Relativité restreinte

“ Son développement a été poursuivi, principalement par M. Einstein, avec une admirable continuité de pensée, en deux étapes principales : celle de la relativité restreinte de 1905 à 1912 et depuis 1912 celle de la relativité généralisée. La nouveauté et quelquefois l’étrangeté des conceptions auxquelles elle conduit rend particulièrement difficile sa pleine intelligence, mais son importance justifie largement l’effort qu’elle peut demander. ”

“ Le principe de relativité, sous la forme restreinte comme sous la forme plus générale que nous examinerons tout à l’heure, n’est donc, au fond, que l’affirmation de l’existence d’une réalité indépendante des systèmes de référence en mouvement les uns par rapport aux autres à partir desquels nous en observons des perspectives changeantes. ”

“ Comme on l’a dit, il y a des cas où il est plus facile d’apprendre les mathématiques que de s’en passer. J’ai cherché seulement à indiquer ici les idées essentielles, sans entrer dans le détail de calculs souvent très longs ; d’ailleurs la première théorie de la relativité (relativité restreinte d’Einstein) n’exige que les éléments des mathématiques.
I. 5.Dans la vie courante, l’homme n’éprouve pas la moindre difficulté en ce qui concerne l’espace et le temps. Il croit avoir une conception très nette d’un espace absolu à travers lequel se meuvent les corps. ”

“ Relativisme. — Controverse antidogmatique et symbolo-Udéiste sur la foi : 11, 49-07 — Morales subjectivistes : 1917-26. — Morale sociologique : îv, 1446-70. — Relativisme et le modernisme : ni 650-i. — Voir Idéalisme ; Immanence (Doctrine) ; Immanence (Méthode) ; Intellectualisme ; Kant ; Pensée (Libre) ; Relativité.
Relativité. — Article (L. Pouquet) : iv, 822-57.
— Le principe de la relativité. L’éther et la vitesse de la lumière. 1°. La relativité restreinte. Définition du temps propre et de la longueur propre. L’intervalle d’univers et son invariance. ”

“ La théorie de la relativité, bien qu’elle ait commencé par jeter un certain trouble dans les notions traditionnelles de temps et d’espace s’est, en fin de compte, comportée comme le couronnement de l’édifice de la physique classique. ”

“ Le principe de relativité, accepté ou repoussé, sépare du réalisme la méthode de la réalité. D’après ce principe, la nature de l’esprit est telle, que nulle connaissance ne peut être atteinte et formulée, et par conséquent nulle existence réelle conçue, autrement qu’à l’aide de ses relations, et, en elle-même, comme un système de relations. ”

“ Ainsi donc, la théorie de la relativité, si souvent mal comprise, non seulement n’a pas supprimé l’absolu, mais encore elle a fait ressortir mieux que jamais combien la physique est liée à un monde extérieur absolu. ”

“ Rappelons-nous, en effet, que la théorie de la relativité a abouti à la découverte de la valeur absolue de l’énergie. C’est être bien superficiel que de s’en tenir, sans plus, à la nécessité d’introduire le temps et l’espace dans le domaine du relatif, sans se demander où peut mener un pareil changement. ”

“ De même, les vaines tentatives faites en vue de mesurer le mouvement absolu de la terre, sont au point de départ de la théorie de la relativité. La recherche expérimentale et la recherche théorique sont donc inséparablement unies l’une à l’autre et aucun progrès de l’une n’est concevable sans un progrès correspondant de l’autre. ”

“ On a dit que la relativité ne peut être qu'une notion découlant de connaissances mathématiques transcendantes, qu'une conception purement mathématique de l'Univers, impossible à traduire en termes simples, inaccessible au psychisme moyen de l'homme. ”

“ Et effectivement, à tout prendre, pour révolutionnaire qu’ait paru être la théorie de la relativité au moment de son apparition, il n’en est pas moins vrai que les coups qu’elle a portés n’étaient nullement dirigés contre les grandes lois bien établies de la physique, mais contre certaines opinions profondément enracinées, il est vrai, par suite d’une longue habitude. ”

“ Si tout cela est vrai, — et nul ne contestera que cela ne soit vrai, — nous devons logiquement conclure que la théorie de la Relativité est la seule donnant une représentation et une explication complètes des faits connus, et qui ait permis d’aller plus loin encore en prévoyant des phénomènes nouveaux. ”

“ Pour la théorie de la relativité, en raison de l’arbitraire inhérent au choix du système de référence et du système de mesure, il convient de donner, en quelque façon, à ces notions un caractère seulement relatif, et c’est là, sans doute, une idée qui touche au tréfonds de notre connaissance en physique. Mais, si l’espace et le temps perdent leur caractère d’absolu, ce dernier n’est pas le moins du monde expulsé de l’univers. ”

