Thomas Melvill

Thomas naquit dans le village de Monimail d'un père pasteur protestant, le révérend Andrew Melvill[1], et d'Helen Whytt. Son frère, Robert Melville, né le 5[2] ou le 12[3] octobre 1723, avait trois ans à la naissance de Thomas et suivit des cours au lycée de Leven puis à l'université de Glasgow[4]. Sa sœur, née en 1721 (baptisée le 17 novembre 1721), Jean Melvill, vécu jusqu'à ses 29 ans et mourut le 30 décembre 1750[5]. Tomas descendait d'une lignée de nobles écossais, les Melvilles de Carnbee (en)[6].

Thomas devint étudiant à l'université de Glasgow dès 1739 et reçu une bourse[1] où il suivit des études de théologie de 1748 à 1749 après un Master of Arts passé en 1744[7]. Là-bas il se fit remarquer pour ses talents en mathématiques[8] et fit la connaissance de l'astronome Alexander Wilson, qui fut son professeur et avec lequel il entretint de proches relations. Pressenti pour une chaire à l'université il ne réussit cependant pas à obtenir celle de langues orientales en 1750, mais brilla malgré tout par ses études scientifiques dans un milieu essentiellement philosophique[9]. Il fréquenta de plus John Anderson (en) avec qui il participait à un club de Glasgow nommé le Considerable Club[trad 1] dont l'objet était de revoir et discuter des cours qui étaient dispensés[1].

Il termina sa vie à Genève en tant que tuteur itinérant en décembre 1753[9].

Sa proximité avec le professeur Wilson le mena à étudier l'Optique et notamment les théories de Newton à propos des couleurs. En outre, il se consacra avec lui à l'étude de l'atmosphère, en mesurant sa température à différentes altitudes à l'aide de cerfs-volants, activité qui mobilisa beaucoup le duo[8].

À propos des couleurs, il donna lecture de deux de ses papiers face à la Medical Society of Edimburgh les 3 janvier et 7 février 1752. Dans ces articles figuraient sa découverte principale sur la raie du sodium[10].

Sa découverte de la raie du sodium, bien que rédigée en 1752, fut publiée en 1756 dans un document posthume où il discute de ses observations :

« J'ai examiné la constitution de ces différentes lumières (des flammes de lampes à pétrole remplies d'alcool mêlé à des sels dissous) avec un prisme et ai vu que toutes sortes de rayons étaient émis, mais pas en quantités égales ; le jaune étant largement plus intense que le reste assemblé[trad 2]. »

— Thomas Melvill, Edinburgh Phys. Lit. Essays, 1752, 2, 36.

Le spectre de raie du sodium, avec le doublet jaune vif découvert par Melvill.

Ses expériences furent menées sur de multiples sels, dont des sels d'ammoniac, de la potasse, de l'alun, de la nitre et du sel de mer, et il observa une prédominance constante de cette lumière jaune[10].

En tant que physicien, Melvill était un tenant de la théorie corpusculaire de la lumière, comme Newton[10] et était ainsi considéré comme étant un des « Newtoniens écossais » de l'époque[11]. Plutôt original dans ses démarches et raisonnements, il discuta dans ses travaux de la chaleur, des particules matérielles, de l'attraction et de la répulsion[12].

Parmi ses autres recherches il effectua aussi des études sur le problème de la dispersion des verres en astronomie[11] en 1753, théorisant contrairement à Newton que la dispersion n'était pas due au fait que les particules de lumière de différentes couleurs avaient différentes tailles mais qu'elles avaient différentes vitesses. Cette théorie se heurta néanmoins à des observations contradictoires de James Short sur les anneaux de Jupiter à la demande de la Royal Society[13]. En effet si les particules de lumière rouge allaient plus vite que le reste alors un satellite blanc émergeant de derrière un corps massif serait apparut rouge en premier, mais ce ne fut pas l'observation faite sur un satellite de Jupiter.

Malgré la contradiction de sa prédiction avec l'observation, l'hypothèse de Melvill sur la vélocité des particules de lumière ne fut pas abandonnée, même après sa mort, et en 1784, John Robison reconsidéra l'hypothèse pour l’approfondir car elle lui semblait plus plausible que les autres[14].

Melvill, en tant que philosophe naturaliste, émis aussi plusieurs théories et idées philosophiques. Sur l'imagination, il distinguait ainsi cinq types d'imagination[12] :

1. L'imagination bornée par les sensations,
2. l'imagination lorsqu'elle est focalisée sur des objets non réels (comme les objets mathématiques),
3. l'imagination sur la réminiscence des choses passées,
4. l'imagination inattentive aux sensations,
5. l'imagination sans contrainte des sensations (comme dans les rêves).

Ce qui était une réflexion alors assez inédite sur les origines des rêves.

• (en) « Discourse concerning the cause of the different refrangibilities of the rays of light », Philosophical Transactions, vol. 48,‎ 1753, p. 261-270[ark 1]
• (en) « Observations on light and colours », Essays and observations, physical and literary, read before a society in Edinburg, and published by them, vol. 2,‎ 1756, p. 12-90[ark 2]
• (en) « An essay on dreaming, or the state of the mind in sleep », The scots magazine,‎ septembre 1749, p. 442-446