Son et lumière
Vahé Zartarian
septembre 1996, révisé en mars 1997
|
Son et lumièreVahé Zartarianseptembre 1996, révisé en mars 1997 |
|
On a pris l'habitude de penser que les sons et la lumière sont des vibrations. Mais on ne s'est jamais donné vraiment la peine de justifier cette assertion. Des réflexions de bon sens permettent de réaliser que: ce ne sont pas les ondes acoustiques et les photons qui engendrent les sons et la lumière, mais l'esprit qui se sert de ces ondes pour se construire des sensations sonores et lumineuses grâce à l'entremise du système de perception oreilles-yeux-cerveau.
prologue / le son / la lumière
Depuis quelques temps, j'entends beaucoup parler de vibrations: les quantons, puisqu'ils possèdent une facette ondulatoire, sont évidemment vibrations; la lumière, dans ses multiples manifestations colorées, est elle aussi vibration, de même que le son; et cette personne vraiment super que j'ai rencontrée, elle a de bonnes vibrations, c'est sûr; sans oublier le Big-Bang, ce "son primordial" dont l'univers actuel est sensé être le lointain écho, ce qui renvoie immanquablement à ce dieu créateur qui, dans une éructation que les lettrés appellent le Verbe pour faire plus poétique, nous a mis dans ce joli pétrin.
Et voilà que la traque à la vibration s'organise. Partout on la cherche et partout on la trouve. D'indices incertains en amalgames, on finit par conclure que, effectivement, tout est vibration. On ne se sent peut-être pas plus intelligent quand on a dit cela, mais au moins on est rassuré parce qu'enfin l'univers retrouve un semblant d'ordre que la faillite de nombreux systèmes de pensées lui ont fait perdre!
Mais comme rien n'est simple chez les humains, tandis que certains trouvent leur bonheur dans les vibrations, d'autres préfèrent se promener dans les champs, champs morphiques, champs quantiques, champs subquantiques, et d'autres encore se délecter de constructions abstraites et baroques où l'espaces-temps passe de 4 à 11 dimensions voire plus...
Tout ça me donne de l'urticaire! Non pas les idées elles-mêmes qui témoignent d'une belle fécondité, d'imagination, de diversité. Ce qui me gène plutôt, c'est cette tendance à généraliser un peu hâtivement, à croire que parce qu'on possède un tout petit bout de carte, on connaît à fond la totalité d'un territoire. De là vient ma réaction allergique.
Parce que je pense que nous sommes beaucoup plus que ce que nous croyons habituellement, je réagis vivement dès que je sens poindre l'amorce d'un réductionnisme. Je crains tellement de voir l'homme enfermé dans un moule étriqué que je suis prêt à prendre systématiquement le contre-pied. Alors, si tout le monde aujourd'hui prétend que "le son est vibration", moi, par réflexe, je m'écrie "NON"! Ensuite seulement je réfléchis. Et l'étonnant est que, presque toujours dans ce genre de situations, je finis par trouver quelques solides arguments qui étayent ma position. Ce n'est pas que je sois beaucoup plus perspicace ou doué que les autres. C'est plutôt que la plupart des idées que nous tenons pour vraies ne sont que des idées reçues dont nous n'avons jamais pris la peine d'examiner les fondements. Il suffit donc de s'atteler à la tâche pour voir tomber pas mal de connaissances approximatives et de croyances limitantes.
Vous l'aurez compris si vous m'avez suivi jusqu'ici, j'adore couper la tête aux idées reçues (1). Et en cela, il n'y a nul goût pervers de la destruction. Il s'agit plutôt d'ôter un à un les innombrables voiles qu'au fil des générations nous avons tissés devant notre esprit, croyant à tort qu'en enfermant le monde ainsi que nous-mêmes dans des concepts étriqués, nous serions préservés des mauvaises surprises. Mais qui peut dire où il commence et où il finit? Une seule chose est sûre, c'est que les discours sur le monde ne sont pas le monde, les discours sur nous-mêmes ne sont pas nous-mêmes, et les discours sur la vie ne sont pas la vie. Voilà pourquoi il ne faut pas hésiter à trancher dans le fatras de nos croyances, pour ôter ces voiles qui nous rendent aveugles à nous-mêmes. Et comme il faut bien commencer par quelques chose, la victime que j'ai choisie d'immoler en ce jour est la vibration, sous forme sonore d'abord, puis sous forme lumineuse.
Pour partir sur de bonnes bases et éviter les malentendus, je tiens à régler d'emblée une question de vocabulaire. Par "acoustique", j'entends le phénomène physique qui conduit à l'élaboration d'un "son", qui est, par conséquent, sa contrepartie sensorielle au niveau de la conscience. C'est vrai que d'ordinaire les deux sont couplés. Mais il est important de relever qu'il est des cas où une perception sonore a lieu sans qu'aucun phénomène acoustique ne soit en cause. Par exemple:
Ces quelques exemples suffisent à prouver qu'il y a découplage entre l'onde acoustique, c'est-à-dire le phénomène physique d'ébranlement de l'air, et le son, c'est-à-dire le phénomène sensoriel, ce qui parvient à la conscience.
