Hermann Ludwig von Helmholtz

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Sommaire

1 Présentation générale
2 Théorie de la perception
3 Théorie physiologique de la musique
4 Musique et consonance
5 Bibliographie
6 Liens externes

[modifier] Présentation générale

Hermann Ludwig von Helmholtz est un scientifique, physiologiste et acousticien, né le 31 août 1821 à Potsdam et décédé à Berlin en 1894. Il démarra sa carrière comme médecin militaire et devint ensuite professeur d'anatomie et de physiologie, puis professeur de physique à Berlin en 1871.

Ses principaux travaux sont :

Physiologie : mesure de la vitesse de l'influx nerveux ; travaux sur la vision. Il est l'auteur d'une Théorie physiologique de la musique, qui fera référence pendant toute la première moitié du XX^e siècle. Ses écrits ont révolutionné l'acoustique, et principalement l'acoustique musicale.

Physique : définition de l'énergie potentielle, formulation du principe de conservation de l'énergie, lois sur les tourbillons, travaux sur l'importance des harmoniques sonores (décomposition en séries de Fourier), dans la notion de timbre...

Helmholtz a vécu à une époque propice à développer l’expérimentation grâce à un arsenal d’instruments de plus en plus performants, qui prolongent, démultiplient, amplifient, accélèrent le regard des scientifiques sur la nature des phénomènes (et dans ce cas précis, des phénomènes sonores) pour mettre en évidence les explications de certaines observations : la technique a permis de transcrire sous une forme objective des phénomènes inexplicables ; et l’acoustique, au même titre que beaucoup de sciences dédiées à la nature des rapports de l’homme à son environnement proche, a effectué un bond considérable.

Helmholtz a été lauréat de la médaille Copley en 1873 et du Faraday Lectureship de la Royal society of chemistry en 1881.

[modifier] Théorie de la perception

Helmholtz développe une théorie sémiotique selon laquelle nos sensations sont des signes des objets extérieurs qui en sont la cause. Cette approche s'inspire des théories empiristes notamment développées par John Locke, mais surtout de la théorie des énergies nerveuses spécifiques de Johannes Müller: les qualités des choses extérieures ne sont que des puissances capables de produire en nous certaines impressions sans qu'il nous soit possible de déterminer si ces effets sont ou non ressemblants à ce qui les causent.

Pourtant, ces considérations ne sont pas mises au service d'une conception idéaliste ou sceptique de la perception. En effet, Helmholtz est inspiré par un héritage kantien. Comme Kant, il admet qu'il est impossible de connaître les choses telles qu'elles sont en elles-mêmes, et il considère au contraire que nous ne les appréhendons que par l'intermédiaire de leurs signes.

Mais, comme Kant, il considère que nos sensations font néanmoins l'objet d'une synthèse pré-conceptuelle qui en garantit l'objectivité. En effet, ces signes que sont les sensations sont composés pour former une « langue de la perception »: cette langue de la perception consiste en séries de sensations qui entretiennent entre elles les mêmes rapports nomologiques que ceux qui unissent entre eux les objets réels. En ce sens, à défaut d'être des copies des choses extérieures, nos perceptions sont néanmoins des schémas qui en reproduisent la même structure et qui, en ce sens précis, peuvent être considérées comme des images de la réalité.

[modifier] Théorie physiologique de la musique

Statue de Helmholtz à l'entrée de l'université Humboldt à Berlin

De par ses recherche, Helmholtz révolutionne l’esprit scientifique en général, et certaines données acquises en particulier. Dans sa Théorie physiologique de la musique il présente une nouvelle théorie de la perception, claire et sensée, en s’appuyant sur la mise en évidence des harmoniques d’un son périodique et le calcul de leur intensité au moyen de résonateurs. Il découvre parallèlement les fréquences de partiels inharmoniques et observe leur importance dans la nature du son.

[modifier] Musique et consonance

Malheureusement, à partir de cette nouvelle méthode scientifique, il extrapole des déductions sur la perception de la consonance et de la dissonance. Sa recherche des fondements physiques de la perception l’a conduit a exprimer le caractère physiologique du sentiment de dissonance (qui serait dû à un flux de battements entre harmoniques) : la septième, par exemple, serait dissonante dans son rapport de seconde avec l’harmonique 1 .

Mais l’extension de cette théorie des résonateurs à des analogies entre les 24 000 fibres de la membrane basilaire et les 20 000 Hz de l’aire auditive laisse perplexe. Elle supposerait une adéquation point par point entre l’action sélective par résonance des organes de perception, et le modèle des résonateurs développé par Helmholtz. Or une telle extension pêche par sa trop grande simplicité. Les fibres qui composent la membrane basilaire ne sont ni assez souples ni assez libres pour pouvoir se dissocier et former, chacune séparément, un résonateur. De plus la finesse de notre audition (Weaver admettra la possibilité de distinguer jusqu’à 64 hauteurs différentes dans un demi-ton aux alentours de 1000 Hz ) multiplie de façon inconcevable le nombre des résonateurs nécessaires, et contrecarre une théorie de la localisation « ponctuelle » des hauteurs perçues. Des recherches musicales plus récentes s’emploieront donc à mesurer ces « quanta » différentiels de notre perception.

Sa théorie suppose aussi que les cellules ciliées externes de l'oreille interne ne soient que de simples opérateurs. La membrane basilaire serait seule impliquée. Cette supposition fut démantelée en 1948 par la théorie de Gold.

[modifier] Bibliographie

von HELMHOLTZ (Hermann Ludwig), Die Lehre der Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik (1863), 5ème éd., Braunschweig, Vieweg und Sohn, 1896.
Tr. fr. Théorie physiologique de la musique, Paris, Masson, 1868, reprint Sceaux, J. Gabay, 1990, 544 p.
Tr. angl. par ELLIS (E. J.), On the Sensation of Tone [as a Physiological Basis for the Theory of Music], New York, Dover, 1954, 576 p.