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pouvoir préciser ce qu'ils entendaient par là. Newton eut la gloire de transformer en une admirable théorie ce qui n'était avant lui qu'une simple croyance assez obscure ; théorie d'après laquelle la lumière blanche du soleil n'est pas une lumière simple, mais une lumière décomposable, formée par l'association de lumières simples superposées ayant chacune une couleur particulière. Les couleurs principales, au nombre de sept, sont les suivantes : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge. Considérons un corps susceptible de réfléchir les rayons bleus et ceux-là seulement. Eclairé par la lumière du jour, il absorbera tous les rayons de cette lumière à l'exception des rayons bleus. Il paraîtra donc émettre de la lumière bleue. Ces rayons bleus ne viennent pas de la substance du corps ; celle-ci ne fait que les renvoyer : ils étaient dans la lumière incidente ; ce sont en quelque sorte les seuls dont la substance ne veuille pas s'imprégner. De même une lame de verre, qui ne se laisse traverser que par les rayons rouges en absorbant tous les autres, paraîtra rouge quand on l'interposera entre l'œil et le soleil sans que ce rouge émane en rien de la substance du verre. Ce rouge était dans la lumière incidente comme le bleu l'était tout à l'heure. Cette théorie, qui date de 1670, est devenue classique. Nous y sommes tellement habitués que nous ne comprenons plus ce qu'elle avait de singulier et même d'inadmissible, à première vue. Comment admettre que le blanc, qui semble être manifestement la couleur primitive par excellence, ne soit au contraire jamais qu'une couleur composée ? Comment admettre que ce blanc, qui est, à n'en pas doute, la plus claire des couleurs, soit dû au mélange de couleurs colorées plus foncées ? Comment admettre encore que ce blanc puisse résulter tantôt de la superposition de 3 lumières simples colorées, tantôt de 4, de 5, et même que dans le blanc de la lumière solaire s'en superposent une infinité ? Comment admettre que le jaune et le bleu soient deux couleurs qui par leur superposition donnent du blanc, autrement dit soient deux couleurs
dans la lumière incidente comme le bleu l'était tout à l'heure. Cette théorie, qui date de 1670, est devenue classique. Nous y sommes tellement habitués que nous ne comprenons plus ce qu'elle avait de singulier et même d'inadmissible, à première vue. Comment admettre que le blanc, qui semble être manifestement la couleur primitive par excellence, ne soit au contraire jamais qu'une couleur composée ? Comment admettre que ce blanc, qui est, à n'en pas doute, la plus claire des couleurs, soit dû au mélange de couleurs colorées plus foncées ? Comment admettre encore que ce blanc puisse résulter tantôt de la superposition de 3 lumières simples colorées, tantôt de 4, de 5, et même que dans le blanc de la lumière solaire s'en superposent une infinité ? Comment admettre que le jaune et le bleu soient deux couleurs qui par leur superposition donnent du blanc, autrement dit soient deux couleurs complémentaires, alors que tous les peintres savent qu'en mélangeant sur leur palette une couleur matérielle jaune à une autre bleue, ils obtiennent du vert ? La nouvelle théorie offrait en foule des conséquences aussi paradoxales, lesquelles toutes éclaircies aujourd'hui, grâce à une multitude d'expériences justificatives, sont cependant restées longtemps un objet de scandale aux yeux de nombreux savants, physiciens ou philosophes. Aussi, dès son apparition, trouva-t-elle des adversaires : Hooke, Huyghens, le P. Pardies, le P. Linus, l'abbé Mariotte et bien d'autres. Longtemps après, en 1784, dans ses « Études de la Nature », Bernardin de Saint-Pierre, qui cependant était ingénieur, la tournait en ridicule et plaisantait sur ces « machines de physique qui vous trompent avec leur air savant ». N'a-t-elle pas été, de la part de Göethe, dans cette longue étude « Sur la théorie des couleurs », qu'il publia en 1810, l'objet d'attaques passionnées, d'une violence invraisemblable : il lui opposait l'ancienne conception ; aussi expliquait-il le bleu du ciel à peu près comme Léonard de Vinci. Il a cependant, dans cette étude, recueilli et rapproché nombre de faits remarquables et très suggestifs. Quelques années plus tard, l'illustre philosophe Schopenhauer n'allait-il pas encore émettre, à son tour,
