Johannes von Kries – 1853 1928

Biographie

L’histoire des sciences du XIXe et du début du XXe siècle regorge de figures tutélaires dont l’influence intellectuelle s’étend bien au-delà des frontières de leur discipline originelle. Parmi ces esprits universels, le physiologiste, mathématicien et philosophe allemand Johannes von Kries (1853-1928) occupe une place aussi monumentale que singulière. Alors que la science moderne tendait vers une spécialisation technique de plus en plus étroite, von Kries a incarné l’idéal humaniste du savant capable de conjuguer la précision expérimentale du laboratoire de vivisection et d’optique avec les exigences conceptuelles les plus vertigineuses de la théorie de la connaissance néo-kantienne et du calcul des probabilités. Son œuvre maîtresse dans le domaine de la vision a redéfini notre compréhension de la perception humaine, tandis que ses incursions théoriques dans la logique et la causalité ont façonné le droit moderne et la sociologie naissante.

Professeur titulaire à l’Université de Fribourg-en-Brisgau pendant près de cinq décennies, von Kries a opéré une véritable révolution scientifique en formulant la théorie de la duplicité visuelle (Duplizitätstheorie) et la théorie des zones chromatiques (Zonentheorie). En conciliant des traditions de recherche qui semblaient irréconciliables — notamment la controverse acharnée entre l’approche trichromatique de Hermann von Helmholtz et l’approche des processus antagonistes d’Ewald Hering —, il a établi des paradigmes expérimentaux qui continuent aujourd’hui de guider les neurosciences de la vision, l’informatique graphique et le traitement du signal. Toutefois, limiter la stature de Johannes von Kries à celle d’un brillant physiologiste sensoriel occulterait la portée révolutionnaire de ses écrits sur les probabilités objectives, la notion d’espace d’éventualités (Spielraum) et la doctrine de la causalité adéquate.

Cette monographie se propose d’explorer en profondeur la trajectoire intellectuelle, les découvertes expérimentales et les élaborations philosophiques de Johannes von Kries. À travers une analyse rigoureuse de ses traités scientifiques, de ses correspondances et de ses débats avec les plus illustres figures de son époque — de Carl Ludwig à Max Weber, en passant par Wilhelm Wundt et Rudolf Carnap —, nous mettrons en lumière la cohérence magistrale d’un itinéraire qui a su arracher l’étude des organes des sens à l’illusion du réductionnisme mécaniste pour en faire le terrain fertile d’une épistémologie vivante de l’esprit humain.

1. Introduction biographique et contexte intellectuel de Johannes von Kries (1853-1928)

1.1 Origines familiales, formation initiale et milieu académique prussien

Johannes Adolf von Kries voit le jour le 6 octobre 1853 à Roggenhausen, dans la province de Prusse-Occidentale (aujourd’hui Rogóźno en Pologne). Issu d’une illustre lignée d’administrateurs, de propriétaires terriens et d’officiers prussiens anoblis, le jeune Johannes grandit au sein d’une famille protestante cultivée où les valeurs du service de l’État, de l’austérité intellectuelle et de la probité morale constituent la clé de voûte de l’éducation. Son père, Adolf von Kries, est un haut fonctionnaire prussien soucieux d’offrir à ses enfants un accès privilégié à la haute culture des Gymnasien humanistes. Très tôt, le jeune Johannes manifeste une curiosité insatiable pour les mécanismes de la nature, dévorant avec une même ferveur les traités de physique mathématique, la biologie descriptive et les dialogues platoniciens. Cet ancrage dans l’élite éclairée prussienne lui confère une aisance remarquable dans le maniement des concepts abstraits tout en lui inculquant un respect indéfectible pour l’ordre, la discipline méthodologique et la rigueur du raisonnement déductif.

Après l’obtention de son Abitur avec les plus hauts éloges, von Kries entreprend des études médicales et scientifiques de haut niveau, suivant une trajectoire itinérante typique de l’excellence universitaire germanique du XIXe siècle. Il fréquente successivement les universités de Halle, de Leipzig, de Zurich et de Berlin. Cette pérégrination académique lui permet de s’imprégner des courants de pensée les plus avancés de son époque : à Halle, il s’initie à l’anatomie classique ; à Zurich, il découvre l’effervescence de la biologie cellulaire ; à Leipzig et Berlin, il entre en contact direct avec l’avant-garde mondiale de la physiologie expérimentale. Sous l’égide de maîtres d’exception, von Kries démontre une aptitude précoce pour la recherche en laboratoire, s’intéressant particulièrement aux phénomènes d’excitation nerveuse et à la dynamique des fluides organiques. En 1875, alors qu’il n’est âgé que de vingt-deux ans, il soutient avec brio sa thèse de doctorat en médecine à l’Université de Leipzig, scellant le point de départ d’une carrière scientifique appelée à marquer durablement l’histoire des sciences du vivant.

Le contexte historique et institutionnel dans lequel s’insère la formation de von Kries est celui de l’Allemagne bismarckienne triomphante, consécutive à l’unification de 1871. Cette période se caractérise par un essor sans précédent des universités impériales et une professionnalisation accrue de la recherche scientifique. Les chaires professorales allemandes bénéficient de financements considérables, permettant l’érection de laboratoires monumentaux équipés des instruments de mesure les plus sophistiqués de la révolution industrielle : galvanomètres sensibles, kymographes, microscopes achromatiques et spectroscopes de haute précision. Dans ce climat de rationalisation effrénée et de compétition académique internationale, la science germanique se veut à la fois le moteur de l’innovation technique et le sanctuaire du Wissenschaft au sens humboldtien du terme, unifiant l’enseignement et la recherche fondamentale pure. Johannes von Kries incarne à la perfection cette génération de chercheurs prussiens rompus aux protocoles de mesure quantitative les plus intransigeants.

1.2 Le parcours professoral à Fribourg-en-Brisgau

L’ascension universitaire de Johannes von Kries est d’une rapidité fulgurante. Après avoir exercé comme assistant de recherche dans les prestigieux laboratoires de Leipzig et de Berlin, il se voit confier en 1880, à l’âge exceptionnellement jeune de vingt-sept ans, la chaire ordinaire de physiologie de l’Université de Fribourg-en-Brisgau, succédant ainsi à des figures éminentes de la biomédecine allemande. Nichée au cœur du grand-duché de Bade, l’université fribourgeoise jouit d’une réputation intellectuelle florissante, attirant des érudits de toute l’Europe. Dès son installation, von Kries prend en main la destinée de l’Institut de physiologie, qu’il va diriger d’une main ferme et bienveillante pendant près de cinq décennies, refusant tout au long de sa vie les sollicitations prestigieuses d’autres universités plus renommées comme Strasbourg, Heidelberg ou Munich, par fidélité envers son institution et par attachement à la liberté de recherche dont il bénéficie dans ce cadre badois privilégié.

Sous sa direction magistrale, l’Institut physiologique de Fribourg se transforme en un centre d’excellence internationale pour l’étude de la psychophysiologie sensorielle, de la dynamique musculaire et de l’hémodynamique. Von Kries conçoit personnellement de nombreux dispositifs expérimentaux, modernise les ateliers de mécanique de précision de l’institut et attire une cohorte internationale de doctorants, de post-doctorants et d’auditeurs libres. Son laboratoire devient une pépinière de talents où se croisent de futurs pontes de l’ophtalmologie, de la neurologie et de la psychologie naissante, parmi lesquels figurent des chercheurs américains, russes, britanniques et suisses venus apprendre l’art subtil de la psychophysique fribourgeoise. Le maître dispense des cours d’une clarté proverbiale, alliant des démonstrations physiologiques en temps réel à des digressions philosophiques profondes qui captivent l’auditoire et dépassent largement le cadre étroit des simples manuels d’anatomie de l’époque.

Au cours de ce demi-siècle de magistère ininterrompu, Johannes von Kries accède aux plus hautes responsabilités académiques, assumant à plusieurs reprises la charge de doyen de la faculté de médecine ainsi que celle de recteur de l’Université de Fribourg. Respecté pour sa rectitude morale, son impartialité institutionnelle et son autorité scientifique incontestée, il est élu membre titulaire de plusieurs académies des sciences prestigieuses, notamment l’Académie royale des sciences de Prusse et l’Académie Léopoldine. Il reçoit des décorations impériales et étatiques de haut rang, dont l’Ordre de l’Aigle rouge et le prestigieux titre de Geheimer Hofrat (Conseiller privé). Malgré les tourments tragiques de la Première Guerre mondiale et l’effondrement de l’Empire wilhelminien en 1918, von Kries demeure un repère intellectuel immuable au sein de la République de Weimar jusqu’à son décès le 30 décembre 1928 à Fribourg, laissant derrière lui une œuvre colossale dont l’écho continue de résonner dans la pensée scientifique occidentale contemporaine.

1.3 Positionnement au carrefour de la physiologie, de la psychologie et de la philosophie

Ce qui singularise Johannes von Kries au sein de la communauté des physiologistes de la seconde moitié du XIXe siècle réside dans son refus obstiné de cloisonner l’investigation empirique dans un empirisme aveugle ou un positivisme réducteur. Très tôt dans son cheminement intellectuel, il perçoit avec acuité que l’analyse physiologique des organes des sens — de l’œil et de l’oreille en particulier — ne peut se borner à accumuler des données métrologiques isolées sans affronter la question fondamentale de la constitution de l’expérience perceptive elle-même. Nourri d’une lecture assidue de la Critique de la raison pure d’Immanuel Kant, von Kries entreprend d’articuler en permanence les mesures microscopiques, électrophysiologiques et psychophysiques obtenues sur le banc d’expérimentation avec une réflexion épistémologique systématique sur les conditions de possibilité de la connaissance humaine.

Cette sensibilité philosophique le conduit à adopter une position farouchement critique à l’égard du matérialisme vulgaire et mécaniste qui triomphait alors chez certains émules de Ludwig Büchner ou de Jacob Moleschott. Pour von Kries, tenter de réduire l’ensemble des phénomènes mentaux, des états de conscience et des actes de jugement à de simples collisions corpusculaires ou à de simples décharges d’énergie nerveuse constitue une faute logique majeure doublée d’un contresens philosophique. Il prône au contraire un idéalisme critique méthodique, inspiré du néo-kantisme de l’école de Bade, qui reconnaît pleinement l’autonomie formelle de la pensée logique tout en assignant à la recherche physiologique le rôle indispensable de découvrir les corrélats matériels et les médiations instrumentales par lesquels le monde phénoménal s’offre à la subjectivité transcendantale. Cette subtilité conceptuelle lui permet d’échapper à la fois aux pièges du subjectivisme solipsiste et à ceux du scientisme réducteur.

