Bibliophilie et Sciences: théories sur la lumière… matière, onde ou corpuscule?

Amis Bibliophiles bonsoir,
Bernard a entrepris la tâche ardue d’éveiller nos consciences aux beautés méconnues des sciences physiques par le biais insidieux de la bibliophilie… et nous nous laissons faire avec joie. Je lui cède donc la parole…
Au cours du dernier repas des bibliophiles, dans le brouhaha des conversations, une interrogation « vitale » entre deux convives (et entre deux gorgées de Brouilly) a porté sur la nature des êtres qui constituent notre univers …. Pendant que d’autres parlaient Savoie, Humanisme, Reliures, Nouvelle Revue … D’abord quelques mots sur la lumière, « vue » par trois maîtres : Descartes, Newton et Huygens et cela, bien sur, à partir de leurs ouvrages.
Descartes imagine l’espace rempli d’une matière subtile formée de particules sphériques et contiguës. Ces particules transmettent instantanément les vibrations des corps lumineux à notre œil. En 1637 il publie ses idées à la suite son fameux Discours de la Méthode. Le titre complet est : Discours de la méthode pour bien conduire sa raison, et chercher la vérité dans les sciences. Plus la Dioptrique, les Météores, et la Géométrie. Qui sont des essais de cette Méthode.

La Dioptrique, premier appendice au Discours, traite de la lumière, de l’œil, de la vision et des moyens de perfectionner cette vision, mais surtout il énonce à la fin du discours premier, deux lois physiques fondamentales : la loi de la réflexion et la loi de la réfraction, développée dans le discours second. C’est ce que l’on appelle depuis « les lois de Descartes », capitales dans le domaine de l’optique géométrique.L’édition originale étant inaccessible, je me contente de l’édition de 1668 dans laquelle la Mécanique apparaît pour la première fois.
Discours de la Méthode pour bien conduire sa raison, & chercher la vérité dans les Sciences. Plus La Dioptrique, les Météores, la Méchanique, et la Musique, Qui sont des essais de cette Méthode. Paris, Angot. 1668. 3ème édition. 1 volume in-4 ; 303, (23), 127, (1) pp.Pour Newton l’espace est vide. La lumière émise par le soleil est composée de particules de masses différentes qui provoquent sur notre rétine des sensations distinctes appelées couleurs. La propagation rectiligne de la lumière et la réflexion s’interprètent facilement ce qui n’est pas le cas de la réfraction. En 1672, la théorie des couleurs est lue à la Royal Society. Les critiques incitent Newton à retarder la publication.

Ce n’est qu’en 1704 que Newton publie Opticks, ouvrage qui explique en détail ses théories. La seconde édition anglaise parait en 1717. Newton y ajoute des compléments sur la pesanteur. Pierre Coste (1668-1747), réfugié en Angleterre à la suite de la révocation de l’édit de Nantes et ami de Newton fait la première traduction française de cette édition. Les dernières pages donnent le catalogue des livres imprimés chez Pierre Humbert, libraire à Amsterdam. L’autorité de Newton imposera cette conception jusqu’au début du XIXème.
Traité d’optique sur les réflexions, réfractions, inflexions et couleurs de la lumière. Amsterdam, Pierre Humbert. 1720. 1ère édition française. 2 volumes in-8 ; XV, (1), 328 pp, 9 pl. – (2) pp, pp 331 à 583, (17) pp, 3 pl.Une seconde édition française de la traduction de Coste, « beaucoup plus correcte que la première », parait en 1722.Paris, Montalant. 1722. 1 volume in-4 ; (20), 495 (mal chiffrée 595)*, (1) pp, 12 pl.Christian Huygens, imagine la lumière comme une onde se transmettant de proche en proche dans l’espace. Il suppose que la lumière se propage sous la forme d’ondes sphériques et que chaque point atteint par l’onde devenait une nouvelle source. Il publie ses idées en 1690 dans son Traité de la lumière. Traité de la Lumière. Où sont expliquées les Causes de ce qui luy arrive dans la Réflexion, et dans la Réfraction. Et particulièrement dans l’étrange Réfraction du Cristal d’Islande. Avec un Discours de la Cause de la Pesanteur.Leide, P. van der Aa. 1690. 1 volume in-4 ; (8), 124, (2) pp, pp 125 à 128, (2) pp, pp 129 à 180.Cette théorie, opposée à celle de Newton, rencontre peu de crédit à l’époque. Newton triomphe jusqu’au début du XIXème, époque à laquelle Fresnel revient à la théorie ondulatoire. Cette théorie l’emportera jusqu’au début du XXème.

