Aujourd'hui, je vous propose de partager mes recherches sur un sujet qui me captive depuis de nombreuses années.
Je vous propose un article en plusieurs parties voici la première :

Tout me parle de lumière.

À cet instant précis je regarde l'écran de mon ordinateur qui me renvoie dans une blancheur éclatante à l'espace symbolique d'une page. En contraste mon texte apparaît :

Allongée, encore à moitié endormie, tout juste réveillée par les rayons violents du soleil. Je levai doucement les bras en l'air, non pas pour m'étirer mais pour tenter de capturer les minuscules éclats que le soleil venait d'abandonner dans l'atmosphère. Nous avions roulé toute la nuit, je me trouvais à l'arrière de la voiture qui nous menait en Italie. Mes yeux avides avaient tout de suite remarqué ce scintillement de l'air. À la manière d'un petit chaton insouciant, je balayai l'air flottant, certaine de m' accaparer ce trésor brillant.
Je voulais absolument posséder ces poussières d'or révélées par la lumière, capturer ces minuscules étincelles volatiles.
(Souvenir d'enfance)

La lumière est un phénomène troublant pour l'esprit, facile à observer, mais assez difficile à expliquer.

La physique actuelle nous informe très en détail sur sa nature, son comportement, ses lois cependant, ses représentations ne se sont pas faites en un jour. Remontons le fil de l'histoire des idées et considérons les rapports qu'ont pu entretenir les représentations qui se sont succédées de l'œil, de la lumière et du phénomène de la perception.
Empédocle, Alhazen, Léonard de Vinci, Kepler, Newton, Einstein et bien d'autres encore ont tenté de comprendre la lumière et d'élucider ses secrets.

« L'étude de la lumière a été lente à se développer historiquement, et le chemin qui a conduit au déchiffrage de ses secrets a été parsemé d'erreurs et d'égarements de la pensée, fausses routes, de culs-de sac, mais aussi illuminé par de fulgurantes intuitions et de brillants élans de créativité. Et cela, parce qu'elle fait intervenir des éléments non seulement physiques […] mais également physiologiques […] et psychologiques. Comprendre la lumière, c'est aussi déchiffrer les mystère de l'œil et du cerveau. La lumière, la vision et l'activité neuronale sont inextricablement liées. ».

extrait de Trinh Xuan Thuan, Les Voies de la lumière, Physique et métaphysique du clair-obscur, Paris, Fayard, 2007p24.

L'auteur de la théorie de la vision la plus ancienne qui nous soit connu est Empédocle (5e s. av. J.-C .). Ce phénomène était vu par les grecs comme un « feu intérieur », l'œil projetant la lumière sur l'objet. C'était une représentation impliquant donc le corps. Il est intéressant de constater que le corps y est actif (il projette) tandis que l'esprit est passif (on ne décide pas de projeter, tout comme on ne décide pas de faire battre son cœur). La lumière y est un élément corporel, une sorte de fluide vital. Retenons donc cette idée d'un lien organique à la lumière.

Leucippe(4e s. av. J.-C.) et son disciple Démocrite pensaient quant à eux que le monde visuel vient à nous. La lumière serait un jet de particules se « détachant de la surface des corps, s'élançant dans l'air et nous permettant de voir ces corps. ».
C'est la Théorie des Simulacres :

« de très minces voiles d'atomes de matière se détachent de la surface des objets, comme la peau d'un serpent qui mue se détache de son corps, pour rentrer dans nos yeux ».

Trinh Xuan Thuan,Voyage au cœur de la lumière, Pais, Gallimard, 2008.p16.

Cette première intuition du concept qui deviendra des millénaires plus tard celui de photon prend la forme d'une représentation matérielle de la lumière (lumière, œil et matière appartiennent au même monde) — Ce n'est que l'effet de la lumière (le « Simulacre ») qui semble être transcendant. L'œil est ici d'ores et déjà envisagé selon son rôle organique. Retenons donc cette idée du caractère matériel de la lumière.