Cette posture intégrative exceptionnelle fait de von Kries un interlocuteur intellectuel privilégié et respecté par les plus grands théoriciens de son époque, bien au-delà du pré carré de la médecine. Ses échanges épistolaires et ses confrontations théoriques avec des géants tels que Hermann von Helmholtz, Wilhelm Wundt, Ernst Mach, Charles Sanders Peirce et plus tard le sociologue Max Weber révèlent un penseur d’une lucidité architectonique rare. Capable de dialoguer d’égal à égal avec les logiciens les plus exigeants comme avec les morphologistes les plus minutieux, von Kries a su bâtir un édifice intellectuel où l’expérimentation biologique sert de pierre de touche à la clarification des concepts philosophiques, conférant à son œuvre une densité et une modernité épistémologique qui défient l’usure du temps.

2. La formation scientifique : Aux sources de la physiologie et de la psychophysique allemandes

2.1 L’influence déterminante de Carl Ludwig à Leipzig

L’un des tournants majeurs de la jeunesse scientifique de Johannes von Kries fut indubitablement son passage au sein du laboratoire de Carl Ludwig à Leipzig. Ludwig, figure tutélaire de la physiologie du XIXe siècle, avait fondé en 1865 l’Institut de physiologie de Leipzig, qui servit de modèle d’ingénierie biologique à l’échelle planétaire. Chez Ludwig, la physiologie s’était définitivement émancipée des reliquats de la Naturphilosophie romantique et du vitalisme spéculatif pour devenir une science physique exacte, régie par les lois universelles de la mécanique, de l’hydrodynamique et de la thermodynamique. L’immersion de von Kries dans ce temple du rationalisme expérimental forgea de manière indélébile ses habitudes opératoires, son souci maniaque du détail technique et son rejet absolu de toute hypothèse non vérifiable par l’artifice instrumental.

C’est aux côtés de Carl Ludwig que le jeune von Kries se familiarisa avec l’emploi révolutionnaire des méthodes graphiques en biologie, tout particulièrement le kymographe à cylindre enregistreur, capable d’inscrire mécaniquement les variations infimes de pression artérielle et de contraction musculaire sur du papier enduit de noir de fumée. Cette méthode d’enregistrement automatique, qui substituait le tracé graphique direct de l’organe à l’observation subjective faillible du naturaliste, devint pour von Kries la norme indépassable de toute science empirique authentique. Ludwig lui apprit également à concevoir ses propres canules, manomètres différentiels et circuits de perfusion d’organes isolés, développant chez son élève un sens aigu de la technologie expérimentale qui allait s’avérer déterminant pour ses futures recherches à Fribourg.

Les premiers travaux de laboratoire de von Kries sous la houlette de Ludwig portèrent sur l’hémodynamique et la mécanique des parois vasculaires. En analysant la vitesse de propagation de l’onde de pouls et les lois régissant l’élasticité artérielle en fonction des gradients de tension, von Kries appliqua des équations différentielles issues de la dynamique des fluides aux circuits sanguins des mammifères. Cette approche physico-mathématique appliquée au vivant permit au jeune chercheur de publier des mémoires précoces remarqués sur la transmission des chocs de pression dans les troncs artériels, établissant un socle méthodologique d’une rigueur absolue qui allait bientôt guider son exploration du système sensoriel humain.

2.2 Le mentorat d’Hermann von Helmholtz à Berlin

Après son apprentissage leipzigois auprès de Ludwig, Johannes von Kries gagna l’Université de Berlin pour travailler sous la direction de l’homme qui incarnait alors le sommet de la science germanique : le polymathe Hermann von Helmholtz. Physicien génial, codécouvreur du premier principe de la thermodynamique et pionnier de l’ophtalmoscopie, Helmholtz avait révolutionné la compréhension des sens avec ses deux chefs-d’œuvre magistraux : le Handbuch der physiologischen Optik et la Théorie physiologique de la musique. La rencontre avec Helmholtz représenta pour von Kries un éblouissement intellectuel doublé d’une consécration méthodologique. Helmholtz montrait comment les lois les plus rigoureuses de l’optique ondulatoire, de l’acoustique et de la biochimie pouvaient être appliquées pour déchiffrer les mystères les plus intimes du fonctionnement de l’œil et de l’oreille humaine.

Sous le mentorat direct de Helmholtz, von Kries s’appropria la théorie des récepteurs sensoriels et l’épistémologie de la perception formulée par le maître berlinois, notamment la fameuse doctrine des « inférences inconscientes » (unbewusste Schlüsse). Selon cette perspective, les sensations brutes fournies par les organes périphériques ne sont que des signes symboliques (Zeichen) que l’appareil psychique central interprète de manière quasi inductive, en vertu d’une habitude perceptive forgée par l’expérience antérieure du monde extérieur. Von Kries fut fasciné par cette dialectique constante entre la machinerie physique des terminaisons nerveuses et le travail cognitif d’intégration perceptive. Il perfectionna son maniement de l’ophtalmoscope, de l’ophtalmomètre et des techniques de périmétrie rétinienne, acquérant une maîtrise absolue des protocoles de mesure de la vision lumineuse et chromatique.

Cette proximité féconde avec Helmholtz dépassa le simple cadre de l’apprentissage de laboratoire pour s’élever au rang d’une filiation intellectuelle pérenne. Helmholtz reconnaissait en von Kries non seulement un expérimentateur d’une précision diabolique, mais également l’un des rares esprits capables de saisir les implications mathématiques et philosophiques les plus subtiles de sa propre théorie de la vision. Cette complicité scientifique trouva son apothéose quelques décennies plus tard lorsque von Kries se vit confier la tâche monumentale d’éditer, d’annoter et d’enrichir la troisième édition posthume du Handbuch der physiologischen Optik de Helmholtz, consolidant ainsi la transmission transgénérationnelle de l’héritage scientifique du géant de Berlin.

2.3 Le dialogue critique avec Wilhelm Wundt et la psychophysique fechnérienne

L’horizon intellectuel de la formation de von Kries ne saurait être complet sans évoquer sa confrontation stimulante mais critique avec les fondateurs de la psychophysique et de la psychologie expérimentale : Gustav Theodor Fechner et Wilhelm Wundt. La parution en 1860 des Elemente der Psychophysik de Fechner avait ébranlé le monde scientifique en proposant d’établir une relation fonctionnelle et mathématique exacte entre l’intensité d’une stimulation physique extérieure et la grandeur de la sensation psychique correspondante, immortalisée par la célèbre loi logarithmique de Weber-Fechner :

$$S = k \cdot \log(I) + C$$

Von Kries examina cette formulation avec la plus grande circonspection méthodologique. S’il admirait l’ambition d’arracher l’esprit aux brumes de la spéculation métaphysique pour le soumettre à l’analyse quantitative, il contestait vigoureusement l’idée fechnérienne selon laquelle on pouvait mesurer directement une grandeur psychologique intensive comme s’il s’agissait d’une grandeur physique extensive.

Dans un mémoire célèbre consacré aux fondements de la psychophysique, von Kries démontra que les prétendues « unités de sensation » postulées par Fechner ne possédaient aucune base ontologique réelle : ce que l’expérimentateur mesure sur le sujet humain n’est jamais la sensation elle-même, mais uniquement le seuil différentiel de sensibilité des récepteurs et des conductions nerveuses. Ce scepticisme éclairé le conduisit à engager une controverse feutrée mais tenace avec Wilhelm Wundt, qui avait fondé à Leipzig le premier laboratoire officiel de psychologie expérimentale. Tout en respectant la dimension institutionnelle de l’entreprise wundtienne, von Kries critiquait l’illusion d’une psychologie purement introspective qui prétendait s’affranchir de la réalité anatomique et physiologique des voies sensorielles.

Pour von Kries, toute tentative d’édifier une science de la perception qui négligerait l’étude microscopique, photochimique et électrophysiologique des terminaisons rétiniennes ou corticales était vouée à la stérilité ou à l’arbitraire scolastique. Il maintenait qu’avant de théoriser sur les lois de l’aperception ou de l’association mentale, le devoir absolu du chercheur était d’élucider la chaîne causale matérielle qui commence au niveau du photon incident frappant la rétine et se poursuit le long des neurones du nerf optique. Ce primat de la physiologie sensorielle comme propédeutique indispensable à toute psychologie scientifique permit à von Kries de préserver son travail expérimental des dérives structuralistes de l’école wundtienne et d’asseoir ses futures théories de la vision sur des fondations empiriques inaltérables.

3. La théorie de la duplicité visuelle (Duplizitätstheorie) : Fondements et démonstrations

3.1 Formulation originale de la duplicité rétinienne

L’apport le plus universellement célébré de Johannes von Kries à la physiologie générale réside dans la formulation rigoureuse et la démonstration définitive, au milieu des années 1890, de la théorie de la duplicité visuelle (Duplizitätstheorie). L’histologie de la rétine des vertébrés, brillamment inaugurée quelques décennies auparavant par l’anatomiste Max Schultze, avait déjà révélé la présence au sein de la membrane nerveuse de deux populations morphologiquement distinctes de cellules photoréceptrices : les cellules à cônes et les cellules à bâtonnets. Schultze avait remarquablement conjecturé que les animaux nocturnes (comme les chouettes ou les chauves-souris) possédaient une rétine presque exclusivement tapissée de bâtonnets, tandis que les animaux diurnes (comme les oiseaux de proie ou les reptiles) présentaient une prédominance écrasante de cônes. Toutefois, cette corrélation morphologique n’avait pas encore reçu de formalisation physiologique et psychophysique rigoureuse chez l’être humain.

Johannes von Kries opéra cette percée conceptuelle majeure en démontrant de manière irréfutable que l’œil humain n’est pas un système optique unitaire, mais abrite en réalité deux organes sensoriels distincts, logés côte à côte au sein du même tissu anatomique et partageant un réseau optique commun :

• Le système photopique (vision diurne) : Médiatisé exclusivement par les cônes, ce système opère à des niveaux d’éclairement moyens et élevés. Il se caractérise par une très haute acuité spatiale (résolution des détails fins), une excellente discrimination temporelle et, de manière capitale, par la médiation intégrale de la sensation chromatique (vision des couleurs). Ce système est extraordinairement concentré au centre de la rétine, culminant au niveau de la fovea centralis.
• Le système scotopique (vision nocturne et crépusculaire) : Médiatisé par l’appareil des bâtonnets, ce système possède une sensibilité lumineuse absolue prodigieuse, capable de détecter des flux photoniques infinitésimaux. En contrepartie de cette extrême sensibilité, il présente une résolution spatiale très médiocre (due à une forte convergence des signaux neuronaux) et est totalement achromatique, ne transmettant au cerveau qu’une gamme de nuances de gris.

