La Lumière à travers les âges
La lumière n’a été identifiée en tant que telle que tardivement. En effet dans l’antiquité on ne considérait que le mécanisme de la vision. A cette époque la lumière faisait l’objet de débats philosophiques, non pas scientifiques a tel point que certains y voyait des « fantômes », « émanations » ou « feu intérieurs » provenant des êtres ou des choses adaptés à l’œil humain.
Ce n’est qu’à partir des travaux d’Alhazen (965-1039) que sont énoncés les premiers éléments descriptifs de la lumière.
Entre Alhazen et René Descartes (1596-1650) aucun travail sérieux ne verra le jour. Dans son traité du Monde et de la lumière, Descartes affirme que « la lumière est une pression qui se communique instantanément à l’œil, une tendance ou aptitude au mouvement ». Pour lui, les couleurs ne sont pas intrinsèques à la lumière, mais naissent lorsque les « balles de lumière », particules de matière subtile, rencontrent une surface : les balles se mettent alors à tournoyer, plus ou moins vite (le rouge proviendrait ainsi d’une rotation lente, le bleu d’une rotation rapide).
A l’inverse de la conception de Descartes, Francesco Grimaldi (1618-1663), défend que les couleurs font partie de la lumière, et dépendent de la « condensation » du faisceau lumineux, le bleu s’obtenant avec le rayon le plus raréfié, le rouge avec le rayon le plus dense.
Remarquons néanmoins les contradictions de Descartes : la lumière est une perturbation du milieu qui se propage à une vitesse infinie, mais elle est aussi composée de particules subtiles de vitesse finie et changeante… Comment réconcilier des deux aspects totalement contradictoires ?
C’est Isaac Newton (1642-1727) qui, de façon expérimentale (1666) traitera de la lumière et des couleurs.
Il constatera ainsi que la lumière apparemment blanche du soleil, après passage dans un prisme, forme un arc-en-ciel qu’il nommera « spectre ». C’est en plaçant deux prismes perpendiculairement l’un à l’autre qu’il mettra involontairement à mal la théorie de Descartes. En effet il constate que la largeur du spectre obtenue est identique à celle obtenue avec un seul prisme. C’est en cela qu’il contredit Descartes. Le nombre de surfaces n’affecte pas le résultat final ! Newton prouve ainsi que les couleurs sont intrinsèques à la lumière, et non le résultat d’une interaction avec la matière. IL complètera son expérience en isolant une des couleurs en la redirigeant vers un autre prisme, seule cette couleur réapparaît. Cette expérience achèvera de convaincre Newton : les couleurs font partie intégrante de la lumière.
Newton définira la lumière comme un ensemble de corpuscules, qu’il appellera « rayons », voyageant tous à la même vitesse et possédant des masses différentes : le rouge, moins dévié par le prisme, est formé des corpuscules les plus lourds.
Il arrive à montrer que la lumière se déplace plus vite dans l’eau que dans l’air ainsi que les comportements de la lumière (diffraction, réfraction) grâce à sa théorie de la Gravitation.
Les vibrations ultrarapide qui s’accordent ou s’opposent au passage des corpuscules vont permettre d’expliquer certaines de ses expériences. Ces vibrations sont à l’origine de l’ « éther », un milieu qui conduirait la chaleur du Soleil à la Terre.