objet de scandale aux yeux de nombreux savants, physiciens ou philosophes. Aussi, dès son apparition, trouva-t-elle des adversaires : Hooke, Huyghens, le P. Pardies, le P. Linus, l'abbé Mariotte et bien d'autres. Longtemps après, en 1784, dans ses « Études de la Nature », Bernardin de Saint-Pierre, qui cependant était ingénieur, la tournait en ridicule et plaisantait sur ces « machines de physique qui vous trompent avec leur air savant ». N'a-t-elle pas été, de la part de Göethe, dans cette longue étude « Sur la théorie des couleurs », qu'il publia en 1810, l'objet d'attaques passionnées, d'une violence invraisemblable : il lui opposait l'ancienne conception ; aussi expliquait-il le bleu du ciel à peu près comme Léonard de Vinci. Il a cependant, dans cette étude, recueilli et rapproché nombre de faits remarquables et très suggestifs. Quelques années plus tard, l'illustre philosophe Schopenhauer n'allait-il pas encore émettre, à son tour, des idées analogues à celles de Göethe ! Il importe d'ailleurs de ne pas oublier qu'on trouve, à la base de cette théorie abandonnée, certaines observations incontestables dont la théorie de Newton a dû chercher la raison, ce qui a permis à certains Newtoniens d'expliquer le bleu du ciel à la manière de Léonard de Vinci. Voici par exemple comment, dans un mémoire daté de Saint-Pétersbourg et publié en mai 1832, le colonel Jackson s'exprimait : « L'atmosphère contient une grande quantité d'impuretés ; celles-ci, essentiellement différentes de nature, réfléchissent toutes les couleurs qui, se mêlant par des percussions innombrables avant d'atteindre l'œil, produisent la sensation de blanc. Nous regardons comme probable que ce que nous appelons la couleur bleue de l'air est la sensation mixte d'une obscurité absolue aperçue à travers une masse de particules réfléchissant la lumière pure et non modifiée. » Il propose même d'essayer de reproduire le bleu du firmament à l'aide d'un disque tournant, c'est-à-dire d'une toupie partagée en secteurs blancs et noirs que l'on éclairerait par la lumière du soleil. Dans une des notes accompagnant son mémoire, il fait observer qu'en 1797 le « Voyage dans les Alpes », du célèbre physicien naturaliste «
la manière de Léonard de Vinci. Voici par exemple comment, dans un mémoire daté de Saint-Pétersbourg et publié en mai 1832, le colonel Jackson s'exprimait : « L'atmosphère contient une grande quantité d'impuretés ; celles-ci, essentiellement différentes de nature, réfléchissent toutes les couleurs qui, se mêlant par des percussions innombrables avant d'atteindre l'œil, produisent la sensation de blanc. Nous regardons comme probable que ce que nous appelons la couleur bleue de l'air est la sensation mixte d'une obscurité absolue aperçue à travers une masse de particules réfléchissant la lumière pure et non modifiée. » Il propose même d'essayer de reproduire le bleu du firmament à l'aide d'un disque tournant, c'est-à-dire d'une toupie partagée en secteurs blancs et noirs que l'on éclairerait par la lumière du soleil. Dans une des notes accompagnant son mémoire, il fait observer qu'en 1797 le « Voyage dans les Alpes », du célèbre physicien naturaliste « de Saussure », attribuait la couleur bleue du ciel à la faculté qu'aurait l'atmosphère de réfléchir les rayons bleus plutôt que les autres. On pourrait peut-être soutenir cette idée, ajoute-t-il, mais non de la manière que l'entend de Saussure, car ce dernier dit expressément que « tandis que l'air réfléchit les rayons bleus, il est incolore par transmission ». Jackson voit là une contradiction et le démontre en s'appuyant sur un mémoire antérieur, dans lequel il avait cherché à expliquer pourquoi la plupart des corps avaient