Grâce à une série d’expérimentations périmétriques d’une élégance absolue, von Kries cartographia les performances fonctionnelles de l’œil en fonction de l’excentricité rétinienne et du niveau d’adaptation à la lumière. Il démontra que la fovea centralis de l’œil humain, qui est dépourvue de bâtonnets et composée exclusivement de cônes compactés, devient physiologiquement aveugle lorsque l’intensité de la lumière tombe en dessous du seuil d’activation des cônes. Cet « aveuglement nocturne fovéal » (scotome central physiologique nocturne) constitua la preuve expérimentale décisive scellant la validité de la Duplizitätstheorie, démontrant la rupture fonctionnelle complète entre les deux populations de récepteurs.

3.2 L’effet Purkinje et son explication physiologique

L’une des illustrations les plus éclatantes du triomphe de la théorie de la duplicité fut l’explication physiologique définitive fournie par von Kries à l’énigmatique effet Purkinje. En 1825, le grand physiologiste tchèque Jan Evangelista Purkinje avait consigné une observation remarquable : au lever du jour ou au crépuscule, les fleurs rouges qui apparaissaient vives et lumineuses en plein soleil semblent s’assombrir de manière spectaculaire par rapport aux feuilles bleues ou vertes, ces dernières semblant conserver une lueur relative bien plus intense dans la pénombre, bien que leur teinte chromatique finisse par s’effacer totalement. Pendant plus d’un demi-siècle, ce glissement de la brillance relative des longueurs d’onde demeura une énigme psycho-optique non résolue.

Johannes von Kries résolut le problème en superposant les courbes de sensibilité spectrale obtenues par psychophysique quantitative avec les découvertes biochimiques toutes récentes concernant la rhodopsine (ou pourpre rétinienne), isolée par Franz Boll et étudiée par Wilhelm Kühne. Von Kries démontra que le système photopique (les cônes) présente un pic d’efficacité lumineuse maximale situé dans le jaune-vert (autour d’une longueur d’onde de 555 nm), alors que le système scotopique (les bâtonnets) possède une courbe de sensibilité spectrale décalée vers les courtes longueurs d’onde, avec un maximum d’absorption vers le bleu-vert (autour de 505 nm) :

$$\lambda_{\max,\text{photopique}} \approx 555\text{ nm} \quad long\leftrightarrow \quad \lambda_{\max,\text{scotopique}} \approx 505\text{ nm}$$

En mesurant avec une précision instrumentale inédite le seuil de sensation achromatique pour différentes longueurs d’onde spectrales chez un œil rigoureusement adapté à l’obscurité, von Kries prouva que la courbe de visibilité scotopique humaine coïncide point par point avec le spectre d’absorption photochimique de la pourpre rétinienne extraite de la rétine. L’effet Purkinje cessait d’être un caprice de l’âme ou une illusion cognitive pour devenir la manifestation directe du passage fonctionnel de la machinerie des cônes à la machinerie photochimique des bâtonnets lors de la baisse du flux énergétique lumineux. Cette synthèse magistrale entre histologie, biochimie moléculaire naissante et psychophysique optique constitua l’un des sommets scientifiques du tournant du siècle.

3.3 Impact de la théorie de la duplicité sur la psychophysiologie de la perception

La théorie de la duplicité visuelle de Johannes von Kries exerça un impact profond et immédiat sur l’ensemble des disciplines étudiant la perception sensorielle et la physiologie humaine. Sur le plan fondamental, elle mit un terme définitif aux débats séculaires concernant la nature monolithique de la rétine. En établissant que deux systèmes sensoriels qualitativement hétérogènes coexistent dans le même organe anatomique, von Kries contraignit les psychologues et les physiologistes à repenser entièrement l’architecture des fonctions sensorielles en termes de double canalisation d’information. La dynamique temporelle de l’adaptation à l’obscurité — qui nécessite près de trente à quarante minutes pour atteindre son maximum d’efficacité — fut clairement expliquée par la lente cinétique de régénération chimique de la rhodopsine dans les bâtonnets, tranchant avec l’adaptation quasi instantanée du système des cônes.

Au-delà de la théorie pure, les répercussions pratiques de la découverte fribourgeoise furent colossales, notamment dans les champs de l’ophtalmologie clinique, de la médecine du travail et de la technologie militaire naissante. Les ophtalmologistes purent désormais diagnostiquer et classifier rigoureusement des pathologies rétiniennes jusqu’alors confondues sous le terme générique d’héméralopie ou de cécité nocturne. On comprit que la rétinite pigmentaire détruisait initialement le réseau périphérique des bâtonnets en épargnant les cônes centraux, provoquant une perte de la vision scotopique et une réduction tubulaire du champ visuel, tandis que d’autres anomalies dégénératives frappaient électivement la mosaïque des cônes fovéaux.

L’essor de l’aviation militaire et de la guerre sous-marine au début du XXe siècle valida de manière spectaculaire les concepts de von Kries. Les protocoles militaires d’éclairage des cockpits d’avions de chasse et des postes de commandement de sous-marins adoptèrent universellement une lumière rouge inactinique : en effet, le spectre de la lumière rouge profonde n’est pas absorbé par la rhodopsine des bâtonnets (qui y sont totalement insensibles), ce qui permet aux pilotes et aux marins de lire leurs instruments de bord grâce à leurs cônes tout en maintenant leurs bâtonnets dans un état d’adaptation complète à l’obscurité, prêts à scruter le ciel nocturne ou la surface des flots. L’ergonomie visuelle moderne, la signalisation ferroviaire et maritime et les protocoles de vision nocturne contemporains demeurent, jusqu’à ce jour, les héritiers directs des démonstrations formulées par Johannes von Kries dans son laboratoire de Fribourg.

4. Physiologie de la vision des couleurs : La théorie des zones

4.1 L’opposition historique entre Young-Helmholtz et Ewald Hering

Dans la seconde moitié du XIXe siècle, la physiologie de la vision des couleurs était déchirée par l’une des querelles scientifiques les plus féroces et passionnées de l’histoire de la biologie. Deux paradigmes théoriques inconciliables s’affrontaient à coups de traités polémiques et d’expérimentations contradictoires :

• La théorie trichromatique de Young-Helmholtz : Formulée par Thomas Young et reprise mathématiquement par Hermann von Helmholtz, cette théorie reposait sur un principe physicaliste et réductionniste d’une élégante simplicité. Elle postulait l’existence dans l’œil humain de trois types distincts de fibres ou de récepteurs rétiniens, sensibles respectivement aux longueurs d’onde rouges, vertes et violettes/bleues. Toutes les sensations de couleurs, y compris le blanc et le jaune, résultaient du mélange additif des excitations transmises au cerveau par ces trois récepteurs élémentaires. Ce modèle expliquait magistralement les lois du mélange des couleurs physiques et les formes courantes de daltonisme par la déficience d’un des trois types de photorécepteurs.
• La théorie des processus antagonistes d’Ewald Hering : Médecin et physiologiste à Prague puis à Leipzig, Hering contestait violemment le modèle trichromatique au nom de la phénoménologie de la perception immédiate. Hering faisait remarquer qu’il est impossible de concevoir psychologiquement une sensation de « rouge-vert » ou de « bleu-jaune », alors que le « rouge-jaune » (orange) ou le « bleu-vert » sont des réalités sensorielles évidentes. Il postulait donc l’existence de trois substances visuelles dans la rétine ou le système nerveux, régies par des processus métaboliques opposés d’assimilation (anabolisme) et de désassimilation (catabolisme) : un système antagoniste blanc-noir, un système rouge-vert, et un système jaune-bleu. Ce modèle rendait un compte parfait des images consécutives négatives, des contrastes simultanés et de la pureté psychologique irréductible de la sensation de jaune.

Le débat était devenu une guerre de tranchées académique. Les helmholtziens traitaient les heringiens de métaphysiciens mystiques ignorant la physique mathématique, tandis que les heringiens accusaient Helmholtz et ses partisans d’aveuglement méthodologique, leur reprochant de violer les données de l’expérience vécue immédiate pour plier la réalité sensorielle aux nécessités d’un formalisme additif arbitraire.

4.2 La théorie des zones (Zonentheorie) de von Kries

Johannes von Kries accomplit un coup de maître théorique en publiant sa célèbre théorie des zones (Zonentheorie). Doté d’une rare hauteur de vue philosophique et d’une compétence mathématique irréprochable, von Kries comprit que le conflit entre Helmholtz et Hering ne constituait pas une véritable antinomie scientifique, mais résultait d’une confusion épistémologique quant au lieu anatomique et fonctionnel où se déroulaient les étapes successives du traitement du signal lumineux. Pourquoi, demanda-t-il en substance, faudrait-il absolument choisir entre un mécanisme trichromatique et un mécanisme antagoniste, si l’architecture nerveuse complexe de la rétine et du cerveau permettait d’héberger les deux selon une séquence étagée ?

Von Kries formula l’hypothèse révolutionnaire d’un modèle multiniveau à zones fonctionnelles différenciées :

• La première zone (périphérique rétinienne) : Située au niveau même de la membrane des photorécepteurs (la couche des cônes), cette zone obéit rigoureusement aux principes de la théorie trichromatique de Young-Helmholtz. Il y existe trois mécanismes de réception photochimique primaire, possédant des spectres d’absorption distincts centrés sur les composantes de longueur d’onde longue, moyenne et courte. La capture de l’énergie photonique est strictement trichromatique.
• Les zones intermédiaires et centrales (couches ganglionnaires et centres cérébraux) : Les signaux électriques issus des trois récepteurs primaires ne sont pas acheminés de manière isolée jusqu’au cortex cérébral par des câbles indépendants. Ils subissent des recombinaisons synaptiques dans les couches neuronales internes de la rétine (cellules bipolaires, horizontales et ganglionnaires) et dans les relais visuels sous-corticaux, se transformant en processus d’opposition antagoniste codés sous la forme différentielle décrite par Hering : un canal de luminance achromatique (blanc contre noir) et deux canaux chromatiques opposés (rouge contre vert, et jaune contre bleu).

Par cette synthèse géniale, von Kries désamorçait la plus vive controverse de son siècle. Le modèle trichromatique s’avérait parfaitement exact pour caractériser la phase initiale de capture photochimique à l’entrée du système optique, tandis que le modèle antagoniste s’avérait tout aussi exact pour décrire le traitement neurophysiologique ultérieur et l’expérience perceptive finale de la conscience. Cette théorie des zones devint la matrice conceptuelle sur laquelle reposent l’ensemble des modèles neurophysiologiques contemporains de la vision des couleurs, anticipant de plus de six décennies les découvertes électrophysiologiques modernes.

4.3 Étude des dyschromatopsies et du daltonisme

L’un des bancs d’essai les plus exigeants pour valider la Zonentheorie de von Kries fut l’analyse clinique et quantitative des dyschromatopsies congénitales et acquises. Depuis la publication pionnière de John Dalton à la fin du XVIIIe siècle, la cécité aux couleurs demeurait un phénomène mal classifié, souvent réduit à un vague déficit indifférencié. Von Kries apporta à l’étude des anomalies de la vision chromatique une précision taxonomique et expérimentale sans précédent. Il élabora une nomenclature scientifique rigoureuse, raffinant la division entre les dichromatismes complets et les anomalies de la vision trichromatique partielle.