Aristote introduit ensuite le concept de « Diaphane », lequel fait du transparent une entité positive (c'est-à-dire non pas une absence de quelque chose mais bien une chose en soi) qui habite l'air, l'eau et les corps solides. La couleur est ce qui meut le Diaphane en acte, la lumière est l'acte du Diaphane. Cette représentation considère donc la lumière non pas comme une substance mais comme l'effet de cette substance. Retenons donc cette idée de la lumière comme activation d'une substance omniprésente. Il est donc un des premiers à envisager le monde comme entièrement empli plutôt qu'un espace contenant des vides et des pleins.

Buste d'Aristote en albatre, art romain du Ier siecle, d'apres un original grec de Lysippe de Sicyone (v. 395- v. 305 av. J.-C.). Buste d’Aristote en albâtre, art romain du Ier siècle, d’après un original grec de Lysippe de Sicyone (v. 395- v. 305 av. J.-C.). © Leemage/ DeAgostini

Euclide (3e av. J.-C.) est le premier à appliquer les mathématiques à un phénomène naturel en donnant une interprétation géométrique de la lumière fondé sur le concept du « rayon visuel » (déjà introduit par Pythagore). Il postula dans son Optique que la vision obéissait à des lois géométriques, notamment que les « Rayons visuels » suivent des trajectoires rectilignes à partir du centre de l'œil
Euclide, L 'Optique et la catoptrique, trad. et notes Paul Ver Eecke, Paris, Blanchard,1959.

Mark A. Wilson, Wikimedia Commons

Il offre une représentation du rapport qu'entretiennent l'œil et la lumière à caractère prédictif et vérifiable (il est possible de calculer la manière dont tel objet à telle position apparaîtra à tel observateur ou à tel autre) et découvre ainsi la plupart des lois de la perspective (en tant qu'explication plus qu'en tant que pratique). La vision de la lumière en tant que phénomène devient donc prévisible, soumise à des lois simples. Retenons donc cette idée qu'il existe un lien plus étroit, plus intime qu'on pourrait l'imaginer entre les premières intuitions d'un sujet confronté aux mystères de la vision et de la lumière (qui nous ont tous traversés un jour ou l'autre) et la mécanique apparemment froide et impersonnelle des représentations scientifiques actuelles.

Un premier repère important apparaît en l'an Mil à Bagdad avec l 'apport du savant arabe Ibn al-Haytham connu sous le nom latin d'Alhazen .

• Rached. Roshdi. Le « Discours de la lumière » d'Ibn al-Haytham (Alhazen).*
  Traduction française critique. In: Revue d'histoire des sciences et de leurs applications. 1968, Tome 21 n°3. pp. 197-224.
  http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/rhs_0048-7996_1968_num_21_3_2560

Il met au point des dispositifs optiques expérimentaux (jeux de miroirs, lentilles, écrans) et remarque entre autre que non seulement la lumière peut traverser ou non un corps selon son opacité, mais qu'elle peut blesser, léser, détruire l'œil qui la regarde. Il en déduit qu'elle est substance matérielle dont il n'est pas vain de vouloir déterminer la nature. Ainsi la physiologie fait irruption dans le monde de l'optique. Il utilise l'expérience de la chambre noire pour démontrer la propagation rectiligne de la lumière .

« la propagation de la lumière suivant des trajectoires rectilignes est évidente pour les lumières pénétrant à travers des ouvertures dans des chambres obscures. La lumière du Soleil, de la lune ou du feu, pénétrant dans une chambre obscure à travers une ouverture d'une certaine grandeur — si dans cette chambre il y a de la poussière ou que l'on en soulève — apparaîtra manifestement sur la poussière à l'air et se montrera sur la surface du plancher ou au mur, la lumière suit des trajectoires rectilignes. »

Maitte Bernard, La Lumière Ed. Seuil, Points sciences, 1981.

Obéissant à une logique de même ordre, il en vient à concevoir l'air en tant que matière.
« Il considère la plus petite des lumières comme un être matériel émis par la source, assimilable à un mobile dont il mathématise le comportement, ce qui lui permet d'expliquer les effets lumineux observés et mesurés. La lumière est donc matière. »

Fin partie 1

Articles précédents sur la thématique de la lumière

https://busy.org/@fatin-a-rts/une-substance-etheree

https://busy.org/@fatin-a-rts/little-sun-de-la-lumiere-pour-tous