la même couleur par transparence que par réflexion. Nous ne le suivrons pas dans sa démonstration, parce que notre but, quelque peu différent du sien, est d'appeler l'attention sur ce qu'un faisceau de lumière solaire ayant traversé une atmosphère incolore, mais chargée de poussières, devra s'être teint en jaune si l'action de ces poussières se borne à une réflexion des radiations bleues. Plus sera grande l'épaisseur traversée, plus le faisceau aura perdu de rayons bleus réfléchis, moins par conséquent il en conservera. Les rayons autres que les bleus y seront donc de plus en plus prédominants et le faisceau prendra de plus en plus la teinte jaune, complémentaire du bleu. L'importance de cette remarque
les rayons bleus, il est incolore par transmission ». Jackson voit là une contradiction et le démontre en s'appuyant sur un mémoire antérieur, dans lequel il avait cherché à expliquer pourquoi la plupart des corps avaient la même couleur par transparence que par réflexion. Nous ne le suivrons pas dans sa démonstration, parce que notre but, quelque peu différent du sien, est d'appeler l'attention sur ce qu'un faisceau de lumière solaire ayant traversé une atmosphère incolore, mais chargée de poussières, devra s'être teint en jaune si l'action de ces poussières se borne à une réflexion des radiations bleues. Plus sera grande l'épaisseur traversée, plus le faisceau aura perdu de rayons bleus réfléchis, moins par conséquent il en conservera. Les rayons autres que les bleus y seront donc de plus en plus prédominants et le faisceau prendra de plus en plus la teinte jaune, complémentaire du bleu. L'importance de cette remarque vient de ce que nous allons dans la suite considérer l'atmosphère comme un milieu ainsi constitué. Or, nous sommes plongés dans ce milieu ; le soleil est en dehors. Qu'ils nous arrivent directement ou après s'être réfléchis sur les poussières, les rayons solaires ont dû traverser la masse d'air atmosphérique, et par conséquent ont dû se teindre d'autant plus en jaune que l'épaisseur d'air traversée aura été plus grande. Dès lors si l'épaisseur de l'atmosphère était énorme, si grande que les faisceaux du soleil ne pussent venir jusqu'aux poussières avoisinant la terre qu'après avoir à peu près complètement perdu tous leurs rayons bleus, il est certain que ces poussières ne pourront pas réfléchir de bleu. Une atmosphère très épaisse serait donc la négation du ciel bleu. Mais qu'au contraire l'atmosphère soit peu épaisse, si peu qu'elle n'absorbe des divers rayons colorés, et en particulier des rayons bleus, qu'une proportion négligeable, alors les particules en suspension dans l'air, recevant des quantités égales des divers rayons colorés, réfléchiront surtout les bleus, conformément à leur aptitude particulière. On expliquera, sans difficulté, pourquoi le ciel est bleu. La condition expresse pour que cette explication soit valable, est donc que l'épaisseur de l'atmosphère ne soit
et par conséquent ont dû se teindre d'autant plus en jaune que l'épaisseur d'air traversée aura été plus grande. Dès lors si l'épaisseur de l'atmosphère était énorme, si grande que les faisceaux du soleil ne pussent venir jusqu'aux poussières avoisinant la terre qu'après avoir à peu près complètement perdu tous leurs rayons bleus, il est certain que ces poussières ne pourront pas réfléchir de bleu. Une atmosphère très épaisse serait donc la négation du ciel bleu. Mais qu'au contraire l'atmosphère soit peu épaisse, si peu qu'elle n'absorbe des divers rayons colorés, et en particulier des rayons bleus, qu'une proportion négligeable, alors les particules en suspension dans l'air, recevant des quantités égales des divers rayons colorés, réfléchiront surtout les bleus, conformément à leur aptitude particulière. On expliquera, sans difficulté, pourquoi le ciel est bleu. La condition expresse pour que cette explication soit valable, est donc que l'épaisseur de l'atmosphère ne soit pas trop grande, condition que nous supposerons remplie dans tout ce qui suit. Bien entendu, l'explication