Von Kries étudia méthodiquement les différentes formes de déficits de la vision rouge-vert, distinguant avec une clarté limpide :

• La protanopie (et protanomalie) : Cécité complète (ou faiblesse sélective) pour la composante rouge du spectre, caractérisée par un raccourcissement sensible du spectre visuel du côté des grandes longueurs d’onde et un décalage du point neutre achromatique autour de 492 nm.
• La deutéranopie (et deutéranomalie) : Cécité (ou faiblesse) pour la composante verte du spectre, où l’étendue spectrale vers le rouge est conservée dans sa luminosité globale, mais où le sujet est incapable de discriminer le rouge du vert, confondant les teintes spectrales le long d’une ligne de confusion spécifique.
• La tritanopie : Déficit rare de la composante bleu-jaune, affectant les courtes longueurs d’onde.

Pour mener à bien ces recherches diagnostiques de haute précision, von Kries perfectionna l’usage de l’anomaloscope spectral, notamment en adaptant et raffinant les protocoles d’équilibration de l’équation de Rayleigh, où le sujet doit égaliser un mélange spectral de jaune pur monochromatique (589 nm) à partir d’un mélange réglable de rouge (670 nm) et de vert (535 nm) :

$$\text{Rouge (670 nm)} + \text{Vert (535 nm)} \equiv \text{Jaune (589 nm)}$$

En mesurant les rapports quantitatifs exacts de flux énergétique requis par les sujets normaux et daltoniens pour réaliser cette égalité visuelle, von Kries apporta les preuves expérimentales péremptoires que la protanopie et la deutéranopie correspondent à des lésions ou à des absences distinctes de récepteurs photochimiques spécifiques à la périphérie, confirmant la structure étagée de son modèle des zones et fournissant à la médecine ophtalmique des outils de dépistage universellement adoptés pour les chemins de fer et les flottes de commerce.

5. La psychologie sensorielle et les mécanismes de l’adaptation visuelle

5.1 La loi du coefficient de von Kries (Kries-Koeffizienten-Satz)

L’une des contributions théoriques les plus novatrices et durables de Johannes von Kries dans l’analyse mathématique de la vision sensorielle est sans conteste la célèbre « loi du coefficient » ou « règle de von Kries » (Kries-Koeffizienten-Satz). Cette loi fut formulée pour résoudre l’un des paradoxes fondamentaux de la vision quotidienne : le phénomène de la constance de la couleur. Un objet perçu comme blanc — par exemple une feuille de papier — continue d’être reconnu comme blanc par le cerveau humain, qu’il soit observé sous le rayonnement bleuté d’un ciel boréal de midi, sous la lumière dorée d’un soleil couchant ou à la lueur rougeâtre d’une bougie, alors même que le spectre physique du flux lumineux réémis par la surface de l’objet et capté par la rétine varie de façon colossale en fonction de l’illuminant.

Pour expliquer cette formidable capacité du système visuel à neutraliser les variations spectrales de l’illumination globale pour extraire la réflectance spectrale intrinsèque des surfaces matérielles, von Kries formula l’hypothèse élégante selon laquelle l’adaptation chromatique s’opère par une régulation indépendante du gain de chaque classe de récepteurs primaires. Si nous désignons par $R$, $V$ et $B$ les sensibilités spectrales initiales des trois systèmes de cônes (ou récepteurs de Helmholtz), l’état d’adaptation à un illuminant donné ne modifie pas la forme spectrale intrinsèque de ces récepteurs, mais multiplie la réponse globale de chacun d’eux par un coefficient multiplicatif ou facteur de pondération d’échelle spécifique ($k_R, k_V, k_B$) :

$$R’ = k_R \cdot R, \quad V’ = k_V \cdot V, \quad B’ = k_B \cdot B$$

Cette transformation linéaire d’échelle diagonale signifie que le système nerveux compense la surabondance de photons rouges dans l’éclairage ambiant en diminuant automatiquement la sensibilité du canal rouge (faible valeur de $k_R$), tandis qu’il augmente la sensibilité relative du canal bleu (forte valeur de $k_B$). Cette formulation mathématique d’une remarquable simplicité postule que l’invariance perceptive est préservée par un mécanisme purement régulateur de contrôle de gain à l’entrée du système.

La portée moderne de la loi du coefficient de von Kries est incommensurable. Au XXIe siècle, cette règle constitue l’algorithme fondateur de toute l’informatique graphique, de la photographie numérique et du traitement numérique de l’image. Chaque appareil photo numérique moderne, smartphone ou logiciel d’étalonnage colorimétrique qui réalise une « balance des blancs » automatique utilise une matrice d’adaptation chromatique basée directement sur la transformation de von Kries (notamment formalisée dans les espaces colorimétriques modernes via le modèle CIECAM02). Ce théorème élaboré dans les années 1890 à Fribourg pour résoudre un mystère psychologique régit aujourd’hui l’affichage de milliards d’écrans numériques à travers le monde.

5.2 La dynamique temporelle de l’adaptation sensorielle

L’exploration des mécanismes de régulation du gain visuel mena von Kries à s’intéresser de près à la dimension chronologique de la réponse sensorielle : comment l’appareil oculaire modifie-t-il sa sensibilité au fil des secondes et des minutes lorsqu’il passe d’un milieu inondé de soleil à l’obscurité quasi totale d’une caverne ? Par des protocoles expérimentaux d’une rigueur chronométrique implacable, von Kries et ses collaborateurs mesurèrent l’évolution de la courbe d’abaissement des seuils absolus de détection lumineuse au cours d’un séjour prolongé dans le noir absolu.

Ces investigations mirent en évidence que la courbe d’adaptation à l’obscurité présente une cassure temporelle caractéristique, aujourd’hui universellement connue sous le nom de point d’inflexion ou « rupture de Kohlrausch » (du nom de son disciple). Von Kries démontra que cette courbe biphasique reflète la transition temporelle directe entre les deux composantes de la théorie de la duplicité :

• La première phase (0 à 7-10 minutes) : Elle correspond à l’adaptation rapide du système photopique des cônes. La sensibilité augmente d’un facteur 10 à 100, puis plafonne sur un plateau stable. C’est une adaptation principalement nerveuse et synaptique, accompagnée d’une faible régénération photochimique.
• La seconde phase (au-delà de 10 minutes, jusqu’à 45 minutes) : Elle marque l’entrée en action du système scotopique des bâtonnets. La sensibilité globale recommence à chuter de façon spectaculaire pour atteindre un gain d’un facteur supérieur à 100 000 par rapport à l’état initial, correspondant à la lente régénération biochimique de la pourpre rétinienne (rhodopsine).

Von Kries établit ainsi une distinction conceptuelle fondamentale entre deux mécanismes d’adaptation qui s’entremêlent dans l’économie sensorielle : d’une part, une adaptation rapide d’origine purement neuronale, opérant en quelques fractions de seconde par rétroaction inhibitrice dans les réseaux synaptiques rétiniens ; d’autre part, une adaptation lente d’origine photochimique, dépendante de l’équilibre métabolique entre la décoloration sous l’effet des photons et la resynthèse enzymatique des pigments récepteurs. Cette distinction entre régulation de réseau et régulation métabolique posa les fondements des théories modernes de l’homéostasie sensorielle.

5.3 Interactions binoculaires et synthèse spatiale

L’analyse von-kriesienne de la psychophysique ne se cantonna pas au comportement de l’œil monoculaire isolé ; elle s’étendit avec la même pénétration analytique aux problèmes de la vision stéréoscopique et des interactions binoculaires. Comment deux images rétiniennes bidimensionnelles distinctes, captées par deux globes oculaires séparés par un écart interpupillaire de plusieurs centimètres, fusionnent-elles dans le système nerveux central pour engendrer la perception unifiée et tridimensionnelle du relief et de la profondeur de l’espace ?

En étudiant les phénomènes spectaculaires de la rivalité binoculaire — situation où l’on présente simultanément au même sujet deux motifs incompatibles à chaque œil (par exemple un réseau de lignes verticales à l’œil gauche et des lignes horizontales à l’œil droit) —, von Kries démontra que le système visuel ne produit pas une simple sommation physique ou un mélange diffus des deux flux lumineux. Au lieu d’une superposition floue, le sujet fait l’expérience d’une alternance temporelle spontanée, le champ visuel oscillant consciemment entre le motif de gauche et celui de droite. Von Kries en conclut avec force que la synthèse spatiale binoculaire n’est pas un mécanisme de fusion périphérique localisé dans la rétine, mais une opération centrale dynamique, impliquant des compétitions inhibitrices et des processus attentionnels au niveau du cortex cérébral.

Von Kries consacra également de brillantes analyses aux post-effets visuels et aux célèbres illusions d’optique géométriques (telles que les illusions de Zöllner, de Hering ou de Müller-Lyer) qui passionnaient alors la psychologie de la Gestalt naissante. Refusant les explications purement mécanistes fondées sur la seule courbure des mouvements des muscles oculaires, von Kries soutenait que ces illusions révèlent les principes organisationnels et les règles d’inférence spatiale par lesquels le système nerveux central compense les distorsions projectives afin de stabiliser notre représentation du monde physique, confirmant la féconde filiation le reliant à l’épistémologie helmholtzienne.

6. La théorie de la probabilité logique et le concept de « Spielraum »

6.1 Publication de Die Principien der Wahrscheinlichkeitsrechnung (1886)

Bien que son autorité en physiologie sensorielle suffise à lui assurer une place de premier rang dans les annales de la médecine, Johannes von Kries réalisa une incursion tout aussi magistrale dans le champ des mathématiques fondamentales et de la théorie de la connaissance. En 1886, il publia à Fribourg un ouvrage monumental qui allait profondément bouleverser l’histoire de la philosophie des sciences : Die Principien der Wahrscheinlichkeitsrechnung: Eine logische Untersuchung (Les principes du calcul des probabilités : Une investigation logique).

Pour comprendre la genèse de ce chef-d’œuvre, il convient de rappeler la crise épistémologique profonde qui traversait alors le calcul des probabilités. Depuis la formalisation classique formulée au début du XIXe siècle par Pierre-Simon de Laplace, la probabilité d’un événement était traditionnellement définie comme le rapport entre le nombre de « cas favorables » et le nombre de « cas également possibles ». Mais sur quoi reposait cette qualification de « cas également possibles » ? Chez Laplace, elle reposait sur le fameux « principe de raison insuffisante » (ou principe d’indifférence) : deux éventualités doivent être considérées comme également probables dès lors que nous ne possédons aucune raison subjective de croire que l’une se réalisera plutôt que l’autre.

