4. L'optique
Newton avait conclu de ses recherches sur la lumière de 1666 que les couleurs « ne sont pas des qualifications de la lumière provoquées par la réflexion ou la réfraction sur les corps naturels », comme on le croyait jusqu'alors, mais « des propriétés originelles et spécifiques », différentes pour les différents rayons. Il poursuivit ces recherches, qu'il communiqua, de 1672 à 1676, à la Royal Society, et enseigna à Cambridge (Lectiones opticae), de 1670 à 1672, et dont il publia plus tard une synthèse dans son Optique.
Il proposa une explication de la distribution des couleurs de l'arc-en-ciel et des positions respectives des différents arcs par rapport à l'arc primaire, complétant ainsi la théorie qu'en avait donné Descartes en suivant le trajet de la lumière dans une goutte de pluie en suspension.
Il étudia en détail les phénomènes d'interférence et en particulier les propriétés des anneaux irisés (baptisés après lui « de Newton ») produits par le passage de la lumière à travers une mince couche d'air située entre deux lamelles de verre, dont Hooke avait donné une première approche qualitative.
La nécessité d'une explication théorique le préoccupait pour les phénomènes optiques tout autant que pour les lois du mouvement des corps. Comme les Principia, l'Optique commence par des définitions et des axiomes. Mais les essais d'explication y sont plus qualitatifs, tout en révélant une intuition physique aiguë. Newton proposa une analogie entre les sept notes fondamentales de la gamme musicale et les couleurs primaires (pour cette raison, il en recense sept, ajoutant l'orange et l'indigo), et incorpora à sa théorie la périodicité de la lumière, remarquée à partir de ses observations sur les anneaux formés par des lames minces, associant chaque couleur à une longueur d'onde. S'il concevait des ondes associées à la lumière, tout en préférant voir en celle-ci des corpuscules de différentes vitesses, il ne se prononça pas sur la raison profonde de ce lien. Il hésita, quant à la nature de la lumière, entre une conception purement corpusculaire et une théorie vibratoire de l'éther, puis abandonna cette dernière pour une théorie des « accès de facile réflexion et transmission ». Il posa dans l'Optique un certain nombre de questions (« Queries »), qui apparaissent comme un programme pour des recherches futures, et qui sont souvent d'une profondeur troublante.
[…]… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 7 pages…