n'en sera que plus facile, si, l'air privé de poussières, au lieu d'être comme il est, de fait, incolore, possédait par lui-même une légère transparence bleue. III Un Mémoire de Xavier de Maistre C'est en novembre 1832, par conséquent quelques mois après la publication de Jackson, que Xavier de Maistre aborde à son tour le problème, dans un mémoire intitulé « Sur la couleur de l'air et des eaux profondes et sur quelques autres couleurs fugitives analogues ». En sa qualité de peintre, il devait en effet s'intéresser particulièrement à ces questions. Dans ce mémoire, il rapproche et décrit des faits bien connus, mais qui paraissent n'avoir aucune analogie entre eux, à peu près comme l'avait fait Gœthe ; mais, à la différence de ce dernier, il adopte la théorie chromatique de Newton. Il signale la teinte bleuâtre de la lumière réfléchie par l'eau de savon étendue, par l'infusion d'écorce de marronnier d'Inde, par la gelée de colle de poisson d'Astrakan, par l'opale noble, par quelques cailloux siliceux d'une transparence laiteuse, par certains verres translucides que l'on fabrique, dit-il, en ajoutant de la poudre
en novembre 1832, par conséquent quelques mois après la publication de Jackson, que Xavier de Maistre aborde à son tour le problème, dans un mémoire intitulé « Sur la couleur de l'air et des eaux profondes et sur quelques autres couleurs fugitives analogues ». En sa qualité de peintre, il devait en effet s'intéresser particulièrement à ces questions. Dans ce mémoire, il rapproche et décrit des faits bien connus, mais qui paraissent n'avoir aucune analogie entre eux, à peu près comme l'avait fait Gœthe ; mais, à la différence de ce dernier, il adopte la théorie chromatique de Newton. Il signale la teinte bleuâtre de la lumière réfléchie par l'eau de savon étendue, par l'infusion d'écorce de marronnier d'Inde, par la gelée de colle de poisson d'Astrakan, par l'opale noble, par quelques cailloux siliceux d'une transparence laiteuse, par certains verres translucides que l'on fabrique, dit-il, en ajoutant de la poudre d'or calcinée à la pâte ordinaire du verre transparent incolore. Il appelle encore l'attention sur la teinte bleuâtre de la peinture blanche appliquée en couches trop minces sur un fond noir et s'arrête enfin à considérer d'une manière plus particulière le bleu du ciel, celui des eaux profondes, celui de la glace dans les crevasses profondes des glaciers et enfin celui des lignes que dessinent les veines peu profondes à la surface des peaux fines. Un physicien moderne n'aurait rien à reprendre à ces rapprochements, exception faite toutefois pour l'observation relative à l'infusion d'écorce de marronnier d'Inde, déjà signalée par Gœthe. Il la rattacherait à un autre groupe de phénomènes, les phénomènes de fluorescence. Bien qu'ayant une apparence très trouble quand on les éclaire latéralement, les substances fluorescentes, en particulier l'infusion d'écorce de marronnier d'Inde, sont d'une transparence parfaite quand on les interpose entre l'œil et la source de lumière. Quant à la lumière qu'elles émettent, on ne peut la considérer comme étant de la lumière incidente simplement réfléchie. Sous l'influence de la lumière incidente, un corps fluorescent devient une sorte de source de lumière émettant ses radiations propres, sans relation directe de couleur avec les couleurs des radiations incidentes
la glace dans les crevasses profondes des glaciers et enfin celui des lignes que dessinent les veines peu profondes à la surface des peaux fines. Un physicien moderne n'aurait rien à reprendre à ces rapprochements, exception faite toutefois pour l'observation relative à l'infusion d'écorce de marronnier d'Inde, déjà signalée par Gœthe. Il la rattacherait à un autre groupe de phénomènes, les phénomènes de fluorescence. Bien qu'ayant une apparence très trouble quand on les éclaire latéralement, les substances fluorescentes, en particulier l'infusion d'écorce de marronnier d'Inde, sont d'une transparence parfaite quand on les interpose entre l'œil et la