Toutefois, un lien semble toujours exister entre son et phénomène vibratoire, qu'il soit alors de nature chimique (comme l'influx nerveux qui excite les cils de la cochlée), électrique (comme dans les nouveaux appareils pour malentendants), ou autres. Pour aller plus loin, c'est-à-dire pour réaliser que son et vibration sont deux choses complètement différentes, je vous propose une petite expérience.
Si vous avez un instrument de musique à portée, jouez une note, une seule, par exemple la3 pour fixer les idées. Essayez de la tenir pendant quelques secondes pour vous permettre de bien l'écouter. Si vous ne disposez d'aucun instrument, alors contentez-vous de chanter ou de siffler, une seule note, j'insiste, et si possible en ne variant pas l'intensité.
Qu'entendez-vous? Vous entendez un son bien évidemment, c'est-à-dire quelque chose de relativement stable, et caractérisé par une certaine continuité. Vous entendez une note, et pas du tout une oscillation, une vibration.
Bien sûr, ou plutôt bien entendu, si l'on place devant l'instrument un microphone que l'on relie à un oscilloscope, on se retrouve avec un autre système de perception que l'ensemble oreille-cerveau, et l'on observe forcément autre chose. C'est ainsi que l'on voit apparaître sur l'écran de l'appareil une courbe périodique de fréquence 440 Hertz (c'est-à-dire 440 oscillations par seconde), qui révèle les variations de pression de l'air sur la membrane du micro: figure 1.
Mais ce n'est pas du tout cela que l'on entend. On ne ressent à aucun moment ces variations de pression très rapides, plusieurs centaines de fois par seconde. On entend un son, une note. On est certes capable d'apprécier qu'un coeur batte rythmiquement environ une fois par seconde, que les notes d'une musique s'enchaînent à la vitesse de trois ou quatre toutes les secondes, mais on est parfaitement incapable d'entendre 440 changements d'intensité dans une seule seconde pour dire qu'il s'agit d'un la3! Par conséquent, pour la conscience qui le perçoit, un son n'est nullement un phénomène vibratoire, une oscillation rapide, mais un phénomène continu caractérisé par une hauteur, une intensité, et une durée.
Notre système de perception auditif (oreilles + cerveau) n'est pas conçu pour "entendre" des vibrations. Il est conçu pour extraire de l'environnement acoustique vibratoire un certain nombre d'informations, qui se rangent dans plusieurs catégories:
Nous savons tous dire si un son est grave ou aigu. C'est simplement cela qu'on appelle la hauteur d'un son. Du point de vue acoustique, les sons graves sont produits par des ondes de basse fréquence, tandis que les sons aigus sont produits par des ondes de haute fréquence. La limite du grave se situe aux alentours de 20 Hertz, et celle de l'aigu autour de 20.000 Hertz, ce qui fait une étendue d'une dizaine d'octaves. Au-delà de ces limites, qui bien sûr varient selon les personnes, et pour chacun selon l'état général, les humeurs, etc., les ondes acoustiques continuent d'exister mais elles ne sont plus audibles. On parle respectivement d'infrasons et d'ultrasons. Le spectre vibratoire est donc bien plus étendu que cette bande 20-20.000 Hz. Mais pour la conscience qui perçoit, il n'y a qu'une échelle continue qui va du grave à l'aigu. Quelle que soit la fréquence limite basse, il n'y a pas plus grave que le plus grave des sons que l'on entend; de même, quelle que soit la fréquence limite haute, il n'y a pas plus aigu que le plus aigu des sons que l'on entend.
Un son est également caractérisé par son intensité. Comme précédemment, plus faible que le plus faible des sons que l'on entend, ça n'existe pas. Mais à l'autre extrême, c'est un peu différent. Il se produit une sorte de saturation qui fait qu'au-delà d'un certain seuil, lorsque la puissance de l'onde acoustique continue d'augmenter, la sensation d'intensité reste quasiment la même, à un niveau qui, il faut le préciser, est déjà très douloureux. Et quand on va encore plus loin, la puissance de l'onde devient suffisante pour détériorer l'appareil auditif.
Un son a toujours une durée; il commence, dure un certain temps, et se termine pour être remplacé par un autre son. A la limite, il peut être constitué d'une seule impulsion, qui sera perçue comme un claquement sec ou un bruit sourd selon son étalement dans le temps: voir figure 2.