“ Voilà pourquoi l’antériorité inconcevable, absurde du mouvement, trouve une confirmation dans les nouveaux rapports établis par la Relativité généralisée entre l’espace-temps-matière et les champs de gravitation. Le mouvement cesse et tout contenant s’évanouit. Le mouvement est son propre lieu (relatif) ; qu’il s’agisse d’hier, d’aujourd’hui ou de demain, ce que nous appelons notre pensée retombe toujours dans la même préexistence du mouvement en coexistence avec la chose dans le Rien. ”

“ Aujourd’hui les esprits ont retrouvé un peu de calme et personne n’en éprouve une satisfaction plus sincère que l’auteur de la théorie lui-même. Le grand public s’est blasé et la mode s’est emparée d’autres sujets de discussion. Il faudrait bien, cependant, se garder d’en conclure que la théorie de la relativité ne joue plus aucun rôle dans la science : c’est exactement le contraire qui est la vérité. La théorie est devenue une pièce tellement essentielle de la construction de l’univers, aux yeux de la physique moderne, qu’on éprouve de moins en moins le besoin de la mentionner. ”

“ Je n’en vois pas d’autre que celle-ci ; le quantum d’action que l’on voit reparaître toujours avec la même valeur (6,54.10−27 ergs-seconde [40] ) à propos des phénomènes les plus divers, est une grandeur qui a conquis pleinement le droit de cité parmi les constantes universelles et il est assez curieux de constater qu’au moment où l’idée de relativité se répand et connaît un succès vraiment triomphal, la nature révèle l’existence d’un absolu là où l’on s’y serait le moins attendu. ”

“ Les équations de la théorie de la relativité générale permettent de montrer que cette réduction totale de l’inertie à l’action réciproque entre les masses — comme l’a demandé par exemple E. Mach — n’est possible que si l’Univers est spatialement fini. ”

“ Le célèbre physicien vient, récemment, de fondre en une seule les deux qualités primitives qu’il avait dû conserver dans sa doctrine de relativité : la gravitation cause de tout mouvement et base de la mécanique d’une part, l’électromagnétisme fondement de l’optique, ainsi que des phénomènes d’électricité et de chaleur d’autre part. Grâce à une construction de l’espace différente de toutes celles qu’il avait imaginées jusqu’ici, il parvient à exprimer, par les mêmes formules mathématiques, changements et lois tant du champ électromagnétique que du champ de gravitation. ”

“ Mais si notre système est l’univers entier, l’expérience est impuissante à nous renseigner sur sa position et son orientation absolues dans l’espace. Tout ce que nos instruments, si perfectionnés qu’ils soient, pourront nous faire connaître, ce sera l’état des diverses parties de l’univers et leurs distances mutuelles.
De sorte que notre loi de relativité pourra s’énoncer ainsi :
Les lectures que nous pourrons faire sur nos instruments, à un instant quelconque, dépendront seulement des lectures que nous aurions pu faire sur ces mêmes instruments à l’instant initial. ”

“ Quand on rencontre dans la nature des identités de ce genre, des faits aussi singuliers, il est naturel de chercher à les élucider autrement que par une bien invraisemblable et fortuite coïncidence. C’est pourtant à quoi s’était résigné Newton. C’est à quoi ne s’est pas résigné Einstein, et son étonnante pénétration a trouvé la solution de l’énigme dans la théorie de la Relativité généralisée, qui réunit en une synthèse grandiose et unique ces domaines entre lesquels la science classique maintenait une injustifiable barrière : la gravitation et la mécanique. ”

“ Le mouvement d’un point matériel libre dans cet Univers et la trajectoire d’un rayon lumineux sont déterminés d’autre part, dès que l’on connaît la distribution du champ de gravitation, par les lois générales de la mécanique et de l’optique conformes au principe de relativité généralisé. ”

“ L'espace des relativistes, c'est un milieu où la masse d'un corps dépend exclusivement de la présence et de la situation relative des autres corps dans l'univers, où le mouvement est conçu aussi comme dépendant de l'état local de l'univers spatio-temporel. L'espace des relativistes c'est un espace à rides, une ride représentant l'action gravitationnelle exercée par uné masse. En un mot, ce qui caractérise essentiellement l'espace de la théorie de la relativité, c'est qu'il est foncièrement hétérogène. ”

