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Le problème devenait intéressant au point de vue philosophique même allait-on être obligé, par des théories scientifiques basées sur l'expérimentation, de rétablir le mouvement absolu des vieux scolastiques ?

III. Historique de la question (suite)

Les expériences sur les mouvements
par rapport a l'éther. Leur explication

Des expériences furent instituées : il fallait qu'elles fussent extrèmement précises, car il s'agissait de déceler le mouvement de la terre (30 kilomètres à la seconde par rapport au système solaire) au moyen de mesures portant sur la vitesse de la lumière ou des ondes électromagnétiques (300.000 kilomètres à la seconde). Ce n'est qu'au moyen d'artifices très ingénieux qu'on réalisa des expériences de cette

sorte.

Le dispositif le plus célèbre est celui de Michelson et Morley; extrêmement précis, surtout sous sa dernière forme, il aurait dû (d'après les calculs de l'ancienne théorie) mettre en évidence la vitesse de la terre par rapport à l'éther, même si celle-ci avait été beaucoup plus petite que celle qu'on présumait. Or, on trouva zéro (1) et ceci quelle que fût la position de

(1) Exactement, on trouva des résultats très faibles, de l'ordre des erreurs d'expérience, ce qui, au point de vue scientifique, a la même signification.

On ne peut donner ici une théorie de l'expérience de Michelson, qui nous entraînerait dans trop de calculs (de même, plus loin, pour le phénomène de l'aberration); les interprétations mathé

la terre sur son orbite (or la vitesse de la terre change de direction suivant cette position) et les circonstances extérieures. La conclusion qui semblait s'imposer était la suivante : l'éther était entraîné par la terre.

Or cette conclusion était impossible, en vertu d'expériences antérieures de Fresnel et de Fizeau, qui avaient établi l'entraînement partiel de l'éther par la matière d'après ces expériences, l'éther n'était entraîné que partiellement, et dans une mesure qui dépendait de l'indice de réfraction de la matière considérée l'indice de réfraction de l'air étant extrêmement voisin de celui du vide, l'entraînement de l'éther par l'air devait être pratiquement nul.

La théorie de Fresnel était basée sur le phénomène de l'aberration (en vertu duquel nous voyons les étoiles en des points du ciel légèrement différents de ceux où nous devrions les voir, de sorte qu'elles semblent se déplacer périodiquement sur la sphère céleste, suivant de petites ellipses); l'expérience de Fizeau consistait à comparer directement la vitesse de la lumière dans un fluide au repos et dans le même fluide en mouvement; or, toutes les observations avaient vérifié la formule donnée par Fresnel pour l'entraînement partiel.

Comment en sortir? Fitzgerald et Lorentz imaginèrent une hypothèse qui était la suivante : les corps. en mouvement par rapport à l'éther se trouvaient, par le fait même, contractés dans le sens de leur mouvement, d'une certaine quantité dépendant de la vitesse

matiques de ces expériences sont d'ailleurs classiques et n'offrent pas de sujets de discussion. On les voit dans tous les livres sur la Relativité, y compris l'ouvrage philosophique de M. Bergson,

(mais non de la nature du corps). De combien ? Exactement de la quantité qu'il faut pour expliquer qu'on ne décèle pas leur mouvement par des expériences (1). « C'est invraisemblable, mais tout se passe comme s'il en était ainsi », auraient-ils pu répondre aux critiques...

Dans ses livres : « la Science et l'Hypothèse » (1902), << la Valeur de la Science » (1905), « Science et Méthode >> (1908), M. Poincaré a interprété les résultats de ces expériences en y voyant une victoire du principe de relativité : « Toutes les tentatives faites pour mesurer la vitesse de la terre par rapport à l'éther ont abouti à des résultats négatifs. Cette fois, la Physique expérimentale a été plus fidèle aux principes que la Physique mathématique... l'expérience s'est obstinée à confirmer le principe de Relativité » (la Valeur de la Science). Ainsi le grand philosophe et savant voyait dans les « résultats négatifs » des expériences une conséquence du principe de relativité, appliqué à l'éther lui-même...

D'autre part la théorie de l'électromagnétisme, de Maxwell, apportait à cette idée une confirmation bien plus convaincante encore que l'expérience de Michelson les équations établies par Maxwell pour rendre compte des phénomènes électromagnétiques impliquent l'isotropie de la propagation des ondes électromagnétiques (c'est-à-dire que la vitesse de ces

(1) Le calcul, en partant de ces bases, montre que les corps sont alors contractés dans la proportion

1

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v étant la

vitesse d'un système par rapport à l'autre, et c la vitesse de la

lumière,

ondes est la même dans toutes les directions). Or ces lois ont été vérifiées d'une manière extrêmement précise dans nombre de leurs conséquences; d'autre part elles ont été vérifiées à toutes les époques de l'année, malgré le changement de direction du mouvement de la terre; et leur invariance suivant la vitesse de la terre implique même que la vitesse des ondes électromagnétiques (la même que celle de la lumière, nous le savons) est une constante universelle.

Einstein a été le premier à donner de ces résultats une explication rationnelle complète : il part de cette idée: Le principe de relativité s'applique à la propagation de la lumière et des ondes électromagnétiques. Il en résulte que l'éther, au lieu d'être immobile par rapport à un système de référence bien déterminé, peut être considéré comme immobile par rapport à n'importe quel système de Galilée.

Ces résultats semblent extraordinaires au premier abord; on se demande vraiment si leur énoncé ne conduit pas à des absurdités ou à des contradictions... Non, car les mathématiques, ce prolongement précis de la logique des philosophes-nous en montrent la parfaite possibilité, grâce aux formules de transformation « de Lorentz (1)». Mais ils exigent des notions auxquelles on est très peu habitué, à ce point qu'elles choquent encore le plus grand nombre, et sur lesquelles il faut insister.

(1) Ces formules ont été établies par Lorentz (l'auteur de l'hypothèse de la « contraction) pour la transformation des équations de Maxwell, quand on passe d'un système de référence à un autre (de Galilée).

IV.

Le temps d'après les idées anciennes et d'après Einstein.

La durée

Les formules de transformation de Lorentz montrent qu'entre deux évènements déterminés le temps écoulé dépend du système de référence adopté. C'est Einstein qui a eu l'immense mérite d'analyser la signification précise de cette variable [le temps] introduite dans les équations, et de montrer qu'ell n'est autre que le temps mesuré par nos instruments de mesure (nos horloges)..

Alors, le Temps, dont nous avons une notion toutà-fait première, semble-t-il, pourrait être variable d'un observateur à l'autre, suivant leur vitesse ? Estce possible? Il semble bien que le Temps soit, par nature, universel, absolu... Si deux observateurs trouvent des nombres différents pour le temps écoulé entre deux évènements, n'est-ce pas que l'un des deux, au moins, se trompe ?

Eh, bien, voyons la chose de plus près l'idée de Temps comprend, en effet, l'idée de durée et celle de simultanéité.

L'idée de durée nous est naturelle, mais nous apprécions difficilement d'une manière précise l'égalité de deux durées ; pour nous fixer, il nous faut des instruments de mesure. Les instruments de mesure des durées sont les horloges, dont le fonctionnement est basé sur l'idée suivante, conséquence du principe de raison suffisante : « Si on répète dans des conditions strictement semblables des phénomènes analogues, leurs durées sont les mêmes, » On ne peut pas réaliser

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