dès que Huygens eut appris en ou vers septembre 1677 - la découverte des ondes sphéroïdales5), faite à la Haye, est du 6 août 1677 - détermination par Römer de la vitesse de la lumière (1676), laquelle au commencement ne convainquit pas tout-le-monde6), il se rangea à son avis. Il était d'ailleurs évident depuis les temps les plus reculés à tous ceux qui croyaient à une vitesse finie, que celle-ci devait être énorme7).

Mais comment la lumière passe-t-elle à travers les corps transparents? Comment le fait-elle, dans le cristal d'Islande, avec des vitesses différentes dans différentes directions? Chez Grimaldi la matière est continue, comme le fluide lumineux; ce dernier passe par des pores, rangés souvent (même dans l'air) dans de longues files. Chez Huygens la matière est discontinue et l'on trouve dans le Traité la réponse à la question posée. Mais on peut consulter aussi sur ce sujet la lettre de Huygens à Papin du 26 novembre 16901), laquelle fait bien voir combien tout ce qu'il avance sur les matières fines intervenant dans la composition du cristal et servant à la propagation de la lumière, est incertain à ses propres yeux. Il se borne à dire dans cette lettre que son explication ‘paroit n'avoir rien d'impossible’. La seule chose indubitable, ce sont les ‘ondes spheriques et spheroides’.

Il mérite aussi d'être remarqué qu'il n'y a pas, nous semble-t-il, dans les pièces sur la lumière une fort grande différence entre le sentiment de Huygens et celui de Descartes sur la solidité des corps. Naguère (p. 332 qui précède) Huygens rejetait absolument l'idée que c'est la seule juxtaposition des particules qui fait la cohésion des corps solides. Dans le Traité (voyez aussi l'Appendice III) il discute l'arrangement probable des particules du cristal, celles-ci étant maintenues en place par les particules avoisinantes. Les modèles se casseroient, lorsqu'on les rompt, suivant certaines faces ‘si ces corpuscules estoient legerement collez ensemble’. Or, ce col hypothétique n'existe pas seulement dans les modèles: dans la lettre à Papin que nous venons de citer2) Huygens parle d'une matière ‘qui occupe les intervalles qui restent autour des mesmes spheroides, et qui sert a les tenir joints ensemble’. Par simple juxta-position, dirait-on3). Il est vrai, nous venons de le dire, qu'ici Huygens n'a pas la prétention d'atteindre bien certainement l'ultime réalité4). Pourtant il n'y a là, dit-il, ‘rien d'impossible’.

Avec l'entrée en scène de Huygens et de Newton les idées se précisèrent. L'ancienne dispute sur la question accident ou substance disparut ou du moins fut réléguée à l'arrière-plan; à moins qu'on ne veuille dire, ce qui nous semble plus rationnel, que l'opposition entre la théorie de l'ondulation et celle de l'émission ne fut qu'une nouvelle phase de la même lutte. Et ne pourrait-on pas ajouter que le vingtième siècle - les idées s'étant précisées encore bien davantage - a connu une lutte du même genre entre les ondes électromagnétiques et les photons? Aujourd'hui encore les opinions de tous les physiciens, recherchant ou croyant avoir trouvé la synthèse, ne sont certes pas absolument les mêmes1).

Il serait inutile de donner ici un résumé des expériences et des idées de Newton sur la lumière puisque dans ses écrits Huygens suit son propre chemin indépendamment de Newton2). Cependant il faut mentionner que c'est certainement grâce à Newton qu'il a supprimé l'ébauche d'une théorie dualiste des couleurs3). Déjà en juillet 1672 Huygens avait dit qu'il trouvait ‘l'hypothese des couleurs de Monsieur Newton ... fort probable’4). Il est vrai qu'il n'a jamais osé affirmer lui-même ‘que

les rayons de lumiere, des leur origine, fussent les uns rouges, les autres bleus &c.’ et qu'à son avis - lequel, dans la Préface du Traité de la Lumière, il exprime bien brièvement, se contentant de dire qu'en fait de couleurs ‘personne jusqu'ici ne peut se vanter d'avoir réussi’ - il resterait encore ‘la grande difficultè d'expliquer par la physique mechanique en quoy consiste cette diversitè de couleurs’1). Il est bien connu que Newton parle souvent de l'existence possible d'ondulations - voyez p.e. ce qu'il dit en 1673 à la p. 265 du T. VII: ‘Aethereal corpuscles or pulses ...’; ‘corpuscles, of which a shining body consists... impress... motion on the adjacent Aethereal medium...’ - et qu'en se décidant pour la théorie de l'émission, il juge possible qu'il y aurait néanmoins aussi des ondes se mouvant avec une vitesse qui diffère de celle des corpuscules projetés2).

En mai 16943) Huygens soutient contre Newton et Fatio de Duillier que le ‘passage si rapide des corpuscules depuis le Soleil bu Jupiter jusqu'à nous’ est inadmissible. Nous savons aujourd'hui qu'il n'y a là rien d'impossible puisque d'innombrables expériences de laboratoire nous font conclure à des vitesses de différents corpuscules du même ordre de grandeur que celle de la lumière.

Après l'apparition du Traité - on trouve aux p. 379-380 du T. IX la liste des personnes à qui il fut envoyé - de la Hire nous apprend4) que dans les conférences de 1679 à l'Académie Huygens n'avait pas parlé fort explicitement du mouvement de la lumière dans le cristal d'Islande et qu'il n'était donc pas persuadé en ce temps que Huygens pût réellement ‘expliquer ses apparences avec facilité’. Mais en 1690 il est si bien convaincu, que déjà en cette année il enseigne le système de Huygens dans ses ‘leçons publiques au college Royal’. En 1693 la doctrine de Huygens est expliquée à l'Université de Wittenberg5).

Mais malgré ce commencement de succès, la théorie de Huygens tomba bientôt dans l'oubli6). En Hollande même ni 's Gravesande ni Musschenbroek ne l'adoptent. Dans son éloge historique de Fresnel Arago croit pouvoir dire que par suite de cet oubli ‘les principes de l'optique sont arrêtés pour plus d'un siècle’7). Ce thème est développé plus amplement dans la magistrale Introduction historique aux ‘Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel’ d'Emile Verdet, à laquelle nous renvoyons le lecteur8). Les travaux d'Euler (du dix-huitième siècle), de Young, de Malus, pour ne citer que les principaux, y sont commémorés comme de droit. L'auteur nous fait voir comment Fresnel passa de l'hypothèse des vibrations longitudinales à celle des vibrations transversales et combina le principe des interférences avec celui de Huygens9).

Notons que déjà en 1800 Young dans ses ‘Outlines of experiences and inquiries respecting sound and light’ parle, de même qu'Euler, de l'analogie de la lumière avec le son1). Il avait commencé ses études par celle de la voix humaine2): comparez la Pièce I de Huygens sur le son3).

Le Traité de la Lumière (avec le Discours sur la Cause de la Pesanteur) a été

réimprimé par W. Burckhardt en 18854). Il a ensuite paru en traduction allemande dans ‘Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften’5). Nous connaissons aussi une traduction anglaise de 1912 de Silvanus P. Thompson6) et une réimpression de 1920 dans la série ‘Les Maitres de la Pensée scientifique’7).