Johannes von Kries déclencha une offensive d’une lucidité implacable contre cette définition laplacienne classique. Il démontra que fonder le calcul des probabilités sur la simple ignorance humaine ou sur l’absence de motifs subjectifs conduisait à des apories logiques insolubles et à des paradoxes mathématiques ruineux (tels que ceux mis en évidence par Joseph Bertrand). Réduire la probabilité à un état psychologique d’indécision équivalait à détruire toute validité scientifique objective aux applications de la statistique et du calcul des chances dans les sciences de la nature. Von Kries entreprit donc de refonder la probabilité sur un socle logique et objectif rigoureux, indépendant des caprices de l’ignorance subjective individuelle.

6.2 La théorie du « Spielraum » (champ d’éventualités ou portée objective)

Au cœur de l’édifice mathématico-philosophique érigé par von Kries se trouve son concept révolutionnaire de Spielraum (généralement traduit par « espace de jeu », « champ d’éventualités » ou « portée objective »). Pour von Kries, la probabilité n’est ni une simple fréquence empirique brute observée sur des séries temporelles (rejet du fréquentisme naïf), ni une mesure de l’ignorance d’un esprit faillible (rejet du subjectivisme laplacien). Elle exprime un rapport logique objectif et mesurable entre des champs de possibilités réelles au sein d’un univers de conditions initiales bien délimité.

L’argumentaire de von Kries s’articule autour des principes méthodologiques suivants :

• La définition du Spielraum : Chaque événement physique ou complexe de causes possède un ensemble déterminable d’états initiaux possibles. Ce domaine géométrique ou logique des états qui conduisent à la réalisation d’un résultat spécifique constitue le Spielraum de cet événement.
• Le principe des espaces équiprobables (Gleichmöglichkeit) : Deux ou plusieurs cas ne peuvent être tenus pour « également possibles » au sens probabiliste qu’à la condition expresse qu’il soit démontré que leurs Spielräume respectifs possèdent une mesure géométrique ou physique égale, fondée sur des considérations objectives de symétrie, d’homogénéité causale et de lois physiques régissant le système. Dans le cas d’un dé cubique parfait, l’équiprobabilité des six faces ne provient pas du fait que nous ignorons sur quelle face il tombera, mais de la symétrie physique spatiale et mécanique absolue du solide hétérogène projeté dans un champ gravitationnel uniforme.
• Distinction entre probabilité épistémique et probabilité ontologique : Von Kries distingue avec une précision chirurgicale la relation logique de confirmation (le statut épistémique d’un énoncé rationnel fondé sur des connaissances données) et la dispersion causale des processus dans le monde matériel. Le calcul des probabilités devient ainsi l’analyse mathématique de la fraction du champ total des possibles qui est couverte par une hypothèse déterminée.

Cette théorie du Spielraum constituait la première tentative systématique d’élaborer une théorie logique de la probabilité à base géométrique, où la mesure de probabilité s’apparente à une mesure de volume au sein de l’espace des phases des conditions physiques potentielles, préfigurant de manière saisissante les développements ultérieurs de la physique statistique et de la mécanique hamiltonienne.

6.3 Réception philosophique : De Keynes à Carnap

L’impact du traité de 1886 de Johannes von Kries sur l’histoire de la philosophie analytique et de la logique inductive du XXe siècle est tout simplement colossal, bien que souvent sous-estimé par le grand public profane. Le premier géant de la pensée économique et philosophique à rendre un hommage éclatant à von Kries fut l’illustre économiste britannique John Maynard Keynes dans son œuvre maîtresse de jeunesse : A Treatise on Probability (1921). Keynes affirmait sans détour que l’ouvrage de von Kries était le traité le plus profond, le plus pénétrant et le plus systématique jamais écrit sur la logique des probabilités depuis Laplace, et il reprit presque textuellement la notion de Spielraum sous le terme de « field of possibilities » ou d’espace de champ logique pour fonder sa propre conception logiciste de la probabilité rationnelle.

Plus tard, lors de l’essor du positivisme logique du Cercle de Vienne, le grand logicien Rudolf Carnap puisa massivement dans les intuitions fondamentales de von Kries pour concevoir son monumental ouvrage Logical Foundations of Probability (1950). Carnap y reconnaît sa dette intellectuelle envers le physiologiste de Fribourg, admettant que sa propre formalisation sémantique de la « mesure de confirmation logique » (degree of confirmation) n’est autre que la traduction moderne, dans le langage du calcul propositionnel formalisé, de la théorie des champs de possibilités (Spielraumtheorie) esquissée par von Kries six décennies plus tôt.

Des logiciens, philosophes des sciences et probabilistes majeurs tels que Karl Popper, Hans Reichenbach, Frank Ramsey et Harold Jeffreys ont tous été contraints, dans l’élaboration de leurs systèmes respectifs, de se confronter aux arguments de von Kries sur la légitimité des attributions de probabilité et sur l’impossibilité d’évacuer l’analyse des conditions causales physiques au profit d’un formalisme mathématique désincarné. Von Kries a ainsi gravé son nom au panthéon des théoriciens de la rationalité scientifique.

7. La causalité adéquate (Adäquanztheorie) et son impact en psychologie et en droit

7.1 Élaboration de la théorie de la causalité adéquate

Dans le prolongement direct de ses recherches novatrices sur le calcul des probabilités et le concept de Spielraum, Johannes von Kries formula l’une des doctrines les plus influentes et pérennes de la philosophie de l’action et de la théorie du droit : la théorie de la causalité adéquate (Adäquanztheorie). Publiée initialement sous la forme d’un article retentissant en 1888 dans le Vierteljahrsschrift für wissenschaftliche Philosophie, cette théorie cherchait à résoudre le problème séculaire de l’imputation causale dans les affaires complexes où s’entrecroisent des actes humains et des enchaînements naturels imprévisibles.

La doctrine juridique dominante de l’époque reposait sur le dogme de l’équivalence des conditions, ou théorie de la condition sine qua non (portée notamment par Julius Glaser et Maximilian von Buri). Selon cette doctrine déterministe radicale, toute circonstance ou action humaine sans laquelle le dommage final ne se serait pas produit doit être qualifiée de cause pleine et entière du résultat, sur un pied d’égalité avec toutes les autres conditions. Von Kries en démontra l’injustice manifeste et l’absurdité logique : sous l’empire de la stricte condition sine qua non, si un individu inflige une égratignure superficielle à un tiers, et que ce tiers, lors de son transport à l’hôpital, périt dans un accident ferroviaire imprévisible ou dans l’incendie inopiné du bâtiment hospitalier, l’auteur de l’égratignure devrait être tenu pour l’assassin pénal et le responsable civil direct de la mort, puisque sans sa blessure initiale, la victime ne se serait jamais trouvée dans cet hôpital à cet instant précis.

Pour dénouer ce sophisme, von Kries introduisit la distinction fondamentale entre causalité accidentelle (ou fortuite) et causalité adéquate :

• Une action ou une condition humaine n’est pas la cause adéquate d’un événement par le seul fait matériel qu’elle a participé historiquement à sa genèse.
• Elle ne peut être qualifiée de cause adéquate que si, au moment où elle a été posée, elle a produit un accroissement objectif sensible de la probabilité que ce résultat dommageable spécifique se produise, selon les lois générales de l’expérience et de la marche normale du monde.
• Si, en revanche, l’acte initial n’a rendu le dommage possible que par le concours tout à fait exceptionnel, atypique et hautement improbable de circonstances extrinsèques étrangères, la causalité n’est que purement accidentelle (inadéquate) et ne saurait engager la responsabilité de l’acteur.

Von Kries remplaçait ainsi l’analyse rétrospective purement mécanique de la chaîne causale par un jugement de probabilité prospective objective fondé sur le champ des régularités du cours ordinaire de la nature.

7.2 Implications juridiques fondamentales

L’élaboration de la théorie de la causalité adéquate par un physiologiste fit l’effet d’une déflagration intellectuelle au sein de la science juridique allemande et européenne de la fin du XIXe siècle. Très rapidement, de grands juristes de l’époque, à l’instar de Carl Ludwig von Bar, Gustav Rümelin et plus tard Josef Kohler, s’emparèrent du modèle forgé par von Kries pour le transposer au cœur des débats sur le droit civil et le droit pénal.

La théorie de von Kries offrait enfin au droit privé un critère opérationnel et rigoureux pour délimiter le champ de la responsabilité civile délictuelle et de la réparation du dommage corporel et matériel. En droit civil, la responsabilité d’un individu ne pouvait plus être engagée à l’infini pour des conséquences en cascade totalement aberrantes ou imprévisibles au regard de la prudence humaine moyenne. L’exigence d’un lien de causalité adéquate devint le filtre protecteur fondamental garantissant la sécurité juridique des citoyens contre les revendications abusives de dommages et intérêts.

L’accueil de l’Adäquanztheorie fut d’une ampleur institutionnelle retentissante :

• Le Tribunal impérial de Leipzig (Reichsgericht), plus haute juridiction civile de l’Empire allemand, consacra formellement la théorie de la causalité adéquate dans sa jurisprudence constante dès le début du XXe siècle pour l’application des articles du tout nouveau Code civil allemand (Bürgerliches Gesetzbuch ou BGB).
• La théorie s’exporta triomphalement dans le droit civil suisse, où le Tribunal fédéral helvétique en fit la pierre angulaire de sa doctrine sur la responsabilité civile contractuelle et extracontractuelle, une position juridique qui demeure rigoureusement en vigueur jusqu’à ce jour.
• La doctrine influença également le droit civil autrichien, néerlandais, scandinave, et irrigua les discussions comparatives de la jurisprudence française (notamment à travers les réflexions doctrinales sur la causalité adéquate opposée à l’équivalence des conditions sous l’article 1382 ancien du Code Napoléon) ainsi que la doctrine anglo-saxonne du proximate cause et de la foreseeability.

Johannes von Kries réalisa ainsi l’exploit intellectuel presque unique dans l’histoire des sciences de voir une théorie issue de ses réflexions de physiologiste sur la statistique devenir le standard normatif suprême de la jurisprudence civile des nations européennes.

7.3 Pertinence pour la psychologie causale et la prise de décision

Au-delà de son adoption éclatante par les tribunaux, la théorie de la causalité adéquate constitue une contribution majeure à la psychologie cognitive et à l’analyse des processus de jugement humain ordinaire. Von Kries avait perçu avec une acuité extraordinaire que l’esprit humain ne perçoit jamais le monde comme une toile déterministe indifférenciée, mais passe son temps à trier, hiérarchiser et sélectionner les « causes réelles » parmi la multitude des conditions d’arrière-plan nécessaires.

