Histoire des théories de la Relativité

[Nicophil]

Quand je prends un manuel contemporain, il commence d'emblée par poser le formalisme minkowskien.
Mais ce qui m'intéresse (et je pense ne pas être le seul), c'est de comprendre la naissance de la théorie, Maxwell, Lorentz, Poincaré, pourquoi Einstein a-t-il en un 1er temps contredit Minkowski, qu'est-ce qu'Einstein n'avait pas saisi qui est parfaitement clair à présent, etc.

Certes je pourrais faire aveuglément confiance au manuel, au prof qui me dit que la réalité fonctionne comme ça. Mais (étrangement) je préfère une démonstration rationnelle. Aussi je lis Einstein lui-même et là je comprends la démarche.
Seulement, il paraît qu'Einstein lui-même était dans l'erreur ici ou là et qu'il faut s'en méfier!

Donc j'aimerais bien savoir où Einstein se trompait, et quelles expériences (de pensée??) le prouvent.
-----

[Deedee81]

Salut,

pourquoi Einstein a-t-il en un 1er temps contredit Minkowski

Je ne le savais même pas !

Je pense qu'il faudrait trouver un bouquin à la fois historique et technique. Doit y avoir moyen de trouver ça sur amazon vu le nombre de bouquins sur la relativité !

[Amanuensis]

Pas bien sûr à quoi le texte de Nicophil fait allusion. Peut-être au fait que AE a rejeté dans un premier temps le formalisme géométrique 4D proposé par Minkowski, au titre que c'était inutilement exigeant pour les lecteurs. [Einstein & Laub, 1908, en réaction au Grundgleichungen], et que AE n'adoptera que tardivement ce formalisme (vers 1912, selon une source) ?

Ceci dit, comprendre exactement ce qui s'est passé, comme les idées de chacun ont évolué à cette époque est très difficile sans se plonger à fond dans leurs textes, sans essayer de comprendre leurs problèmes comme eux les abordaient. Faut faire abstraction d'un siècle d'évolution des idées. Des questions comme celle de la "déformation de l'électron" nous sont maintenant totalement étrangères, par exemple.

---

Personnellement, je pense qu'il ne faut pas confondre la physique et l'histoire de la physique. Le second domaine est bien plus difficile que le premier, et demande à la fois des compétences d'historien et une bonne maîtrise des théories physiques concernées.

La discussion a été initiée suite à des remarques sur comment présenter la RR, il me semble. Les aspects historiques sont finalement assez anecdotiques à ce propos. Il est clair que la manière dont respectivement Einstein dans le premier article de 1905, Einstein dans son second article, Poincaré dans ses textes de 1904-1906, Minkowski en 1908-1909, présentent la RR correspond à des angles assez différents. Mais on peut discuter des avatars modernes de ces différentes approches sans s'occuper de leurs racines historiques.

La physique ce n'est pas de la philosophie, son propos n'est pas d'étudier les idées et textes de personnes, mais d'étudier des théories, des modèles, et leur adéquation aux observations. Cela se fait en parlant de théories et d'observations, pas en s'occupant de textes d'auteurs anciens. [Au passage, si le sujet est bien l'histoire, ne serait-ce pas mieux en "épistémologie et logique" ?]

[phys4]

Certes je pourrais faire aveuglément confiance au manuel, au prof qui me dit que la réalité fonctionne comme ça. Mais (étrangement) je préfère une démonstration rationnelle. Aussi je lis Einstein lui-même et là je comprends la démarche.
Seulement, il paraît qu'Einstein lui-même était dans l'erreur ici ou là et qu'il faut s'en méfier!

Je trouve que l'approche historique est instructive, bien que ce ne soit pas une démonstration, il est rassurant de comprendre comment les personnes sont arrivés à certaines conclusions.
Dans le fil précédent, vous avez eu une explication très bien faite et je ne suis pas intervenu pour compléter.
Je reviens aux expériences de Fizeau sur la vitesse de la lumière dans les fluides en mouvement. Fizeau avait trouvé un terme correctif non explicable par la mécanique newtonienne. L'une des conséquences de ce terme impliquait l'impossibilité d'avoir une vitesse résultant plus grande que la vitesse dans le vide. Il montrait donc qu'il se passe des chose inexplicables au voisinage de la vitesse de la lumière.
La dépendance entre c et les propriétés électriques impliquait que les lois physique changent en même temps que c. L'idée est donc répandu au 19ème siècle que les résultats d'expérience devaient dépendre de la vitesse du laboratoire.
De nombreuses expériences électromagnétiques furent faites pour trouver cet effet. Les résultats furent tous négatifs.
L'expérience M&M devait être la dernière et la plus précise de ces mesures. Il s'agissait d'utiliser la rotation terrestre pour que l'expérience prenne un grand nombre de vitesse possibles par rapport au repère héliocentrique de Newton.
Après six mois d'observation, le résultat resta négatif à la surprise quasi générale.

Lorentz avait construit un système d'équation satisfaisant pour les équations de l'électromagnétisme qui considérait un repère virtuel avec un temps modifié. Poincaré a construit le groupe des transformations résultant de cette transformation. Il faut remarquer que Poincaré n'a jamais cru à la relativité du temps et a toujours considéré un temps absolu comme variable cachée.

Einstein pris un point de vue plus radical. Il posa comme postulat que toute expérience physique était indépendante de la vitesse du repère inertiel du laboratoire. C'est une extension du principe de relativité de Galilée "la vitesse est comme rien".
Ce point de vue revient à considérer la transformation de Lorentz, non plus comme une apparence, mais comme la réalité physique.

Il n'y avait pas de contradiction théorique entre Einstein et Minkowski, comme indiqué, juste un désaccord pédagogique. Je n'utilise pas non plus les coordonnées de Minkowski avec son axe imaginaire, je trouve qu'elles n'apportent que des erreurs d'interprétation et préfère garder des coordonnées réelles.

Je n'avais compris pourquoi vous n'aviez pas assimilé que l'expérience M&M était la preuve ultime de l'invariance de C. Je me demande quelle pollution a été introduite dans l'enseignement que cet aspect disparaisse, comment est donc interprétée cette expérience dans l'enseignement actuel ?

Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Je n'avais compris pourquoi vous n'aviez pas assimilé que l'expérience M&M était la preuve ultime de l'invariance de C. Je me demande quelle pollution a été introduite dans l'enseignement que cet aspect disparaisse, comment est donc interprétée cette expérience dans l'enseignement actuel ?

Je ne sais pas si ça vient de l'enseignement mais il est vrai que j'ai vu un grand nombre de profanes parler comme si M&M était THE (unique) expérience prouvant la RR. Dès qu'ils commencent à réfléchir, ils constatent que ces faux. Et malheureusement, un certains nombres imaginent que l'erreur n'est pas dans leur connaissance de ces expériences historiques mais dans l'interprétation des physiciens. Bizarre.

[Amanuensis]

On peut voir à l'oeuvre les effets de la vulgarisation de l'histoire des sciences. Cela amène des exposés péremptoires avec des jugements au couteau, qui apparaissent comme un mélange de faits et de mythes "constructeurs", ces mythes qui assoient les modes de pensée courant.

La lecture des textes des historiens, avec leurs analyses détaillées et subtiles des textes historiques, donne des visions bien plus nuancées de ce qu'il s'est passé.

Mais, bon, la diffusion des mythes constructeurs est peut-être bien plus importante que la recherche de la rigueur dans la reconstruction d'un passé historique, et sera donc considérée comme bien plus intéressante par la majorité des lecteurs d'un forum tel que celui-ci.