En fait, les deux théories sont complémentaires : dans certains cas la lumière agit comme un ensemble de particules appelés photons et dans d’autres comme une onde : c’est la dualité onde-corpuscule.
Cette dualité a été généralisée à tous les constituants intimes de la matière par Louis de Broglie en1923. Il publie trois notes dans les « Comptes rendus de l’Académie des sciences », trois notes qui constituent le point de départ de la mécanique ondulatoire. De Broglie associe une onde à toute particule. En particulier il établit la relation fondamentale entre le mouvement d’un corpuscule libre et la propagation de l’onde qu’il propose de lui associer : λ = h/p. Cette relation est à placer au même niveau que la relation d’Einstein E = mc2.La mécanique ondulatoire, est l’un des plus grands événements scientifiques depuis Galilée. De Broglie a été élu à l’Académie des sciences en 1933 et à l’Académie française en 1943. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1929.
Paris, Gauthier-Villars. 3 brochures in-4 ; 10 septembre 1923 – 24 septembre 1923 – 8 octobre 1923.Pour conclure, la matière se présente à nos yeux comme formée de particules. Une division ultime montre que ses composants ont une double nature. Les expériences le confirment chaque jour. Dès la TS on montre qu’en ajoutant de la lumière à de la lumière on peut, dans certains cas, obtenir de l’obscurité, de la même manière qu’en ajoutant deux sons on peut obtenir du silence ! A un certain niveau la physique rejoint la philosophie (métaphysique ?).
Merci Bernard,
H

À lire ensuite

Bibliophilie et Sciences: le merveilleux pouvoir des aimants.

Amis Bibliophiles bonsoir,

Le pouvoir merveilleux qu’ont certaines roches d’attirer le fer a fait autrefois l’objet de nombreuses observations et de nombreuses recherches. Je vous présente trois ouvrages sur ce sujet parus vers 1700. Tout d’abord , un livre superbement illustré de Dalancé:
 Traitté de l’aiman.Amsterdam, Henry Wetstein. 1687. EO.1 volume in-12 ; frontispice, (18), 140, (8) pp, 33 pl. {21 pl des fig. 1 à 28 et 12 pl des fig. A à N}

Joachim Dalancé [ou d’Alancé] (1640-1707), est un scientifique français, ami de Henry Oldfenbourg, lié à Leibniz et Huygens. Le traité est divisé en deux parties :  « La première contient les expériences ; la seconde les raisons que l’on peut en rendre ». Les figures sont dues à Adriaan Schoonebeek (1651-1705).
Dalancé est également l’auteur de Traittez des Barométres, Thermométres, et Notiométres, et ou Hygrométres paru chez le même éditeur en 1688.
Un deuxième ouvrage très curieux de Vallemont:Description de l’aimant qui s’est formé à la pointe du clocher neuf de N.D. de Chartres…Paris. 1692. EO.1 volume in-12 ; (12), 215 pp.
L’abbé Pierre Le Lorrain de Vallemont (1649-1721), jésuite, docteur en théologie vint habiter Rouen, où il paraît que son caractère vif et inquiet le brouilla bientôt avec tous ses confrères. Il se rendit alors à Paris et se chargea de l’éducation du fils de M. Poilart, conseiller au parlement, et ensuite de celui du marquis de Dangeau. Il suivit son nouvel élève à Versailles, et il nous apprend lui-même qu’il y demeura dix ans. Il fut attaché ensuite, comme professeur, au collège du cardinal Lemoine où il rassembla un cabinet de curiosités. Il se retira à Pont-Audemer où il mourut en 1721, à l’âge de 72 ans.
Après un violent orage qui eu lieu en octobre 1690 et  qui ébranla le clocher de Notre Dame de Chartres on démolit celui-ci. « On trouva dans la démolition de la pointe de ce clocher, du fer qui en tenait les pierres jointes, et autour duquel il s’était formé une espèce de rouille épaisse, ou de croûte ferrugineuse, dont une partie est sans doute du meilleur aimant qu’on puisse jamais tirer des minières de la terre ». La Hire de l’Académie des Sciences, donne une interprétation de ce phénomène dans le journal des savants du 3 décembre 1691; mais Franklin a découvert le premier que le fluide électrique donne au fer les propriétés de l’aimant. L’auteur donne dans cet ouvrage une autre interprétation  ainsi que sa théorie générale du magnétisme.
Un troisième livre très rare de Puget:
Lettres écrites à un philosophe sur le choix d’une hypothèse propre à expliquer les effets de l’aiman.[Lyon. 1702]. EO .1 volume in-12 ; (2), 138 pp.
Louis de Puget (1629-1709), philosophe cartésien, et célèbre naturaliste, est l’un des fondateurs de l’Académie des Sciences de Lyon. Sa fortune lui permit de se monter un cabinet d’histoire naturelle, qui devint le plus riche de l’Europe en aimants et en microscopes. Ses découvertes sur le double courant de l’aimant, et sur la déclinaison de l’aiguille aimantée, lui valurent de la réputation, et en même temps une querelle avec Joblot.
L’ouvrage, recueil de trois lettres sur le magnétisme écrites à Joblot, débute par un simple faux-titre ; il semble avoir été distribué directement par l’auteur qui note, page 2 :  « Je me suis réservé tous les exemplaires, que je n’estime pas assez, pour consentir qu’on les achète ». Dans ces lettres, Louis de Puget soutient l’hypothèse des tourbillons de Descartes pour expliquer les effets de l’aimant. La seconde lettre est datée de Lyon, juillet 1699 et la dernière et troisième de Lyon, août 1699. (Journal des Sçavans du lundi 31 juillet 1702, pages 512 et 513).             
Bernard