LES HYPOTHÈSES TRADITIONNELLES

Il est bien difficile, avouons-le, de parler en bloc de la physique traditionnelle et de ses opinions touchant l’espace et le temps. Elle ne constitue pas en effet une théorie unique, achevée, exhaustive. Elle parle le langage des actions à distance pour la gravitation ou les actions électrostatiques, celui des propagations pour l’électromagnétisme en général; mais elle admet que le premier ne représente qu’un aspect superficiel des phénomènes. D'autre part, nous attacherons-nous aux hypothèses figuratives Communément admises ? Alors il n’est pas douteux que la plupart des physiciens acceptaient un espace matériel, sous le nom d’éther ou de milieu gravifique. Ne retiendrons-nous au contraire que les équations abstraites et leurs conséquences expérimentales ? Maïs celles qui intéressent, par exemple, le mouvement absolu ne correspondent en général qu’à des expériences théoriques, portant sur des phénomènes isolés de toute influence, sans que nous sachions si, même en ce cas, la théorie tient compte de toutes les actions possibles. C’est dire que l’expérience concrète risque d’être inadéquate et non cruciale. Essayons cependant de préciser les hypothèses ordinaires.

Attachons-nous d’abord au premier aspect des choses : celui qui fait d’absolu un synonyme d’invariant. Considérons deux systèmes de référence équivalents, par exemple deux systèmes en translation uniforme relative. Le passage de l’un à l’autre conserve des invariants géométriques : en mécanique classique, l’intervalle spatial de deux événements simultanés, l’intervalle temporel de deux événements proches ou éloignés l’un de l’autre, la masse d’un corps sont des absolus. En mécanique relativiste, l'intervalle d’espace-temps, là charge, l’ordre de succession de deux événements appartenant à une même trajectoire réelle sont aussi « absolus ». Il faut observer d’ailleurs que, dans la mesure où les grandeurs sont ainsi absolues, il est impossible de caractériser un système privilégié, d'introduire un repérage -et des mesures absolus au premier sens du mot.

Or, il convient de signaler, dans la physique classique, une méthode d'analyse des phénomènes tout à fait caractéristique, fondée sur la considération des invariants, et qui s'oppose à celle des relativistes; nous la nommerons : méthode des définitions absolues.

Les phénomènes changent d'apparence suivant le système d'observation auquel ils sont rapportés, cela est un fait. Aïnsi la hauteur d’un son, la fréquence d’une radiation varient suivant l’état de mouvement de l’observateur. Mais il est possible d’inventer des phénomènes théoriques tels qu’ils soient invariants dans tous les systèmes de référence et que tout changement d'apparence résulte d’une complication du phénomène, de l'introduction d’un effet complémentaire, qui se superpose au premier, mais ne le transforme pas. Ainsi les dimensions ou la masse d’un corps, la durée d’un mouvement, la valeur d’une charge électrique, l’intensité d’un courant ne changent pas suivant le système de référence dans lequel”

elles sont mesurées. En un mot, le passage d’un système d’apparences à un autre a lieu par complication et composition d'effets, non par transformation.

Ceci nous oblige à séparer les changements de systèmes de référence des changements de coordonnées. En effet, la valeur d’une grandeur varie avec les unités employées, sans que nous songions à dire que la grandeur ellemême a changé. S’il me plaît de repérer l’espace en coordonnées polaires, la loi d'inertie prendra une forme plus compliquée, qui rentrera bien dans, l'expression abstraite : suivre une ligne droite avec une vitesse constante, — mais c’est l'expression analytique de la ligne droite qui changera d’une manière d’ailleurs parfaitement déterminée, covariante. Nous réserverons le mot : changement de système de référence au passage de mesures effectuées dans un certain système à des mesures faites par les mêmes procédés. dans un autre système, mobile par rapport au premier. Ainsi un observateur placé sur un navire peut apprécier les mêmes événements qu’un observateur de terre ferme. Dans un tel changement, nous aurons affaire à deux sortes de grandeurs : les unes seraient complètement invariantes, ainsi la grandeur d’un segment, et toutes les propriétés individuelles d’un corps; les autres seront complétées, et par là modifiées : à la distance d’un point par rapport à une origine mobile s’ajoutera celle même de cette origine par rapport à une origine fixe, à la vitesse relative s’ajoutera la vitesse d'entraînement ; la hauteur d’un son, la fréquence d’une radiation varieront. Nous dirons, en ce cas, que le phénomène mesuré n’est pas le même, et qu’une circonstance nouvelle est intervenue.

