La lumière accepte qu’on la contredise

Il faut trois objets, et aucun ne coûte cher. Un trou dans un volet. Un mur ou un sol où tombe une tache claire. Un corps opaque que l’on tient à la main. Avec ces trois choses, au onzième siècle, un homme écrit une page qui transforme une croyance en épreuve, et met son dispositif à la disposition d’un lecteur.

L’homme s’appelle Ibn al-Haytham. Son livre s’appelle le Kitab al-Manazir, le Livre de l’optique, en sept livres. Le premier traite de la lumière avant de traiter de l’œil, ce qui est déjà une décision : on commence par ce qui éclaire, pas par celui qui regarde. Le dispositif se trouve dans le LivreI, au début de l’étude de la propagation. Les objets y ont autant d’importance que les affirmations.

Trois objets dans une pièce sombre

Le texte parle au présent, comme une notice de montage, et nous le suivons sur ce ton.

Le Soleil entre dans une pièce obscure par une ouverture. Si l’air est chargé de poussière ou de fumée, le trajet de la lumière devient visible : on voit une barre claire traverser l’ombre. Jusqu’ici, n’importe qui dans une grange l’a observé. Mais l’auteur ajoute le cas qui compte : si l’air est propre, le faisceau reste invisible. On voit la tache sur le mur, on voit le trou, et entre les deux, rien. Comment prouver qu’il y a quelque chose entre les deux ?

Voici la consigne. On prend un corps opaque, en arabe « جسمًا كثيفًا », un corps dense, et on l’interpose entre l’ouverture et la tache. La tache apparaît aussitôt sur le corps opaque et disparaît du mur, à l’endroit exact où elle était. On déplace le corps ailleurs, plus près du trou ou plus près du mur, toujours sur la même ligne droite : même résultat. La lumière voyage donc en ligne droite entre l’ouverture et la tache, même quand l’œil ne voit rien de ce voyage.

Puis vient le geste qui fait d’un constat une expérience. On place le corps opaque hors de cette ligne, à la même distance du trou, un peu à côté. Rien n’apparaît dessus. La tache reste tranquillement sur le mur. Autrement dit, l’affirmation « la lumière passe par là » peut être mise en défaut : il suffirait que la tache apparaisse sur un corps placé hors ligne. Elle n’y apparaît pas. L’affirmation a passé son épreuve.

Et comment savoir que la ligne est droite ? Le texte répond avec une baguette rectiligne : on la tend du trou vers la tache, et l’on vérifie que les points où la lumière se laisse attraper sont ceux que la baguette traverse. Géométrie de chantier, pas de salon.

Arrêtons-nous une seconde sur ce que ce dispositif a de malicieux. Une croyance ordinaire dit : la lumière va tout droit, tout le monde le sait. Une installation dit : si tu as raison, voici ce qui doit se produire, et voici ce qui ne doit pas se produire. La différence tient dans ce « ne doit pas ». L’observateur qui installe le corps opaque hors ligne cherche sincèrement à se tromper. Il offre à la nature une occasion de le contredire, et il note qu’elle ne la saisit pas.

Le mot arabe qui désigne cet observateur revient dans la page : « معتبر », celui qui examine, qui éprouve. Ni le spectateur ni le croyant. Celui qui tient le corps opaque et le déplace. C’est un rôle que l’on peut tenir avec deux mains et un volet, et le texte le décrit assez clairement pour qu’on puisse encore le tenir mille ans plus tard.

Le ciel comme répétition

Le premier essai ne suffit pas à toute l’enquête. Le texte reprend le dispositif avec d’autres sources de lumière.

Même pièce, même ouverture, mais la nuit. La Lune envoie sa lumière par le trou ; sa tache sur le mur est plus faible, mais elle existe, et le corps opaque interposé la cueille de la même manière. Puis les étoiles brillantes, avec une réserve que l’auteur pose lui-même : il faut qu’elles soient dans une position favorable par rapport à l’ouverture, assez hautes et assez vives pour qu’une tache se forme. Il cite Vénus, Jupiter, Mars, et Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel. Puis il redescend sur Terre et termine avec un feu : une flamme dans une pièce, une ouverture, une tache. À chaque fois, source, ouverture et tache sont alignées, et le corps opaque fait apparaître ou disparaître la tache selon qu’il se trouve sur la ligne ou à côté.

Il y a un détail qui rend ces nuits remarquables. Les sources célestes bougent. Au fil des heures, la tache de la Lune ou de Jupiter se déplace sur le mur, et le texte le remarque : le mouvement de la source déplace la tache. Le corps opaque, lui, doit suivre pour rester sur la ligne. La droite n’est pas une ligne figée dans la pièce : c’est une relation entre trois points, dont l’un est à des millions de kilomètres et se moque bien de nous.

Pourquoi cette insistance à répéter avec des sources si différentes ? Parce qu’un faisceau de Soleil pourrait avoir une propriété que n’a pas une flamme. Une étoile pourrait se comporter autrement qu’une planète. En variant la source et en gardant le dispositif, l’auteur sépare ce qui tient à la lumière de ce qui tient à l’astre. C’est ce que fait un bon cuisinier qui change de four pour vérifier que sa recette, et pas son four, produit le gâteau.