Dans ses écrits psychologiques, von Kries montre que le jugement de causalité ordinaire opère continuellement au moyen de raisonnements contrefactuels : « Que se serait-il passé si cette action spécifique n’avait pas eu lieu ? Le cours ordinaire des choses aurait-il conduit avec une forte probabilité à un résultat équivalent ou distinct ? » Ce mode de raisonnement, que von Kries formalise à partir de son concept d’expérience mentale rétrospective, préfigure de manière directe les modèles contemporains de l’attribution causale développés un demi-siècle plus tard par Fritz Heider, Harold Kelley et Daniel Kahneman.

Dans les sciences cognitives modernes et en intelligence artificielle contemporaine, les théories de la causalité probabiliste — à l’instar des célèbres réseaux bayésiens causaux développés par Judea Pearl — reposent exactement sur l’axiome fondateur formulé par von Kries : une variable $C$ est causalement pertinente pour un effet $E$ si et seulement si l’intervention sur $C$ altère substantiellement la distribution de probabilité conditionnelle objective de $E$, toutes choses étant égales par ailleurs :

$$P(E mid \text{do}(C)) gg P(E mid \text{do}(\neg C))$$

En arrachant le concept de cause au fatalisme de la chaîne déterministe brute pour en faire une structure probabiliste d’intelligibilité rationnelle, Johannes von Kries s’est affirmé comme l’un des plus visionnaires pionniers des sciences de la décision et de la cognition humaine.

8. Recherches sur la physiologie musculaire, la dynamique circulatoire et le temps de réaction

8.1 Physiologie neuromusculaire et excitation motrice

Si la célébrité de Johannes von Kries est à juste titre adossée à l’optique et à l’épistémologie des probabilités, son activité quotidienne de directeur d’institut de physiologie fut consacrée pendant des décennies à la biomécanique expérimentale, à la dynamique des tissus excitables et à la physiologie générale du muscle squelettique. Dès sa nomination à Fribourg, von Kries équipa ses laboratoires des bancs de myographie les plus sophistiqués de l’espace rhénan, étudiant avec une minutie exemplaire les lois de la contraction musculaire chez la grenouille et les mammifères.

Ses contributions les plus notables dans ce champ concernent l’analyse fine des phénomènes de sommation temporelle des secousses musculaires simples et la genèse du tétanos physiologique. En appliquant des trains d’excitations électriques à des fréquences minutieusement modulées sur des préparations de nerf sciatique et de muscle gastrocnémien, von Kries élucida la mécanique par laquelle la réponse mécanique contractile s’amplifie et se fusionne en un plateau tétanique continu. Il s’intéressa particulièrement à la phase réfractaire du tissu excitable et mesura avec une exactitude inégalée pour l’époque la vitesse de propagation de l’onde d’excitation le long de la fibre musculaire elle-même.

Profondément imprégné des principes de la thermodynamique helmholtzienne, von Kries aborda le muscle comme une machine de conversion énergétique physico-chimique. Il consacra d’importants mémoires à l’étude des rendements mécaniques et de la production de chaleur au cours de l’effort musculaire, distinguant la chaleur initiale de contraction de la chaleur tardive de récupération. Il démontra que la dépense d’énergie d’un muscle squelettique n’est pas une fonction rigide de la durée du stimulus électrique, mais s’adapte de manière dynamique à la tension élastique exercée et à la charge mécanique imposée, apportant des données empiriques fondamentales qui allaient plus tard alimenter les travaux nobélisés d’Archibald Vivian Hill sur la bioénergétique musculaire.

8.2 Hémodynamique et tachographie

Fidèle aux enseignements de Carl Ludwig, von Kries poursuivit à Fribourg d’ambitieuses recherches sur la physique du système cardiovasculaire, un domaine où ses compétences en mécanique des fluides et en mathématiques appliquées trouvèrent un champ d’expression privilégié. Il s’attela notamment à la résolution d’un problème technique redoutable qui paralysait alors la cardiologie expérimentale : l’impossibilité de mesurer en temps réel la vitesse instantanée du flux sanguin pulsatile dans les troncs artériels sans introduire de frottements ou de distorsions hydrauliques massives dues à l’inertie des capteurs mécaniques ordinaires.

Pour surmonter cet obstacle, von Kries conçut et perfectionna une invention remarquable : le tachographe à gaz (Gastachograph). Cet appareil novateur reposait sur un principe physique particulièrement ingénieux : les variations d’écoulement du sang dans un vaisseau artériel logé dans une chambre pléthysmographique hermétique provoquaient des micro-variations de pression d’air qui modulaient la hauteur d’une flamme de gaz sensible ou le déplacement d’un flux d’air illuminé, enregistrés sans contact ni inertie mécanique directe sur une surface photographique ou kymographique en mouvement. Cet instrument permit pour la toute première fois de tracer avec une fidélité absolue la courbe de vitesse instantanée du sang au cours de chaque cycle cardiaque systolique et diastolique.

Grâce à ce tachographe et à des modélisations mathématiques rigoureuses sur les ondes de surpression dans les conduits élastiques (équation de Moens-Korteweg perfectionnée), von Kries publia des monographies de référence sur la transmission des pulsations artérielles, la réflexion des ondes sanguines aux bifurcations vasculaires et le rôle d’amortisseur élastique joué par la crosse aortique (l’effet Windkessel). Ces études sur la résistance périphérique et la pression hydrostatique capillaire exercèrent une influence durable sur le développement de la physiologie hémodynamique et de la cardiologie clinique du début du XXe siècle.

8.3 Chronométrie mentale et temps de réaction psychophysiques

Le troisième axe expérimental majeur des recherches de laboratoire de von Kries touchait à la chronométrie mentale et à la mesure du temps de latence de la réponse sensorimotrice chez l’être humain. Depuis les travaux précurseurs de Franciscus Donders, la psychologie scientifique croyait pouvoir chronométrer la durée exacte des opérations intellectuelles complexes (comme le choix, la discrimination ou la volonté) en soustrayant le temps d’un réflexe simple du temps mesuré lors d’une tâche de réaction complexe :

$$\text{Durée de l’opération} = \text{Temps de réaction complexe} – \text{Temps de réaction simple}$$

Von Kries porta un regard critique et déconstructeur sur cette « méthode de soustraction » de Donders, dont il révéla les fragilités théoriques majeures. À l’aide de chronographes de précision et de contacts électriques perfectionnés dans son institut, il réalisa des milliers de mesures du temps de réaction sensorimoteur chez des sujets entraînés, en variant systématiquement la modalité sensorielle (visuelle, auditive, tactile) ainsi que l’intensité et l’ambiguïté spatiale des stimuli.

Ses résultats expérimentaux démontrèrent que les processus mentaux centraux ne s’empilent pas comme de simples blocs modulaires indépendants que l’on pourrait additionner ou soustraire de façon linéaire. Lors d’une tâche de réaction de choix, l’ensemble du système nerveux adopte une attitude préparatoire (Einstellung) globale différente de celle mobilisée lors d’une tâche de réaction simple : l’état d’attention, la synchronisation centrale et l’inhibition motrice modifient substantiellement la vitesse de traitement de la phase périphérique elle-même. Von Kries appela donc à la plus grande prudence méthodologique dans l’interprétation des données de la chronométrie mentale, insistant sur le fait que la vitesse d’une réponse humaine est le résultat intégré d’une organisation psycho-nerveuse complexe irréductible à une mécanique d’horlogerie élémentaire.

9. Les fondements épistémologiques et la critique du réductionnisme psychologique

9.1 Néo-kantisme et méthodologie des sciences d’observation

L’originalité intellectuelle de Johannes von Kries découle de son enracinement philosophique permanent dans la pensée d’Immanuel Kant. Alors que la majorité des biologistes et des médecins de son époque sombraient soit dans un empirisme aveugle qui rejetait toute réflexion philosophique comme une pure perte de temps, soit dans un scientisme naïf qui croyait toucher les « choses en soi » par le truchement du microscope, von Kries demeura toute sa vie un fidèle disciple de la méthode critique transcendantale. Il entretenait des liens étroits avec les philosophes du néo-kantisme de l’école de Bade, notamment Wilhelm Windelband et Heinrich Rickert, qui enseignaient également à Fribourg et à Heidelberg.

Pour von Kries, la science de la nature ne consiste jamais en une accumulation passive de sensations brutes ou en une copie photographique du monde objectif extérieur. Dans ses textes épistémologiques, il réaffirme avec force la thèse kantienne selon laquelle toute expérience scientifique possible présuppose nécessairement des structures a priori de la sensibilité (l’espace et le temps) ainsi que des formes catégorielles de l’entendement (notamment le concept de causalité régie par des lois). L’observation de laboratoire la plus rigoureuse n’a de sens que parce que l’esprit humain projette sur le flux phénoménal un cadre d’intelligibilité rationnel qui ordonne les données métrologiques selon des principes régulateurs préalables.

Cette armature néo-kantienne servit d’antidote à von Kries pour repousser les dérives du positivisme dogmatique représenté par Auguste Comte ou Ernst Mach. Il reprochait en particulier au phénoménisme d’Ernst Mach d’être incapable de rendre compte de la nécessité universelle des lois physiques en réduisant la science à une simple « économie de la pensée » ou à une simple description de faisceaux de sensations sans substance causale réelle. Von Kries défendait au contraire l’objectivité transcendantale des lois de la nature comme condition de possibilité indispensable de toute recherche empirique véritable.

9.2 La position de von Kries sur le problème corps-esprit

Face à la question lancinante du problème corps-esprit (le Leib-Seele-Problem), qui constituait l’un des débats les plus passionnés de la science allemande de la seconde moitié du XIXe siècle, von Kries adopta une position d’une remarquable subtilité philosophique, fuyant comme la peste les solutions simplistes du monisme matérialiste comme celles de l’idéalisme spéculatif.

D’une part, il rejetait catégoriquement le matérialisme éliminativiste ou réducteur qui prétendait que la pensée, les sentiments ou la conscience humaine ne sont que de simples « sécrétions du cerveau », à la manière dont le foie sécrète la bile (selon la fameuse formule provocatrice de Pierre-Jean-Georges Cabanis). Von Kries maintenait qu’il existe un gouffre qualitatif infranchissable entre un événement physique — qu’il s’agisse d’un potentiel d’action électrique se propageant le long d’un axone ou d’une réaction photochimique décolorant la rhodopsine — et un contenu de conscience subjectif tel que la sensation qualitative du rouge (le qualia de la philosophie moderne) ou la douleur vécue. Confondre le corrélat nerveux avec l’expérience subjective constituait à ses yeux une confusion ontologique élémentaire.

