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mémoires de science : rubrique dirigée par Ahmed Djebbar / LNA#35
l’angle de la géométrie, dont les résultats lui étaient utiles pour
concevoir des lunettes. Après la contribution de Newton, qui
publie une série d’articles sur la lumière et sur la couleur,
Huygens va ajouter la question de la lumière à ses nombreux
centres d’intérêt. Il rejette l’hypothèse newtonienne selon
laquelle la lumière est faite de petites particules de matière
légère, possédant des « accès » de facile réfraction ou de facile
réflexion. Comment un morceau de matière pourrait-il savoir
quand il est temps de rebondir ? Newton, étudiant les
anneaux colorés apparaissant dans les lames minces, assigne
à chaque couleur un nombre dans lequel nous reconnaissons
aujourd’hui une longueur d’onde, mais qui n’a pas cette propriété
au sein de sa théorie corpusculaire. Après Bartholin et
Grimaldi, Huygens se concentre sur les propriétés du cristal
ou du «spath» de l’Islande. En passant par le cristal, la lumière
engendre deux réfractions. La théorie corpusculaire
ne pouvait pas expliquer comment une quantité indiquée de
particules pourrait réellement produire deux rayons d’égale
intensité. Huygens imagine, en 1677, que la lumière peut être
une pression transmise en ondes sphériques et, dans le cas
de la réfraction extraordinaire, sphéroïdale (la structure du
cristal expliquant ainsi la double réfraction). Selon Huygens,
chaque point dans l’onde est le commencement d’une autre
onde et, périodiquement, les ondelettes concourent en une
courbe tangente commune.
Le « principe de Huygens » ne permettait pas d’expliquer tous
les phénomènes (la propagation rectiligne était un problème
réel, par exemple, tout comme la polarisation) et la théorie de
Newton conservait ainsi de nombreux avantages, malgré ses
lacunes. C’est ainsi que commence une longue rivalité entre
deux explications physiques de la lumière. Fresnel et Young,
au XIXe siècle, retrouveront par d’autres moyens l’idée ondulatoire.
Huygens laisse, dans ses manuscrits, de nombreuses réflexions
sur la nature des théories scientifiques, sur les relations entre la
loi et le réel. Trop attaché au rationalisme, il a toujours refusé
aux hypothèses de Newton le statut d’une véritable théorie
physique. Trop lié à la science moderne, il a toujours, en revanche,
admis la supériorité des lois de Newton sur celles des
cartésiens mineurs qui se disputent, alors, l’héritage du maître.
Son œuvre, bien plus qu’une simple collection de principes
et de lois, nous incite à réfléchir aux rapports qu’il y a entre
un principe (qui doit être fondé et compréhensible) et une loi
(qui n’est qu’un rapport). Cette présence d’une réflexion philosophique
chez l’un des plus grands physiciens de son époque
nous montre, à l’évidence, le lien étroit entre la philosophie
naturelle (ou physique) et la philosophie tout court.
Pour en savoir plus :
Oeuvres Complètes de Christiaan Huygens. Editées par la Société Hollandaise des
Sciences, XXII vol., La Haye 1888-1950.
[coll.] Huygens et la France (Paris : Vrin, 1981)
Chareix, Fabien [dir.], « Expérience et raison », la science chez Huygens (1629-
1695), Revue d’histoire des sciences, 56-1 (2003)
Article intégral (iconographies et bibliographie) sur www.univ-lille1.fr/culture
Traité de la lumière, description de la réfraction par une onde (AC réfractée en NB)
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