C'est à partir de cette perception de la durée que naît le rythme, comme répétition quasi-périodique de sons semblables. Contrairement à ce qu'on a vu précédemment, cette périodicité qui existe au niveau physique est cette fois bien perçue par la conscience. Ainsi, pour elle, le véritable phénomène vibratoire n'est pas le son, mais le rythme. L'étendue perceptible est relativement étroite, disons de 0.25 à 10 Hz environ, soit l'équivalent d'un battement toutes les 4 secondes à 10 battements par secondes.
En pratique, ces caractéristiques n'existent pas isolément. Elles se combinent pour donner naissance à une sensation sonore globale. Voici par exemple l'aspect acoustique d'un coup frappé sur un tam-tam: figure 3.
Si vous avez déjà entendu ce genre d'instrument, vous pouvez facilement imaginer à quel genre de sensations correspond cette figure. Il s'agit d'un son dense, avec plusieurs hauteurs qui ressortent, et puis des résonances, surtout dans le grave, qui s'affaiblissent progressivement.
Il est important de signaler que notre appareil auditif est capable d'entendre simultanément plusieurs sons de hauteurs différentes (de là en musique toute la science des accords). Cela ne vient pas du fait que nous avons deux oreilles! Cette capacité appartient à chacune. Mais si nous en avons deux, ce n'est pas pour rien, c'est pour localiser spatialement le son. Lorsque les deux oreilles écoutent ensemble l'onde provenant d'une même source, le cerveau est capable d'extraire une information capitale qui est le déphasage entre les deux signaux reçus (2) . Mais ce n'est pas cette information qui parvient à la conscience, c'est la localisation spatiale, qui se traduit très concrètement par le fait que l'on tourne la tête en direction de la source.
Ce qui ressort de l'ensemble de ces réflexions peut être résumé ainsi: ce ne sont pas les ondes acoustiques qui engendrent les sons, c'est l'esprit qui se sert de ces ondes pour construire des sons, grâce à l'entremise du système de perception oreilles-cerveau.
Concrètement, dans nos interactions avec le monde physique, les ondes acoustiques interviennent de diverses manières.
A un premier niveau, de par la nature vibratoire du phénomène acoustique, il peut y avoir des incidences physiologiques provoquées par résonance, par exemple des effets d'entraînement des rythmes respiratoire et cardiaque. Il suffit d'écouter quelques minutes de musique techno ou dance suivies de quelques minutes de ces musiques planantes caractéristiques du New-Age pour sentir très bien cela.
Mais il y a plus subtil. Les ondes acoustiques sont transformées par l'oreille en ondes électrochimiques qui atteignent certains zones du cerveau. Or, le cerveau a lui-même ses propres rythmes de fonctionnement, comme l'ont montré ces dernières décennies de nombreuses études avec l'électroencéphalogramme (3). Dans certains cas, un couplage par résonance est possible entre la vibration venant du dehors et la vibration propre au cerveau. Il s'ensuit une modification de l'état de conscience plus ou moins notable. C'est ainsi qu'agissent les tambours chamaniques pour provoquer des transes, ou bien le procédé Hemi-Sync mis au point par Robert Monroe (4).
Pour être à peu près complet sur cette question des incidences des ondes acoustiques sur l'organisme, je voudrais signaler certains effets qui ne sont pas dus au phénomène vibratoire lui-même, mais à l'effort d'écoute qui est exigé. C'est le cas lorsque l'intensité est très faible et qu'il faut "tendre l'oreille", ou qu'il faut dégager un son signifiant d'un fond bruyant (comme essayer de suivre une conversation dans une discothèque), ou encore lorsqu'on rencontre en musique des intervalles, des rythmes ou des timbres peu familiers (comme dans certaines musiques contemporaines ou exotiques). Attention donc à ne pas confondre ces effets physiologiques de stress provoqué par l'effort d'écoute, avec ceux mentionnés plus haut et dus à la nature vibratoire du phénomène acoustique.
A ce premier niveau, l'on n'a pas encore affaire à des sons. C'est à un second niveau que d'autres parties du cerveau entrent en jeu pour fabriquer des sons à partir des signaux acoustiques. C'est là que s'élaborent des informations de hauteur, d'intensité, de durée et de localisation spatiale qui parviennent à la conscience.
A un troisième niveau, ces informations sont agrégées pour construire des phonèmes, des timbres, des intonations, etc.
A un quatrième niveau apparaît le sens, sens d'un mot (la signification de "aimer" n'a rien à voir avec le son "émé"), sens d'une phrase, d'une musique (consonances, dissonances, émotions...). Nous voici maintenant bien loin de l'onde acoustique, loin aussi du son.
Il apparaît finalement que, pour les êtres incarnés que nous sommes, le son a une double nature. De par son origine acoustique (origine étant pris ici au sens aristotélicien de cause matérielle et de cause efficiente), il a le pouvoir d'agir directement sur le corps. De par son origine spirituelle (au sens de cause formelle et de cause finale), il est porteur de sens, d'où jaillissent nos émotions et nos actes.