D’autre part, von Kries refusait tout autant le spiritualisme religieux ou le dualisme cartésien naïf des substances, qui postulaient une âme immatérielle venant magiquement court-circuiter les lois de conservation de l’énergie physique au sein des synapses nerveuses. Il adopta la position épistémologique du parallélisme psychophysique méthodologique :

• Les processus physiques du cerveau et les états subjectifs de la conscience doivent être appréhendés comme deux séries causales parallèles mais méthodologiquement étanches.
• Le devoir du physiologiste est de cartographier avec une rigueur absolue la correspondance fonctionnelle terme à terme entre chaque état neuronal et chaque état sensoriel, sans jamais prétendre dissoudre l’un dans l’autre.
• Cette posture impliquait une reconnaissance lucide et humble des limites intrinsèques du savoir physiologique : la science peut expliquer comment l’œil capte la lumière et comment le cortex décode les signaux de longueur d’onde, mais le fait même qu’il y ait une conscience perceptive qui fasse l’expérience de la lumière demeure un mystère transcendantal devant lequel le physiologiste doit s’incliner avec lucidité.

9.3 L’ouvrage philosophique tardif : Immanuel Kant und seine Bedeutung für die Naturforschung

L’aboutissement culminant des réflexions philosophiques de Johannes von Kries prit la forme d’un ouvrage magistral publié en 1924, à l’occasion du bicentenaire de la naissance du philosophe de Königsberg : Immanuel Kant und seine Bedeutung für die Naturforschung der Gegenwart (Immanuel Kant et sa signification pour les sciences de la nature contemporaines).

Dans ce livre de haute volée philosophique écrit au soir de sa vie, von Kries se livre à une exégèse approfondie de l’épistémologie kantienne à l’aune des révolutions scientifiques vertigineuses qui venaient de secouer le début du XXe siècle : l’avènement de la théorie de la relativité d’Albert Einstein, la découverte de la mécanique quantique par Max Planck et Niels Bohr, et l’essor de la géométrie non-euclidienne. Loin de s’enfermer dans un conservatisme doctrinal stérile, von Kries réexamine avec audace les concepts d’espace, de temps et de déterminisme causal :

Il soutient que, même si la physique einsteinienne a révélé que la structure géométrique spatio-temporelle de l’univers matériel peut être non-euclidienne et dépendante de la distribution des masses gravitationnelles, l’essence de la thèse transcendantale kantienne demeure totalement inébranlée : l’esprit humain a toujours impérativement besoin d’ordonner intuitivement les événements dans des cadres formels a priori d’extériorité spatiale et de succession temporelle pour que la moindre mesure physique puisse avoir un sens pour notre intellect.

Le livre s’achève sur un plaidoyer passionné pour la préservation d’un dialogue permanent et fraternel entre les sciences exactes de la nature et la philosophie critique. Von Kries met en garde la communauté scientifique du XXe siècle naissant contre le danger mortel de la déshumanisation technique et de l’hyper-spécialisation aveugle : un homme de science qui ne s’interroge pas sur la valeur, les limites et la nature logique des instruments intellectuels dont il fait usage cesse d’être un véritable savant (Gelehrter) pour n’être plus qu’un technicien d’atelier habile mais sans lumière. Ce testament épistémologique scella la réputation de von Kries comme l’un des plus authentiques philosophes-savants de la modernité germanique.

10. L’influence de Johannes von Kries sur Max Weber et les sciences sociales

10.1 La rencontre intellectuelle à Fribourg

L’un des chapitres les plus fascinants de l’histoire intellectuelle moderne réside dans le pont épistémologique secret mais capital qui relie la physiologie sensorielle et le calcul des probabilités de Johannes von Kries à la fondation de la sociologie compréhensive par Max Weber. Ce croisement fécond s’est noué au cours de la dernière décennie du XIXe siècle au sein du microcosme académique d’exception de l’Université de Fribourg-en-Brisgau.

En 1894, le jeune Max Weber, alors âgé d’une trentaine d’années, fut nommé à la chaire d’économie politique (Nationalökonomie) de Fribourg. Dès son arrivée, Weber s’intégra avec passion aux cercles de discussion interdisciplinaires animés par l’élite professorale badoise, où se côtoyaient historiens, juristes, philosophes néo-kantiens (comme Heinrich Rickert) et savants naturalistes d’exception. Au sein de cette communauté intellectuelle effervescente, von Kries faisait figure de monument scientifique vivant, respecté pour sa vaste culture humaniste et sa maîtrise des questions méthodologiques fondamentales.

Max Weber, qui cherchait alors désespérément à arracher l’économie politique et les sciences historiques aux impasses jumelles de l’historicisme descriptif sans méthode et du positivisme économique mécaniciste calqué sur la physique classique, lut avec une attention passionnée les ouvrages de von Kries, en particulier son traité de 1886 sur les principes du calcul des probabilités et ses écrits de 1888 sur la causalité adéquate. Weber découvrit dans les formulations du physiologiste fribourgeois l’armature logique exacte dont il avait besoin pour fonder la rigueur scientifique de l’explication causale dans les sciences de la culture.

10.2 L’emprunt wébérien de la causalité adéquate et de la possibilité objective

L’emprunt méthodologique direct de Max Weber à Johannes von Kries éclate au grand jour dans les essais méthodologiques fondamentaux publiés par Weber entre 1904 et 1906, notamment dans son célèbre article de 1906 intitulé Études critiques pour servir à la logique des sciences de la culture (Kritische Studien auf dem Gebiet der kulturwissenschaftlichen Logik). Weber y cite explicitement et abondamment von Kries, reconnaissant sans ambiguïté que sa propre méthodologie de l’imputation causale historique est dérivée directement des concepts de von Kries et de leur formulation juridique par von Bar et Rümelin.

Weber transpose l’appareil conceptuel de von Kries dans les sciences sociales au travers des deux notions sœurs :

• Le jugement de possibilité objective (objektive Möglichkeit) : Pour savoir quel rôle causal un événement historique spécifique a joué dans l’avènement d’une situation sociologique donnée (par exemple, le rôle de la victoire des Grecs à la bataille de Marathon sur l’éclosion de la civilisation rationnelle occidentale), l’historien doit réaliser une expérience de pensée contrefactuelle. Il doit isoler mentalement cette condition, se demander ce qui se serait objectivement produit selon les règles générales de l’expérience si les Perses avaient triomphé, et évaluer l’espace de possibilités (le Spielraum) ainsi engendré.
• La causalité adéquate historique : Si l’analyse théorique montre que la modification imaginaire de cette condition historique initiale aurait, selon le cours général des choses, conduit avec une forte probabilité objective à une trajectoire culturelle tout à fait différente (l’écrasement de la liberté politique athénienne et de la philosophie rationnelle sous une théocratie orientale), alors cette décision ou cet événement historique doit être qualifié de cause adéquate de notre modernité.

Grâce à la greffe conceptuelle opérée à partir de von Kries, Weber parvint à démontrer que l’histoire et la sociologie peuvent formuler des explications causales d’une rigueur absolue et vérifiable sans avoir besoin de postuler des « lois de l’histoire » déterministes et téléologiques comme celles prônées par le marxisme ou le positivisme comtien.

10.3 Conséquences pour l’épistémologie des sciences de la culture

Cette alliance conceptuelle improbable entre la physiologie fribourgeoise et la sociologie weberienne a eu des conséquences incalculables sur l’épistémologie moderne des sciences humaines et sociales. Johannes von Kries a fourni à Max Weber la clé pour dépasser la stérile querelle des méthodes (Methodenstreit) qui opposait les partisans d’une science sociale purement « explicative » (Erklären), mécanique et nomothétique, aux partisans d’une science humaine purement « compréhensive » (Verstehen), intuitive et idiographique.

En montrant que l’explication causale repose sur des jugements de possibilité objective et de causalité adéquate, von Kries a permis à la sociologie de devenir une science à la fois compréhensive et explicative. L’interprétation sociologique du sens visé par les acteurs humains (la compréhension subjective) sert à poser les hypothèses de base, lesquelles sont ensuite soumises au crible de l’imputation causale probabiliste rigoureuse (l’adéquation causale). Ce modèle d’intelligibilité a permis d’ériger la sociologie au rang de discipline scientifique rigoureuse dotée de critères d’administration de la preuve sans singer de façon grotesque le modèle de la physique classique.

L’héritage von-kriesien a ainsi infusé l’ensemble de la sociologie contemporaine, de l’économie néo-institutionnaliste à la sociologie analytique moderne (telle que développée par Raymond Boudon ou Peter Hedström), où l’analyse des mécanismes générateurs et le recours aux contrefactuels probabilistes continuent de mobiliser, souvent à l’insu de leurs auteurs contemporains, la grammaire logique conçue par Johannes von Kries dans son bureau de l’Institut de physiologie de Fribourg.

11. Débats contemporains, controverses et réception de l’œuvre de von Kries

11.1 Les controverses avec l’école phénoménologique et Ewald Hering

La trajectoire scientifique de Johannes von Kries ne fut pas un long fleuve tranquille exempt d’accrochages et de rivalités académiques intenses. La période 1880-1910 fut marquée par des controverses particulièrement acérées avec les partisans inconditionnels de la psychophysique phénoménologique menée par Ewald Hering et ses disciples. Même après la formulation de sa théorie unificatrice des zones (Zonentheorie), von Kries se trouva régulièrement la cible des foudres heringiennes, qui lui reprochaient de continuer à accorder un primat analytique trop exclusif aux mécanismes photochimiques périphériques et de trahir la pureté de la description phénoménologique de l’expérience sensorielle.

L’un des théâtres de confrontation les plus vifs concerna l’interprétation des contrastes simultanés et des images consécutives. Hering et ses élèves soutenaient que l’induction spatiale des couleurs (le fait qu’une surface grise entourée de rouge paraisse immédiatement verdâtre) résultait d’une interaction physiologique antagoniste directe au sein même de la substance nerveuse rétinienne, sans la moindre intervention de processus centraux de jugement. Von Kries, en digne disciple de Helmholtz, répliquait avec une rigueur expérimentale redoutable : il démontrait, par des expériences d’occlusion binoculaire et d’exposition tachistoscopique ultra-brève, qu’une large part de ces illusions de contraste ne s’épuise pas dans des réactions métaboliques rétiniennes locales, mais dépend d’opérations comparatives sous-corticales et corticales complexes.

Toutefois, ce qui força l’admiration de l’ensemble de la communauté scientifique internationale fut l’élégance intellectuelle et la probité sans faille avec lesquelles von Kries conduisit ces polémiques. Jamais il ne céda à l’invective personnelle ou aux attaques ad hominem qui polluent souvent les débats académiques. Il poussait au contraire la courtoisie scientifique jusqu’à répéter lui-même les expériences menées par ses détracteurs, améliorant leurs montages pour en tester scrupuleusement la validité avant de publier ses réfutations courtoises mais implacables, forçant ses rivaux les plus acharnés à reconnaître l’irréprochable droiture de son esprit de recherche.

11.2 Réception internationale en Europe et aux États-Unis

L’autorité de Johannes von Kries dépassa très tôt les frontières de l’Empire allemand pour s’étendre à l’ensemble du monde occidental. Dès la fin du XIXe siècle, ses mémoires fondamentaux étaient traduits, résumés et commentés dans les revues d’ophtalmologie, de psychologie et de physiologie les plus renommées de Grande-Bretagne, de France et des États-Unis, telles que le Journal of Physiology, Mind, la Revue Philosophique de la France et de l’Étranger ou le Psychological Review.

