La relativité restreinte est enseignée assez tôt et semble-t-il (si j'en juge par les messages sur ce forum et d'autres) introduite par une pédagogie assez "antique". Je veux parler du "folklore" habituel avec ces trains et ces horloges embarquées ou sur le quai, synchronisées par des signaux lumineux, etc. Il faut peut-être en passer par là (quoique Feynman évite tout ce fatras dans son cours, ou en tout cas passe dessus assez vite, ainsi que Landau et Lifchitz) mais je constate que cela introduit aussi beaucoup de confusion et de mécompréhension. Souvent ceux qui ont étudié cela en autodidacte restent bloqués là dessus sont limités à ces aspects purement cinématiques envisagés dans leur cadre mental newtonien, avec les inévitables pseudo-paradoxes qui en résultent, et ignorent la géométrie de Minkowski et surtout la dynamique. Une erreur fréquente qui revient en effet souvent, je l'ai constaté encore aujourd'hui, est d'affirmer que "l'énergie doit être invariante quand on passe d'un référentiel à un autre". Cela montre que l'étudiant n'a déjà pas maîtrisé la mécanique newtonienne avant d'aborder la relativité.
Il est aussi difficile de faire comprendre que la relativité restreinte est vérifiée expérimentalement avec une grande précision, très peu par des expériences cinématiques (horloges, espace, etc) mais plutôt en très grande majorité par des considérations de dynamique faisant intervenir la conversion masse-énergie, la conservation de la quantité de mouvement, etc (càd la physique des particules). Il est regrettable que cela soit si peu mis en évidence et si mal compris des autodidactes. Il y a là une erreur pédagogique fondamentale à mon avis.
D'autre part, il est naturel, quand nos conceptions ont été formées dans un cadre newtonien avec un temps absolu, de faire des erreurs de raisonnement dans le cadre de la relativité restreinte. J'en ai fait aussi au début, mais je pense qu'à l'âge de 18 ans j'avais déjà dépassé tout cela et compris toutes mes erreurs, grâce en particulier à l'aide d'un professeur très bon pédagogue. Je me souviens d'une enquête que j'avais lue à l'époque où j'étudiais la pédagogie de la physique à l'université de Louvain, qui montrait que les jeunes lycéens qui commençaient la physique newtonienne, mais aussi des gens qui avaient terminé le lycée, avaient en tête une conception de la dynamique qui était plutôt aristotélicienne, avec une force nécessaire pour expliquer tout mouvement (j'ai malheureusement perdu la référence). En effet, le principe d'inertie et la seconde loi de Newton n'ont rien d'intuitif et il faut de la pratique et la prise de conscience de certaines erreurs "naturelles" pour finir par les comprendre. C'est un processus de même nature, plus long peut-être mais à mon avis pas plus difficile, qui a lieu avec la relativité restreinte.
Comme j'ai quitté l'enseignement après 2 ans de carrière, je me pose quelques questions: la relativité restreinte est-elle enseignée au lycée? Devrait-elle l'être? Est-il si difficile de comprendre en terminale les quelques pages consacrées à ce sujet dans le volume 1 du cours de Feynman? Ou bien est-ce réservé à l'enseignement supérieur? Voir ici pour Feynman: https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_15.html
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Envoyé par ThM55 