Au premier titre, il a bien sûr un rôle capital à jouer. Mais ce qu'il faut bien retenir de cette réflexion, c'est que la compréhension des mécanismes perceptifs de l'observateur (dans un sens très général, cela peut être le cerveau humain, une cellule, l'ADN, etc.) a bien plus d'importance que le phénomène acoustique proprement dit.(5)
Et au titre de porteur de sens, il y a deux domaines essentiels à la vie de l'homme où le son intervient, le langage et la musique. Quelques mots à ce propos.
On sait que les enfants qui ne reçoivent pas de stimuli auditifs adéquats deviennent au bout de quelques temps incapables de parler. On sait aussi qu'ils ont au départ des prédispositions pour parler toutes les langues: n'importe quel enfant plongé dans n'importe quelle culture apprend sans peine la langue de son milieu d'adoption. Est-ce à dire qu'il existerait une sorte de fond universel commun à toutes les langues, soit au niveau structurel (cf. l'hypothèse des grammaires génératives et dérivés), soit au niveau phonétique (cf. l'hypothèse des phonèmes archétypaux)?
Je pense que ce n'est pas la bonne question. Qu'il existe un moyen de communication universel, cela m'apparaît comme hautement probable. Mais est-ce pour autant une langue? Pour trouver des éléments de réponse, voici quelques points sur lesquels il me semble important d'insister:
Ces dernières affirmations peuvent surprendre dans le cadre d'un tel ouvrage. C'est pourquoi je me dois d'apporter quelques précisions. En premier lieu, j'ai personnellement vécu un certain nombre d'expériences qui ne laissent guère de doute dans mon esprit sur cette capacité que nous avons tous à communiquer directement par des voies non physiques.
En second lieu, la science moderne, en voulant ignorer la conscience, s'est cantonnée dans l'étude d'une seule moitié de ce-qui-est. On me dira qu'il y a la psychologie, la psychanalyse, etc. Mais peut-on vraiment parler de science? Or il existe une pratique ancestrale, rigoureuse et systématique d'exploration de la conscience, c'est le chamanisme. Et ces connaissances sont aujourd'hui validées tant par des sciences "dures" comme la biologie moléculaire ou la pharmacologie (8) , que par des approches modernes des états modifiés de conscience (9). Par la force des choses, la conscience redevient pour les scientifiques un sujet d'étude valable, pour ne pas dire honorable. Tant mieux, car cela laissera de moins en moins de place aux charlatans qui n'aspirent qu'à se remplirent les poches, et qui ont trop longtemps profiter de cette vacance pour abuser les crédules.
Au bout du compte, tout ceci suggère que le langage n'est jamais qu'un outil du monde physique, un outil parmi d'autres servant à accomplir notre tâche en tant qu'êtres incarnés. Une fois la tâche accomplie, l'outil doit être abandonné. Il ne sert à rien de le garder, pas plus qu'il n'est possible en l'observant de découvrir l'oeuvre qu'il va servir à réaliser. Ne confondons pas le doigt qui montre le Lune avec la Lune. Surtout, ne perdons pas trop de temps à analyser le doigt en espérant y trouver le secret de l'astre! Malgré tout, il n'est pas exclu qu'existe effectivement un fond commun à toutes les langues. Mais ce n'est pas le problème puisque de toute façon l'essentiel est au-delà des mots. Voici d'ailleurs l'opinions qu'ont à ce sujet certains aborigènes d'Australie, et que je fais complètement mienne:
"Le vrai Peuple ne pense pas que la voix est faite pour parler; pour cela, nous avons notre centre coeur/tête. Si la voix sert à la parole, on a tendance à se livrer à des petits échanges verbaux inutiles et moins spirituels. La voix est faite pour chanter, pour célébrer et pour guérir." (10)
Qu'en est-il de la musique, qualifiée par beaucoup de langage universel? Existe-t-il vraiment des règles universelles de l'harmonie, comme les ont cherchées Pythagore et quelques autres, et ont cru les trouver? Voici pour moi une nouvelle occasion de tordre le cou à quelques idées reçues.
Pour commencer, il est bon de remarquer que les travaux de ces chercheurs concernent l'acoustique et non le son proprement dit. Il est vrai qu'en observant, comme l'a fait Pythagore, les notes émises par une corde tendue que l'on raccourcit progressivement tout en maintenant sa tension constante, l'on voit surgir d'harmonieuses proportions: rapport 1/2 pour l'octave (do-do'), 2/3 pour la quinte (do-sol), 3/4 pour la quarte (do-fa), 4/5 pour la tierce majeure (do-mi), etc.