Ce que le livre dit de lui-même

Avant ces expériences, le Livre I s’ouvre par quelques paragraphes où l’auteur explique pourquoi il écrit. Nous les connaissons par la traduction de Sabra, chapitre 1, paragraphes 5 et 6. Deux doctrines s’affrontent depuis longtemps sur la vision. Face à cela, dit-il, trois issues sont possibles : l’une des deux est vraie, ou les deux sont fausses, ou les deux voient le même objet de façon incomplète. Cette troisième possibilité est celle d’un esprit qui refuse de choisir son camp avant d’avoir regardé.

Il annonce ensuite sa méthode : repartir des prémisses, examiner ce qui existe déjà, monter par degrés, critiquer les prémisses au passage, se montrer prudent dans les conclusions, préférer la justice au préjugé dans l’examen des opinions. Et il ajoute une réserve que l’on oublie souvent : les faiblesses humaines demeurent. Il ne promet pas d’y échapper ; il promet de ne pas faire semblant. On est loin du nihilisme qui dit que tout se vaut. On est dans une quête qui se sait relative et qui avance quand même.

Cette ouverture explique le ton des pages suivantes. Quand on a écrit qu’on préfère la justice au préjugé, on ne peut plus se contenter de dire « la lumière va tout droit ». On doit construire la pièce, percer le trou, poser le corps opaque hors ligne, et accepter d’avance le résultat.

Attention cependant à une tentation. Les pages de vulgarisation aiment faire d’un homme l’inventeur de la méthode scientifique, comme on nomme un gagnant à la fin d’une course. Le Courrier de l’UNESCO, dans un article de Shaikh Mohammad Razaullah Ansari paru en 2018 et révisé en 2023, rappelle les faits : sept livres, une influence durable, et une version latine anonyme circulant au douzième ou treizième siècle. Nous nous tenons à cela. Beaucoup de gens, avant et après, ont installé des épreuves pour leurs idées. Ce qui frappe ici, c’est que le protocole est écrit assez proprement pour qu’un lecteur puisse le refaire sans l’auteur. La possibilité est donnée à l’autre. Voilà le geste.

Le livre a voyagé sans son auteur, et c’est là que les objets reprennent la parole. À l’Université d’Oklahoma, dans les collections d’histoire des sciences, se trouve un gros volume imprimé à Bâle en 1572 : l’Opticae thesaurus, édité par Friedrich Risner. Il réunit le traité d’Alhazen, nom latin d’Ibn al-Haytham, et celui de Witelo, un auteur du treizième siècle qui l’avait beaucoup lu. Le frontispice gravé est une petite foire aux merveilles optiques : réflexion, réfraction, arc-en-ciel, perspective, miroirs ardents. Le libraire du seizième siècle savait vendre.

Ne confondons pas les mains. L’auteur arabe du onzième siècle. Le traducteur latin anonyme, deux siècles plus tard. L’éditeur du volume bâlois de 1572. Trois époques, trois intentions, un seul texte qui passe de l’une à l’autre en changeant un peu de peau. Le volume conservé en Oklahoma réunit des traités d’optique devenus accessibles dans une autre langue, sur un autre support. La page de titre porte 1572 ; la pensée qu’elle relaie est beaucoup plus ancienne.

Le protocole invite aussi à une comparaison avec les affirmations d’autorité. Un pouvoir qui repose sur une affirmation a besoin que personne ne puisse s’approcher du test. On déclare la lumière, on ne la vérifie pas. Le protocole de la pièce sombre dit le contraire : approchez, tenez le corps opaque, déplacez-le hors ligne, regardez par vous-même. La tache est la même pour le calife et pour l’enfant qui tient la planche. Aucune autorité ne la fera apparaître là où elle ne tombe pas.

Ce qui est donné là est précieux parce que c’est reproductible sans permission. L’épreuve n’exige ni rang ni diplôme ni instrument coûteux. Une pièce qui ferme, un volet percé, une main. La lumière accepte qu’on la contredise, et c’est exactement pour cela qu’on finit par la croire.

Dernier retournement, le plus discret. Le texte commence par un cas où la preuve est facile : l’air poussiéreux montre le faisceau. Il insiste sur le cas difficile : l’air propre, où l’on ne voit rien. L’épreuve la plus convaincante est celle que l’on mène quand l’évidence a disparu. Tant que la fumée dessine le rayon, personne n’a besoin de réfléchir. C’est dans la pièce propre que l’on apprend quelque chose.

Le passage

Voici une pratique que l’on peut faire ce soir, sans optique savante.

Choisis une affirmation qui te tient : « ce cheminement est le plus court », « cette plante aime l’ombre », « mon frère répond plus vite le matin ». Puis pose la question du corps opaque : qu’est-ce qui ferait changer le résultat ? Trouve une seule chose à modifier, et une seule. Fais deux essais, l’un avec, l’autre sans, en gardant tout le reste pareil. Compare. Note la date, le lieu, l’heure, parce que les sources bougent et que la tache de demain tombera ailleurs.

Puis écris la consigne assez clairement pour qu’une autre personne la refasse sans toi. Si elle a besoin de toi pour comprendre, la consigne est encore trop à toi.

Si tu veux refaire la pièce sombre, prends une petite lampe LED froide, une boîte en carton percée d’un trou, une feuille blanche au fond et un morceau de carton à tenir. Interpose-le sur la ligne, puis hors de la ligne, à la même distance. Jamais le Soleil pour cela, jamais les yeux dans le faisceau. Le dispositif se fait avec un objet qui ne peut blesser personne, et c’est à ce prix qu’il reste un jeu que l’on prête à ses amis.

Les sources

1. Ouvrir le dossier de sources de ce chapitre