Cette règle de séparation des phénomènes s’est montrée extrêmement. commode. Philosophiquement, elle ne se fonde pas sur une analyse bien convaincante. Dans un changement de coordonnées, dira-t-on, nous voyons clairement que l’objet mesuré est identiquement le même. Au contraire, dans un changement de système de référence, il en est autrement. Le mouvement du corps peut provoquer des actions adventices, si bien que nous croyons mesurer la même chose quand nous mesurons deux choses différentes, auxquelles nous donnons le même nom parce que l’une détermine l’autre. Et nous voyons renaître ici l'opposition des qualités. premières et des qualités secondes. Un son semble conserver son unité quel que soit le système où il est entendu, maïs c’est que nous avons là une apparence seconde : l’unité de la sensation recouvre une multiplicité objective, une différence objective; nous avons affaire non pas à une chose saisie dans deux systèmes mais à deux images. Au contraire, quand nous mesurons une grandeur géométrique, nous avons prise sur la chose ellemême, qui naturellement est unique; les mesures correspondantes doivent donc coïncider. Les qualités premières ont des mesures absolues.

L’inconvénient de tout ce raisonnement, c’est d’abord qu’il est peu raisonnable d’étendre aux durées, aux masses, aux charges, ces propriétés. des qualités premières.

C’est aussi que cette analyse ne repose sur aucun fondement objectif. La vue ou le toucher ne nous donnent pas plus la substance des objets que le son ou l’odorat, nous ne sommes jamais en face que d’apparences sensibles. Mesurer une grandeur dans un système nouveau, c’est faire une nouvelle expérience, déterminée par l’ancienne, sans que nous sachions pourtant si l’objet mesuré est bien le même dans les deux cas, si le mètre est inchangé. Il n’y a là aucune évidence à priori, mais seulement une

convention. Nous admettons l'existence de choses dont la mesure est la même dans tous les systèmes, et nous décidons que si deux mesures diffèrent, c’est qu’elles ne portent pas sur la même chose. L'expérience seule peut nous dire si cette convention est inacceptable, ou simplement incommode, ou au contraire utile et féconde.

Cette affirmation que les grandeurs objectives sont invariantes dans tout changement de système de référence (qui n’est pas un changement de coordonnées) revient à un principe très général de relativité du mouvement, par lequel on affirme que le simple fait qu’un corps se meut ne peut changer les grandeurs objectives qui lui sont attachées. Une forme plus ‘radicale de ce principe est celle-ci : le mouvement dans l’espace vide ne peut déterminer aucune action particulière; ainsi le mouvement d’une charge électrique ne peut déterminer un champ magnétique que s’il a lieu dans un milieu particulier (l’ancien éther des physiciens). Cette remarque se rattache à celle qui vise l’action à distance, par simple présence des corps. Elle la généralise en l’étendant à l’action à distance par mouvement.

A vrai dire, il arrive que cette méthode d'analyse des phénomènes soit un peu formelle; si je passe d’un système de référence à un système accéléré par rapport à lui, les lois des phénomènes changent, mais je puis dire que le changement se réduit à l’adjonction de forces nouvelles, et ne modifie pas les forces anciennes. Cette décomposition est évidemment moins naturelle que celle du champ électrostatique et celle du champ magnétique liés à une charge en mouvement.