Le problème est que lorsqu'on essaie de construire une gamme à partir de ces "harmonieuses proportions", on aboutit à un résultat complètement bancal. Prenons par exemple pour élément de base la quinte. Partant de do, il est possible d'obtenir les douze notes de l'échelle chromatique en montant par quintes: do, sol, ré, la, mi, si, fa#, do#, sol#, ré#, la#, fa, do. Du premier do au deuxième do, il y a douze intervalles de quintes, ce qui fait un rapport de fréquences de (3/2)^12=129,746 . Or ces deux notes sont à l'octave. Par conséquent, le rapport de leurs fréquences doit aussi être une puissance de 2, en l'occurrence la puissance 7ème puisque 2^7=128. Le problème saute aux yeux: (3/2)^12 n'est pas exactement égal à 2^7. Donc on ne peut construire une gamme qui respecte simultanément toutes les proportions! L'universalité des principes s'en trouve sérieusement ébranlée.
Le problème est d'ailleurs si compliqué qu'il a fallu plusieurs siècles de tâtonnements et de débats houleux pour parvenir à se mettre d'accord sur la gamme dite tempérée en usage quasi-général en occident depuis le 18ème siècle. Mais ce n'est en fait qu'un compromis (11). Ajoutons qu'en d'autres contrées, ces compromis ont pris d'autres formes, avec par exemple l'emploi de quarts de tons, de modes, etc.
Donc lorsqu'on s'attache au son et non plus à l'acoustique, on se rend compte que les possibilités sont illimitées, et qu'il n'y a rien d'universel, sinon le son lui-même. Le monde physique semble d'une certaine manière réduire les possibilités en imposant des règles de résonance (12). Mais au-dedans de nous, là où est le son, se trouvent des richesses infiniment plus grandes. C'est l'un des rôles des artistes de nous sortir du confort de nos habitudes étriquées et de nous rappeler qu'il n'y a pas de limites. Ils nous ont ainsi ouvert les oreilles à la polyphonie (plusieurs lignes mélodiques se déploient en même temps), à la polyrythmie, à l'harmonie (la science des accords, qu'un musicien comme Thelonius Monk a porté à son apogée), à la polytonalité (emploi simultané de différentes tonalités comme dans la musique "impressionniste" de Debussy), à des gammes non tempérées (musique occidentale antérieure au 18ème siècle, musiques orientales...), à l'absence de gamme même (sons issus de synthétiseurs dont les hauteurs varient en continu), et puis aussi à la dimension esthétique des transitoires lors des attaques de notes et pas seulement des notes bien établies, pures et lisses (musiques orientales, en particulier japonaises, musiques contemporaines, etc.)...
Evidemment, tout ceci n'est pas toujours ressenti comme des plus harmonieux! Mais gardons-nous de conclusions trop hâtives. Il y a une éducation de l'écoute, et un goût qui varie au fil des générations. Comme le montre bien la musicologie, les notions de consonance et de dissonance sont très relatives. Pour prendre un exemple personnel, je trouve fort beau et pas dissonant du tout le début d'un quatuor de Mozart intitulé "les dissonances". Quand, après cette magnifique entrée en matière qui sort de l'ordinaire, il revient à une écriture plus classique, je trouve cela fort peu agréable, alors que ce style est apprécié par beaucoup comme le summum de l'harmonie!
Je voudrais signaler en passant qu'il y a de nombreuses sources possibles de dissonances. D'une part il y a des intervalles inhabituels au sein même de la gamme tempérée. D'autre part, des intervalles habituels (genre quinte ou quarte) joués dans des gammes non tempérées peuvent provoquer de curieuses sensations (13). Enfin, il ne faut pas oublier qu'un accord insuffisamment précis des instruments peut être à l'origine de battements fort désagréables. Essayez d'écouter deux violons jouer à l'unisson alors qu'ils ne sont pas accordés exactement pareils!
Au terme de ce petit parcours sonore, s'il fallait ne retenir qu'une chose, c'est que le son appartient d'abord et avant tout au monde de l'esprit. Le monde physique apparaît de son côté comme un substrat infiniment malléable sur lequel nous projetons ce que nous sommes au-dedans. Ainsi, nous nous découvrons parés de nos plus beaux habits, faits de son, et de lumière.
De même que j'ai distingué ondes acoustiques et sons, je distingue à présent photons, ou ondes électromagnétiques, et lumière. Les premiers correspondent naturellement au phénomène physique, et la seconde à ce dont nous prenons conscience. Ceci étant posé, un raisonnement analogue à celui qui vient d'être tenu pour le son peut être fait à propos de la lumière. On devine aisément quelle sera la conclusion: ce ne sont pas les photons qui constituent la lumière, c'est l'esprit qui se sert des photons pour se construire des sensations lumineuses grâce à l'entremise de l'oeil-cerveau. Comme cela commence à être familier, et pour éviter de me répéter, j'irai plus vite à l'essentiel.