source de lumière. Quant à la lumière qu'elles émettent, on ne peut la considérer comme étant de la lumière incidente simplement réfléchie. Sous l'influence de la lumière incidente, un corps fluorescent devient une sorte de source de lumière émettant ses radiations propres, sans relation directe de couleur avec les couleurs des radiations incidentes excitatrices. Tous ceux qui ont observé une infusion aqueuse d'écorce de marronnier d'Inde n'ont d'ailleurs pas manqué d'être frappés de l'analogie remarquable d'aspect qu'elle offre avec le ciel bleu. Il n'y a donc rien de surprenant à ce qu'un physicien de Lyon, Lallemand, ait pensé à attribuer le bleu du ciel à la présence dans les hautes régions de l'atmosphère d'un gaz inconnu à fluorescence bleue. Mais l'idée a été vite abandonnée, car rien n'autorisait à voir dans le bleu du ciel autre chose que de la lumière réfléchie. Nous la signalons simplement parce qu'elle montre qu'il n'est aucune sorte d'explication qu'on n'ait essayée. Quoi qu'il en soit, Xavier constate que, dans tous les exemples énumérés pour lesquels il a examiné la lumière transmise, celle-ci, au lieu d'être bleuâtre, comme l'est la lumière réfléchie, est d'une teinte jaune plus ou moins brune ou rouge, c'est-à-dire à peu près complémentaire de la lumière réfléchie. Une bonne partie du mémoire est consacrée à la description des observations qu'il a faites dans une grotte de l'île de Capri, grotte que la nature semble, dit-il, « avoir « construite pour montrer dans toute sa beauté la couleur « bleue de la mer, et qui,
ciel à la présence dans les hautes régions de l'atmosphère d'un gaz inconnu à fluorescence bleue. Mais l'idée a été vite abandonnée, car rien n'autorisait à voir dans le bleu du ciel autre chose que de la lumière réfléchie. Nous la signalons simplement parce qu'elle montre qu'il n'est aucune sorte d'explication qu'on n'ait essayée. Quoi qu'il en soit, Xavier constate que, dans tous les exemples énumérés pour lesquels il a examiné la lumière transmise, celle-ci, au lieu d'être bleuâtre, comme l'est la lumière réfléchie, est d'une teinte jaune plus ou moins brune ou rouge, c'est-à-dire à peu près complémentaire de la lumière réfléchie. Une bonne partie du mémoire est consacrée à la description des observations qu'il a faites dans une grotte de l'île de Capri, grotte que la nature semble, dit-il, « avoir « construite pour montrer dans toute sa beauté la couleur « bleue de la mer, et qui, pour cette raison, porte le nom de « grotte d'azur ». D'après Xavier, le mécanisme par lequel est engendré le bleu du ciel est, à l'échelle près, le même que celui qui détermine l'apparence bleue des veines peu profondes. L'atmosphère est un milieu transparent, très faiblement troublé, par la présence de fines particules en suspension et rendu ainsi hétérogène ; la peau est un milieu transparent qui, de par sa constitution cellulaire, est très trouble, très fortement hétérogène. Le premier milieu, l'atmosphère, est interposé entre l'œil et les espaces sombres interplanétaires, tout comme le second, la peau, est interposé entre l'observateur et le sang des veines sous-jacentes, jouant le rôle de fond noir. La teinte bleue des eaux profondes, celle de la glace placée devant un fond obscur, proviennent également, d'après lui, de ce que ces milieux sont, comme l'air, comme la peau, des milieux troubles, des milieux opalescents. Si l'eau n'est pas assez profonde, la couleur du fond intervient et se mêle à celle de l'eau, exactement comme lorsqu'une veine est trop fine pour que le sang puisse absorber toute la lumière incidente, elle réfléchit une lumière d'une teinte rouge foncé qui se mêle au bleu dû à l'opalescence