“ Il est aisé de voir que cette crainte est vaine ; en effet, pour qu’on puisse appliquer la loi de relativité en toute rigueur, il faut l’appliquer à l’univers entier. Car si on considérait seulement une partie de cet univers, et si la position absolue de cette partie venait à varier, les distances aux autres corps de l’univers varieraient également, leur influence sur la partie de l’univers envisagée pourrait par conséquent augmenter ou diminuer, ce qui pourrait modifier les lois des phénomènes qui s’y passent. ”

“ Toute la synthèse de la théorie de la relativité est fondée sur cette conception brillamment vérifiée, comme on sait, dans ses conséquences, que l’Univers réel n’est à peu près euclidien que dans les régions de l’espace éloignées des masses gravitantes, et que partout où il y a de la matière, celle-ci modifie le caractère géométrique de l’espace, et apparente celui-ci à la géométrie de Riemann. ”

“ C’est en partant de l’espace et du temps absolus, que s’est peu à peu édifiée la physique moderne. D’après les principes mêmes qui sont à la base de notre Dynamique, aucune expérience mécanique, à laquelle sont étrangers les corps extérieurs, effectuée dans un système animé par rapport à l’espace absolu d’un mouvement de translation rectiligne et uniforme, ne permet à un observateur entraîné avec ce système de mettre le mouvement de celui-ci en évidence ; c’est un principe de relativité. ”

“ Mais le sacrifice qui est ainsi demandé à notre intuition est insignifiant et quasi nul si on le compare aux avantages inestimables qu’il a procurés, parce qu’il rend possible une synthèse de l’univers d’une simplicité et d’une amplitude vraiment grandioses.
Si quelqu’un ne pouvait, malgré tout, s’empêcher de soupçonner la théorie de la relativité de comporter quelque contradiction interne, nous lui ferions remarquer qu’une théorie dont tout le contenu peut tenir en une formule mathématique ne peut pas se contredire elle-même, pas plus que ne le peuvent deux conséquences de la même formule. ”

“ Les théories de la relativité ont donc pour elles la très forte présomption que constitue leur succès à cette sorte de concours ouvert depuis Newton. C’est, pour le profane qui ne peut entrer dans la discussion, un élément important de conviction. ”

“ Or, il est facile de montrer que le principe de relativité, joint au principe de conservation de l’énergie, fournissent, quand on admet la cinématique de Galilée, toutes les lois fondamentales de la mécanique rationnelle, en particulier la conservation de la masse, introduite d’ordinaire comme un postulat indépendant, et celle de la conservation de la quantité de mouvement. ”

“ Avec M. Le Bon lui-même, je demande à réserver la part inévitable de l’inconnu jusque dans ce que nous croyons connaître, comme la rencontre de Newton et d’Einstein semble nous y inviter. Le chercheur suit la loi de son élan. La critique positive remettra dans le droit chemin quiconque aurait voulu trop prouver. Grandeur et faiblesse d’un organisme de relativité dont le fonctionnement ne peut être que d’ignorances éclairées. ”

“ Si la théorie de la relativité a été adoptée, c'est parce qu'elle apportait une réponse à un doute, parce qu'elle permettait un échange de pensées plus rigoureux. En nous obligeant à nous rendre compte du lien qui nous attache à un coin du monde, elle nous propose en même temps le moyen d'offrir à une infinité de consciences le contenu de ce que nous y observons. ”

“ La philosophie de l’Inconditionné, si nous réunissons sous ce nom les doctrines, d’ailleurs diverses, qui n’admettent pas le principe de relativité, fait valoir les raisons suivantes :
La série des phénomènes, conditionnés les uns par les autres, dont se compose le monde, doit se terminer à quelque chose qui n’implique de relation à rien. ”

“ De même qu’en géométrie et en mécanique on a pu constituer, pour traduire de manière intrinsèque et complète l’invariance des lois par rapport aux systèmes de référence, un langage qui affirme l’existence d’une réalité nouvelle et plus haute, le principe général de relativité nous conduit à chercher une forme d’énoncé des lois de l’univers faisant intervenir uniquement des grandeurs invariantes, des grandeurs mesurées de la même manière par tous les groupes d’observateurs. ”

“ Cette opposition porte, comme pour les dilemmes de l’inconditionné et de la substance, sur l’affirmation ou la négation du principe de relativité comme règle de la raison. Seulement ce principe était directement en cause, en ses propres termes, dans les précédents dilemmes ; il est en cause ici par l’intermédiaire du principe de contradiction, qui est lui-même la règle de l’accord ou du désaccord des relations touchant un même sujet. Le réalisme infinitiste est l’application principale des doctrines qui n’acceptent pas l’empire de la logique pour la définition de la réalité. ”