Plus facilement encore qu'avec le son, il est possible de vivre des expériences du type "lumière" les yeux fermés et sans aucune excitation photonique. Les plus courantes sont évidemment les rêves, mais on peut citer aussi les expériences avec des hallucinogènes comme le LSD, ou encore les phosphènes, qui sont des sensations lumineuses produites en comprimant l'oeil, les paupières étant fermées. Les cas les plus extrêmes concernent peut-être ces personnes plongées dans un coma profond, avec même parfois un électroencéphalogramme plat, qui, pour des raisons mystérieuses, reviennent à la vie, et racontent avoir "vu" toute l'opération chirurgicale que leur corps a subi, avec une foule de détails véridiques (14).
On constate un découplage très important entre lumière et photons. C'est même bien pire que dans le cas du son, où à chaque hauteur on pouvait faire correspondre une fréquence, du moins dans certaines limites. Ici la correspondance lumière-photon est loin d'être simple.
D'abord, il convient de remarquer que les photons, ou ondes électromagnétiques, couvrent une très grande étendue, des ondes kilométriques (10^3 mètres et plus) aux ondes picométriques (10^-12 m et moins), tandis que la partie visible du spectre, qui donne naissance à des sensations lumineuses, est extrêmement étroite, comprise entre 0.4 et 0.8 micron (10^-6 m).
Il est important de préciser que sur toute cette étendue, c'est bien du même objet qu'il s'agit, et pas d'objets différents amalgamés de force sous le même nom de photons. D'une part, tous ont des comportements similaires, qui sont fort bien décrits par les équations de Maxwell; d'autre part, il est possible par effet Doppler (15) de changer un photon ayant une certaine longueur d'onde (16) en un photon de longueur d'onde arbitrairement plus grande ou plus petite. Il n'y a donc aucune différence de fond entre un rayon X qui sert à radiographier une dent, un photon "grandes ondes" qui véhicule une émission de radio, et un photon "visible" susceptible d'être détecté par les cellules sensibles de l'oeil, les cônes et les bâtonnets!
Et le pire dans tout ça est qu'à l'intérieur de l'étroite bande visible, il n'y a pas correspondance biunivoque entre la fréquence ou la longueur d'onde d'un photon, et la sensation lumineuse de couleur. Mon pessimisme peut sembler exagéré au vu d'un tableau de ce genre, tiré de l'observation de la décomposition de la lumière par un prisme:
|
couleurs |
longueurs d'onde approximatives (nm) |
|
violet extrême |
400 |
|
violet moyen |
420 |
|
violet-bleu |
440 |
|
bleu moyen |
470 |
|
bleu-vert |
500 |
|
vert moyen |
530 |
|
vert-jaune |
560 |
|
jaune moyen |
580 |
|
jaune orangé |
590 |
|
orangé moyen |
600 |
|
orangé-rouge |
610 |
|
rouge moyen |
650 |
|
rouge extrême |
780 |
Au premier coup d'oeil, il peut sembler qu'existe une correspondance stricte entre photons visibles et couleurs: une longueur d'onde pour chaque couleur. Mais en y réfléchissant, cela n'apparaît que partiellement vrai. Car comme tous les peintres le savent, on obtient aussi du violet en mélangeant du rouge et du bleu, de l'orange en mélangeant du rouge et du jaune, du vert en mélangeant du bleu et du jaune, etc. Donc deux rayons lumineux ayant des longueurs d'onde différentes ne sont pas perçus comme tels, mais comme un seul, d'une couleur complètement autre.
Si ondes acoustiques et photons sont bien tous deux des phénomènes vibratoires qui existent en un continuum des fréquences, notre cerveau a des manières très différentes de le traiter. Tandis que les ondes acoustiques sont séparées en fréquences pour donner naissance à des sons de hauteurs différentes, les photons sont mélangés pour produire des couleurs!
De tout ceci, il ressort en fin de compte que les photons ne possèdent pas de couleur, et que c'est bien l'esprit qui se sert d'eux, du moins de certains d'entre eux, pour se construire des sensations colorées. Et dans ce processus, il est évident que la nature vibratoire du phénomène disparaît complètement. On n'a jamais vu une couleur vibrer au rythme effréné d'un million de milliards de fois par seconde!
J'aimerais profiter de l'occasion pour rappeler quelques bizarreries à propos du photon, et en signaler aussi de nouvelles, qui font vraiment de lui un être étrange:
Tout cela peut sembler compliqué. Mais au-delà des détails techniques, chacun sentira bien le gouffre qui sépare les photons que nos yeux reçoivent et que la physique décrit, des images colorées qui jaillissent dans notre conscience.
D'autres remarques intéressantes méritent d'être faites concernant le photon, qui touchent selon moi au coeur des problèmes actuels de la physique.
On a vu dans la Lyse que l'émergence de la théorie de la relativité a été motivée par une contradiction apparue entre la théorie électromagnétique de Maxwell et la physique newtonienne à propos du mouvement du photon. L'expérience de Michelson a tranché. En montrant l'invariance de la vitesse de la lumière, elle a obligé à une refonte de la physique classique.