de fines particules en suspension et rendu ainsi hétérogène ; la peau est un milieu transparent qui, de par sa constitution cellulaire, est très trouble, très fortement hétérogène. Le premier milieu, l'atmosphère, est interposé entre l'œil et les espaces sombres interplanétaires, tout comme le second, la peau, est interposé entre l'observateur et le sang des veines sous-jacentes, jouant le rôle de fond noir. La teinte bleue des eaux profondes, celle de la glace placée devant un fond obscur, proviennent également, d'après lui, de ce que ces milieux sont, comme l'air, comme la peau, des milieux troubles, des milieux opalescents. Si l'eau n'est pas assez profonde, la couleur du fond intervient et se mêle à celle de l'eau, exactement comme lorsqu'une veine est trop fine pour que le sang puisse absorber toute la lumière incidente, elle réfléchit une lumière d'une teinte rouge foncé qui se mêle au bleu dû à l'opalescence de la peau. Xavier s'est demandé pourquoi les milieux troubles qu'il venait de considérer, réfléchissaient de préférence les radiations bleues en laissant plus facilement passer les rouges. Il a songé à une théorie, proposée par Newton sous forme de question, à la suite de ses études sur les colorations que prennent les milieux transparents, même incolores, lorsqu'on les réduit à l'état de lames extrêmement minces ; colorations dont nous avons un exemple familier dans les teintes magnifiques des bulles de savon. Pour que les teintes apparaissent, quand on éclaire ces lames avec la lumière du jour, il est essentiel que les lames ne soient ni trop minces, ni trop épaises. Trop minces, elles ne réfléchissent aucune couleur ; lorsque leur épaisseur croît la première couleur réfléchie est bleue, puis viennent successivement des teintes très variées ; enfin, à partir d'une certaine épaisseur, toute coloration disparaît. Quant à la lumière transmise, sa teinte est toujours complémentaire de celle de la lumière réfléchie ; elle est donc jaune quand cette dernière est bleue. Ces propriétés des lames minces transparentes ne permettraient-elles pas d'expliquer la couleur des corps usuels, celle du ciel et de tous les autres milieux ? Newton posa la question,
prennent les milieux transparents, même incolores, lorsqu'on les réduit à l'état de lames extrêmement minces ; colorations dont nous avons un exemple familier dans les teintes magnifiques des bulles de savon. Pour que les teintes apparaissent, quand on éclaire ces lames avec la lumière du jour, il est essentiel que les lames ne soient ni trop minces, ni trop épaises. Trop minces, elles ne réfléchissent aucune couleur ; lorsque leur épaisseur croît la première couleur réfléchie est bleue, puis viennent successivement des teintes très variées ; enfin, à partir d'une certaine épaisseur, toute coloration disparaît. Quant à la lumière transmise, sa teinte est toujours complémentaire de celle de la lumière réfléchie ; elle est donc jaune quand cette dernière est bleue. Ces propriétés des lames minces transparentes ne permettraient-elles pas d'expliquer la couleur des corps usuels, celle du ciel et de tous les autres milieux ? Newton posa la question, et vers la fin du XVIIIe siècle, comme au commencement du XIXe, cette interprétation a joui d'une très grande vogue. Tous les corps étaient supposés formés de lames minces ; tous les milieux étaient supposés en contenir. C'est ainsi qu'en avril 1833 à la Société royale d'Edimbourg, un savant anglais bien connu par ses travaux d'optique, Sir David Brewster, dans une lecture où il se proposait d'attaquer cette théorie, constatait qu'elle était alors la seule admise. Il est donc intéressant de signaler que dès 1831, dans un autre mémoire, Xavier avait discuté longuement l'hypothèse des lames minces et démontré avant Brewster qu'elle ne permettait pas de rendre compte des couleurs des corps usuels, étoffes teintes, fleurs, feuilles et plus généralement de la couleur de ceux qui présentent les mêmes teintes par transparence que par réflexion. Dans le mémoire actuel, il note que les substances opalescentes, celles dont il traite, offrent, conformément à la théorie des lames minces, une couleur par transmission à peu près complémentaire de leur couleur par réflexion ; que cette théorie semble donc pouvoir s'appliquer ici, mais « qu'il ne s'y arrêtera pas, attendu que le but de son essai » « est simplement de signaler le