Aux États-Unis, son influence fut particulièrement fulgurante sur l’émergence de la psychologie scientifique américaine. Le fondateur du structuralisme américain à l’Université Cornell, Edward B. Titchener, considérait von Kries comme la référence indépassable de l’optique sensorielle et intégra massivement les protocoles fribourgeois dans son célèbre manuel d’expérimentation de laboratoire. De même, la brillante logicienne et psychologue américaine Christine Ladd-Franklin, qui passa de longs séjours dans les laboratoires allemands pour élaborer sa propre théorie évolutionniste de la vision des couleurs, entretint des correspondances nourries avec von Kries, débattant pied à pied de la séquence phylogénétique de l’apparition des photorécepteurs rétiniens.

En France, les travaux de von Kries sur le temps de réaction et l’adaptation à l’obscurité furent salués et commentés par des savants tels qu’Alfred Binet, Henri Piéron et Théodule Ribot, qui voyaient en lui le modèle accompli du physiologiste philosophe capable d’éviter les caricatures du physicalisme grossier. Au début du XXe siècle, Johannes von Kries était universellement consacré, aux côtés de Theodor Leber et d’Ewald Hering, comme l’un des trois membres du triumvirat régnant de la physiologie sensorielle européenne, consulté par les gouvernements et les institutions internationales pour toutes les questions touchant à la normalisation de la vision et de la perception humaine.

11.3 L’édition du Traité d’optique physiologique de Helmholtz

Le couronnement définitif de la carrière académique de Johannes von Kries intervint lorsqu’il fut choisi par la Société allemande d’ophtalmologie et la communauté scientifique pour assumer la responsabilité éditoriale suprême : la direction et la refonte de la troisième édition allemande monumentale du Handbuch der physiologischen Optik (Manuel d’optique physiologique) d’Hermann von Helmholtz, publiée entre 1909 et 1911 (quinze ans après la mort du maître fondateur).

La tâche était titanesque : l’ouvrage de Helmholtz, bien que génial, datait pour l’essentiel de la fin des années 1860 et se trouvait largement dépassé sur le plan des découvertes histologiques, de la photochimie de la pourpre rétinienne et de la psychophysique moderne. Von Kries fut chargé de réviser les sections capitales relatives aux sensations visuelles et à la vision des couleurs (aux côtés d’Alvar Gullstrand pour la dioptrique oculaire et de Willibald Nagel pour les sens généraux). Loin de se contenter de simples corrections de coquilles typographiques, von Kries rédigea des appendices volumineux, représentant des centaines de pages d’une densité scientifique et épistémologique extraordinaire.

Dans ces célèbres appendices à l’œuvre de Helmholtz, von Kries opéra la grande synthèse de sa vie :

• Il y exposa de manière exhaustive et unifiée sa théorie de la duplicité rétinienne (Duplizitätstheorie), adossée à l’ensemble des données histologiques et biochimiques mondiales accumulées depuis Schultze.
• Il y formalisa définitivement sa théorie des zones (Zonentheorie), établissant le pont définitif entre la capture trichromatique helkholtzienne et le codage antagoniste heringien.
• Il y présenta la formulation la plus accomplie de sa loi du coefficient d’adaptation chromatique, complétée par un examen rigoureux des théories mathématiques de la photométrie hétérochrome.

Cette monumentale troisième édition du traité de Helmholtz, traduite plus tard en anglais par l’Optical Society of America sous la direction de James P. C. Southall, devint la « bible universelle » de l’optique visuelle du XXe siècle. En y apposant sa marque magistrale, von Kries cimenta son statut historique d’architecte suprême de la science de la vision pour les générations futures.

12. L’héritage durable de Johannes von Kries dans les sciences cognitives et la psychophysiologie moderne

12.1 Pérennité du modèle en neurosciences de la vision

L’un des destins les plus remarquables des grandes théories scientifiques est d’être d’abord contestées, puis acceptées comme de simples hypothèses de travail, avant de recevoir un demi-siècle plus tard la confirmation matérielle directe que leurs inventeurs ne pouvaient qu’espérer avec les moyens techniques limités de leur époque. C’est précisément l’histoire triomphale qui est arrivée aux intuitions physiologiques de Johannes von Kries au cours de la révolution neuroscientifique de la seconde moitié du XXe siècle.

Lorsque les techniques modernes de micro-électrodes intracellulaires, d’électrophysiologie unitaire et de spectrophotométrie microspectrale furent introduites dans les années 1950 et 1960 par des chercheurs tels que Ragnar Granit, George Wald (tous deux lauréats du prix Nobel), William Rushton ou Gunnar Svaetichin, le modèle des zones de von Kries fut vérifié de manière littérale et spectaculaire :

• Au niveau périphérique de la membrane des photorécepteurs, la spectrophotométrie confirma l’existence de trois pigments photosensibles distincts dans trois types de cônes humains (les iodopsines ou opsines L, M et S sensibles au rouge, au vert et au bleu), validant sans réserve la première zone trichromatique postulée par Helmholtz et von Kries.
• Quelques micromètres plus en profondeur, au niveau des cellules bipolaires, des cellules horizontales et surtout des cellules ganglionnaires de la rétine et des couches du corps genouillé latéral (CGL) du thalamus, les enregistrements électrophysiologiques de Russell De Valois révélèrent des neurones à organisation champ récepteur antagoniste opposant le rouge au vert, le jaune au bleu et le noir au blanc. La deuxième zone neuronale opposante prédite par von Kries n’était plus une vue de l’esprit, mais une réalité anatomique câblée dans le tissu nerveux des primates !

De même, la découverte moderne des voies visuelles magnocellulaires (spécialisées dans la sensibilité au contraste achromatique, le mouvement et la vision crépusculaire) et parvocellulaires (dédiées à la haute acuité spatiale et à l’analyse chromatique fine) a offert un substrat neuroanatomique étagé à la distinction fondamentale entre système scotopique et système photopique établie par la théorie de la duplicité de von Kries. Les neurosciences de la vision contemporaines ne font, pour une large part, qu’écrire dans la grammaire de la biologie moléculaire et de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) les chapitres que von Kries avait magistralement écrits avec les outils de la psychophysique classique.

12.2 Applications en intelligence artificielle, vision par ordinateur et informatique graphique

L’héritage intellectuel de Johannes von Kries ne se cantonne pas aux laboratoires de biologie médicale ; il irrigue désormais le cœur battant de la civilisation numérique. L’essor fulgurant de la vision par ordinateur (computer vision), de l’intelligence artificielle appliquée à la reconnaissance des formes, de l’imagerie biomédicale et des moteurs de rendu graphique réaliste au cinéma ou dans les jeux vidéo repose massivement sur les équations et les principes régulateurs formulés par le savant prussien à la fin du XIXe siècle.

Le problème canonique de l’extraction de la couleur invariable d’un objet sous un éclairage inconnu ou changeant — ce que les informaticiens appellent le problème de l’adaptation chromatique (chromatic adaptation transform ou CAT) — est résolu dans tous les systèmes d’exploitation contemporains par la famille des transformations de von Kries. Ces algorithmes projettent les coordonnées colorimétriques de l’espace colorimétrique d’entrée (comme sRGB ou CIE XYZ) vers un espace de cônes sensoriels équivalents (l’espace LMS), appliquent une matrice de mise à l’échelle diagonale des coefficients adaptatifs selon la formule von-kriesienne originelle :

$$\begin{\bmatrix} L’ \ M’ \ S’ \end{\bmatrix} = \begin{\bmatrix} k_L & 0 & 0 \ 0 & k_M & 0 \ 0 & 0 & k_S \end{\bmatrix} \begin{\bmatrix} L \ M \ S \end{\bmatrix}$$

puis reprojettent les valeurs transformées vers l’espace de sortie. Sans cette correction matricielle de von Kries, aucune caméra de smartphone ne pourrait capturer des photographies aux teintes naturelles lors du passage d’une pièce éclairée par des néons à la lumière crépusculaire extérieure, et aucun véhicule autonome ne pourrait interpréter avec fiabilité les couleurs des panneaux de signalisation routière sous des météos changeantes.

De surcroît, les algorithmes de compression d’image moderne (comme la norme JPEG, les flux vidéo MPEG-4 AVC ou HEVC) qui séparent l’information visuelle en un canal de luminance à haute résolution ($Y$) et deux canaux de chrominance différentielle à plus faible résolution spatiale ($Cb$ et $Cr$) constituent la réplique informatique exacte du modèle fonctionnel des zones imaginé par von Kries. En exploitant la séparation fonctionnelle entre les canaux de luminance et les canaux chromatiques opposants pour éliminer la redondance des données, l’ingénierie moderne des télécommunications applique quotidiennement les leçons de psychophysique délivrées par l’Institut de physiologie de Fribourg.

12.3 Bilan d’un polymathe moderne au carrefour de la science et de l’esprit

Au terme de cette vaste traversée de l’existence et de l’œuvre monumentale de Johannes von Kries (1853-1928), se dégage la silhouette imposante de ce qu’il convient de qualifier d’authentique polymathe moderne. Dans une époque où la science occidentale choisissait le parti de la fragmentation disciplinaire, de l’émiettement hyper-technique et de l’oubli délibéré des interrogations philosophiques ultimes, von Kries a prouvé avec éclat qu’un esprit peut culminer au sommet de la précision expérimentale tout en conversant avec les plus grandes pensées métaphysiques de l’humanité.

Médecin capable de disséquer avec les doigts d’or du microchirurgien la rétine ou le nerf musculaire, physicien capable de formuler les équations différentielles de la dynamique des ondes sanguines pulsatiles, mathématicien pionnier de la théorie de la mesure et du calcul logique des probabilités, philosophe néo-kantien d’une lucidité épistémologique exemplaire, et théoricien de la causalité dont les concepts sont devenus les fondations normatives du droit civil moderne et de la sociologie de Max Weber : la trajectoire de Johannes von Kries défie les classements académiques ordinaires.

Sa leçon méthodologique pérenne réside dans l’avertissement permanent qu’il a légué aux générations futures de chercheurs : l’empirisme sans théorie est aveugle, mais la spéculation logique sans ancrage dans les contraintes matérielles du vivant est vide. En montrant que l’étude des organes de nos sens n’est rien d’autre que l’étude de l’appareil par lequel le monde phénoménal prend forme et devient pensable pour l’esprit humain, Johannes von Kries a conféré à la physiologie générale la dignité architectonique d’une propédeutique indispensable à la philosophie de l’esprit. Son nom demeure, pour quiconque refuse les facilités du réductionnisme vulgaire, le phare intellectuel d’une science exigeante, humble et universelle.

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