Il se trouve que c'est encore le photon qui est à l'origine de la théorie quantique, à travers ce que les chercheurs ont appelé aux environs de 1900 la catastrophe ultraviolette.
Chacun sait que lorsqu'on chauffe un objet comme une barre de fer, sa couleur change avec la température: elle passe du rouge à l'orange, puis au jaune, au blanc, etc., à mesure que la température augmente. Pour explorer ce genre de phénomènes, les physiciens ont inventé un objet appelé corps noir. Il s'agit d'une coque métallique épaisse limitant une région de l'espace dépourvue de matière, et portée à une certaine température. L'agitation thermique des charges électriques du métal crée à l'intérieur de l'enceinte un système de radiation électromagnétiques de différentes longueurs d'ondes, qui prennent la forme d'une courbe en cloche dont le maximum est fonction de la température: figure 4.
Le problème est qu'au tournant du siècle dernier, les résultats expérimentaux apparaissent en contradiction complète avec les calculs théoriques, et pas de peu puisque la densité d'énergie prévue diverge rapidement vers l'infini aux alentours de l'ultraviolet!
C'est pour lever cette divergence que Planck introduit l'hypothèse des quantas. Elle consiste à considérer que l'énergie des ondes électromagnétiques d'une fréquence déterminée ne varie pas de façon continue, mais admet seulement certaines valeur précises. On dit que l'énergie est quantifier. Preuve de la fécondité de l'hypothèse, Einstein s'en sert peu après pour résoudre un autre problème difficile, l'effet photoélectrique. Voilà que la lumière prend toutes les caractéristiques d'un corpuscule, alors qu'il est établi depuis longtemps qu'elle est une onde, à cause de la diffraction et des interférences! C'est pour résoudre toutes ces contradiction que les physiciens développent la théorie quantique. Et les succès sont à la hauteur des difficultés, immenses!
Mais voilà que surgit aujourd'hui un nouveau paradoxe. Comme je l'ai signalé dans le premier essai, malgré leurs indéniables succès dans leurs champs respectifs, la théorie de la relativité et la physique quantiques sont totalement incompatibles! Elles ne parlent pas du tout le même langage, et l'on ne sait plus quoi faire pour parvenir à les réconcilier.
Compte tenu de tout ce que je viens de dire, une chose me semble claire: ce n'est pas en inventant des particules de plus en plus exotiques (19), ni en élaborant des structures d'espaces-temps de plus en plus compliquées que l'on avancera; c'est en revenant à la base, au photon lui-même, en essayant de nous imprégner de sa nature paradoxale, pour la dépasser. Car il a certainement beaucoup de choses encore à nous révéler, très profondes et très belles.
|
Retour en haut de la page | |
1. L'écrivain de science-fiction Frank Herbert, dans L'étoile et le fouet (Pocket), a inventé un métier qui me plaît beaucoup : "saboteur". Il imagine un empire galactique doté d'une administration tellement "administrative" qu'un contre-pouvoir est officiellement mis en place sous forme d'un "bureau du sabotage" dont les membres s'appellent des "saboteurs extraordinaires"!
2. Plus précisément, cela fonctionne jusqu'à un seuil de 1000 ou 1500 Hertz. Cette limite est imposée par la taille du crâne. La longueur d'onde d'un signal de 1000 Hz est de 34 cm. C'est plus grand que le crâne, ce qui permet à l'onde de le contourner, et donc d'être reçue simultanément par les deux oreilles. Pour les fréquences plus élevées, vers 8000 Hz, c'est le pavillon de l'oreille qui prend le relais pour localiser le son, mais avec une précision moindre que la mesure du déphasage.
3. Le rythme delta, de 0.1 à 3 Hertz est normalement associé au sommeil profond; le rythme thêta, de 3 à 7 Hz, est associé au rêve, à la rêverie, etc.; le rythme alpha, de 7 à 13 Hz, correspond à un état de relaxation; le rythme bêta, de 13 à 30 Hz, correspond à l'état de conscience ordinaire, un état d'éveil, d'attention.
4. Hemi-Sync signifie hemispheric synchronization parce que le but du procédé est de faire fonctionner à l'unisson les deux hémisphères cérébraux. Le principe en est assez subtil. Il repose sur le phénomène des battements binauraux. Lorsqu'une onde d'une certaine fréquence arrive à une oreille, et qu'une onde d'une fréquence légèrement différente arrive à l'autre (l'écoute doit se faire avec un casque), le cerveau réagit en fabriquant un son, appelé battement binaural, dont la fréquence correspond à la différence de fréquence entre les deux ondes incidentes. Si par exemple on envoie un son de 440 Hz dans une oreille et de 444 Hz dans l'autre, on va "entendre" un son de 4 Hz. Or je rappelle que la limite inférieure d'audition est aux alentours de 20 Hz. C'est donc un moyen d'entendre des sons très bas, dans la gamme de fréquences des états de conscience alpha, delta, ou thêta. Et comme pour construire ce battement, les deux aires du cerveau fonctionne de concert, il se produit une double synchronisation, synchronisation des deux hémisphères, et synchronisation de l'ensemble du cerveau sur le rythme du battement. Pour tous renseignements: The Monroe Institute.
5. C'est cette démarche qui a conduit Monroe à ses remarquables réalisations. Elle mériterait d'être généralisée, pourquoi pas à l'ADN, aux plantes, etc.
6. Voir Nos pensées créent le monde.
7. La bibliographie dans ce domaine étant interminable, je ne citerai que deux auteurs qui j'estime particulièrement sérieux et crédibles: Robert Monroe, Le voyage astral (Laffont), et Alain Guillo, A l'adresse de ceux qui cherchent (Pocket l'âge d'être).
8. Voir par exemple Jeremy Narby, Le serpent cosmique, Georg 1996. L'auteur établit un parallèle frappant entre les "visions" des chamanes d'Amazonie et les connaissances sur l'usage des plantes qu'ils en retirent, avec les connaissances issues de la biologie moléculaire.
9. Travaux de Stanislav Groff, de Robert Monroe, etc.
10. Marlo Morgan,, Message des hommes vrais aux hommes mutants, Albin Michel 1995.
11. Pour avoir une petite idée de ce compromis, voici trois manières différentes de répartir les notes de la gamme au sein d'une octave juste.
Tableau des rapports de fréquences par rapport à la note de base
|
note |
système tempéré |
système de Pythagore |
système de Zarlino |
|
do |
1 |
1 |
1 |
|
ré |
1.122 |
1.125 |
1.125 |
|
mi |
1.260 |
1.266 |
1.25 (5/4) |
|
fa |
1.335 |
1.333 (4/3) |
1.333 (4/3) |
|
sol |
1.498 |
1.5 (3/2) |
1.5 (3/2) |
|
la |
1.682 |
1.688 |
1.666 (5/3) |
|
si |
1.888 |
1.888 |
1.875 |
|
do |
2 |
2 |
2 |
Le système de Pythagore donne les quartes do-fa, ré-sol, et mi-la, ainsi que la quinte do-sol parfaites, mais c'est à peu près tout ce qu'il a pour lui. Le système de Zarlino sonne remarquablement en do mais horriblement dans les autres tons. Le système tempéré quant à lui égalise les rapports entre deux demi-tons quelconques. Cela fait qu'aucun intervalle fondamental comme la quinte ou la quarte n'est parfaitement respecté, mais cela permet en revanche de moduler et de jouer également dans tous les tons.
12. Il y a un rapport évident entre les harmoniques d'une note et les intervalles pythagoriciens. Si l'on part d'une note de base, disons do, de fréquence f, on doit avoir le sol à la fréquence 3/2f. Cela fait que la troisième harmonique de do, qui a pour fréquence 3f, est identique à la deuxième harmonique du sol, qui a pour fréquence 2X3/2f=3f.
13. Par exemple avec la gamme de Zarlino jouée en-dehors de la tonalité de base.
14. Parmi les nombreux ouvrages consacrés à ces expériences au seuil de la mort (ou NDE pour near death experiences), je n'en citerai qu'un, celui qui a ouvert la voie à ces recherches, La vie après la vie de Raymond Moody, chez Laffont.
15. L'effet Doppler est bien connu dans le domaine sonore. C'est ce qui fait que le bruit d'un klaxon sonne plus aigu quand le véhicule s'approche de nous, et plus grave quand il s'éloigne. L'analogue existe pour la lumière, et se nomme en toute rigueur l'effet Doppler-Fizeau. On constate que lorsqu'une source lumineuse s'éloigne de l'observateur, la longueur d'onde du photon augmente (on dit qu'il y a décalage vers le rouge), et elle diminue lorsque la source se rapproche (décalage vers le bleu). Plus précisément:
- dans le cas d'un éloignement: l(reçu) / l(émis) = ((c+v)/(c-v))^1/2 , ce qui permet de constater que la longueur d'onde peut devenir arbitrairement grande lorsque v approche de c;
- dans le cas d'un rapprochement: l(reçu) / l(émis) = ((c-v)/(c+v))^1/2 , ce qui permet de constater que la longueur d'onde peut devenir arbitrairement petite lorsque v approche de c.
16. Ou ce qui revient au même une certaine fréquence puisque la longueur d'onde l et la fréquence f sont liées par la formule simple: lf=c où c est la vitesse de la lumière.
17. Voir la Lyse.
18. Je rappelle que le lien entre l'énergie E et la fréquence f s'écrit E=hf où h est la constante de Planck.
19. Comme les tachions qui sont censés aller plus vite que la lumière et être indétectables!