Pour les études que poursuit le physicien, les conséquences déduites des
considérations qui précèdent sont d’une importance capitale. L’unité de
temps, telle qu’on l’admettait depuis Newton, ne peut plus être
considérée dans nos formules, comme une grandeur invariable et
constante; il n’y a pas de temps absolu. La durée dépendant de la
vitesse d’éloignement des observateurs, ceux-ci ne peuvent plus choisir
une commune unité; chaque système en est donc réduit à avoir son temps
propre, son _temps local_, celui que proposait déjà Lorentz.
Où que nous soyons, le _temps_ est donc _relatif_, parce que ce _temps_
nous est donné, dans l’Univers, par des signaux généralement lumineux;
ou, si vous préférez, nous ne pouvons nous rendre compte des événements
lointains qu’au moyen de la vision, phénomène lié à la vitesse de la
lumière. Pour que le temps pût être regardé comme absolu, il faudrait un
signal instantané et ce signal n’existe pas.
Donc, l’espace donné par la même sensation visuelle, et soumis comme le
temps a une condition de dépendance--vitesse relative du système--est
aussi relatif et devient par là même (la dernière expérience décrite l’a
prouvé), un corollaire obligé de la relativité du temps.
Ainsi raisonnent les relativistes: ils n’ont pas tout à fait tort, mais
les termes qu’ils emploient prêtent à l’équivoque.
Je vais donc essayer de mettre un peu de rigueur dans les conclusions
admises.
Lorsque Newton nous parlait de _temps absolu_, visait-il la nature du
temps? Évidemment non; tout le monde s’accorde à admettre que le temps
n’existe pas _en dehors_ des choses qui durent: pas de temps sans
mouvement, sans changement, donc sans quelque chose qui change. De ce
_temps_-là, il ne saurait être question entre physiciens: or, ces
derniers n’ont d’autre souci que la recherche d’un moyen pour _mesurer_
le temps.
Le mot _absolu_, dans le langage de Newton, avait donc une signification
bien nette; il se rapportait à l’unité de temps que le savant admettait
implicitement comme une grandeur conventionnelle certainement, mais
toujours identique à elle-même, dans l’étendue de l’Univers.
Or, en posant cette convention, il sous-entendait, sans s’en douter, une
condition qui n’est pas réalisée dans la nature: la propagation
instantanée de l’action, dont l’existence ne nous est connue que par la
transmission de la lumière. Dès lors que l’instantanéité n’existe pas,
l’espoir d’une unité absolue de mesure s’évanouit et nous sommes ainsi
conduits à nous servir d’une unité, non seulement conventionnelle comme
autrefois, mais _relative_ et variable, suivant le système où nous
opérons.
Cette mise au point était nécessaire pour restreindre la portée et
préciser la signification des conclusions de nos relativistes: ceux-ci
n’ont pas le droit d’affirmer que le temps absolu n’existe pas, mais ce
qu’ils peuvent dire, c’est qu’en l’état actuel de la science et en
raison des circonstances dans lesquelles nous nous rendons compte des
événements par la vision, nous sommes réduits à ne pouvoir employer une
unité de temps invariable.
Mêmes réserves en ce qui concerne l’espace qu’il ne faut pas d’ailleurs
confondre avec l’étendue. Je n’insiste pas ici sur cette distinction;
nous aurons, dans la suite, occasion de pénétrer plus avant dans les
mystères de l’espace et du temps.
Vous concevez maintenant quelle répercussion profonde doit avoir sur les
grandeurs étudiées en Physique et en Mécanique, l’emploi d’unités qui
n’ont plus rien d’absolu. Tous nos résultats concernant la masse, la
composition des vitesses, l’énergie potentielle, vont subir dans leur
expression finale, une modification imposée par l’adoption même du
principe de relativité.
Nous avons vu que les expériences sur l’émission des corpuscules et sur
les électrons avaient démontré, bien avant Einstein, que la masse d’un
corps est fonction de sa vitesse; ce fait assez surprenant n’était au
fond qu’une simple constatation; or, la théorie de la relativité nous
l’explique, ou prétend tout au moins l’expliquer. On conçoit très bien
en effet que ce qui affecte nos sens, ce qui manifeste la substance à
notre perception, soit dépendant des vitesses relatives. Supposez que je
voyage avec la vitesse d’un projectile qui m’accompagne; l’effet produit
par l’obus sur mon corps sera nul, tout au plus se réduira-t-il à une
simple action de contact. Mais que nous croisions, l’un et l’autre, un
sujet venant à notre rencontre, le choc sera terrible et son intensité
deviendra la mesure de la masse, pour ainsi dire. Pour une troisième
personne filant devant nous avec une vitesse un peu moindre que la
nôtre, et que nous rejoindrions en cours de route, l’effet serait très
atténué. Ainsi, nous sommes trois observateurs qui apprécierons
différemment la masse du corps en mouvement; et nous comprenons qu’au
fond, c’est dans la relativité de nos vitesses qu’il faut chercher la
clef du mystère.
Seulement, si nous poussons jusqu’au bout l’application des formules,
nous allons arriver à une conclusion quelque peu déconcertante: la
vitesse d’un corps ne saurait dépasser celle de la lumière. La formule à
laquelle j’ai fait allusion dans le chapitre II et qui était relative à
la contraction de Lorentz, se retrouve, nous l’avons vu, dans la théorie
de la relativité. Pour Lorentz, la contraction était réelle, pour les
relativistes, elle est apparente; c’est la seule différence, mais, dans
l’un et l’autre système, son expression intervient à chaque instant dans
les équations. S’agit-il des longueurs, nous voyons aussitôt que la
fraction de la formule prend la valeur de 1 pour une vitesse du corps
égale à celle de la lumière; la contraction est maximum et le corps est
réduit à zéro en épaisseur[36]. Quant aux durées et aux masses, elles
deviennent infinies dans la même hypothèse.
[36] Cela résulte de la formule donnée dans la note [23] de la page
37. Les durées et les masses se déduisent de la même expression.
Et si nous supposions un corps allant plus vite que la lumière? Dans ce
dernier cas, la formule nous avertit que nous sommes en dehors de toute
réalité; l’hypothèse est inadmissible. Et cependant elle ne répugne pas
en soi, elle n’offre à l’esprit rien d’absurde; je conçois très bien
qu’une vitesse ne peut pas être infinie, car si cela était, un corps
serait à la fois, c’est-à-dire au même instant, aux deux extrémités
d’une même longueur représentée par une droite AB; mais je n’aperçois
pas la raison d’une limitation de la vitesse à une valeur donnée, et
c’est pourtant ce qu’indique la formule.
Il y a là une obscurité singulière qu’il faudrait bien faire cesser. Les
relativistes s’en tirent en invoquant leur formule; ce n’est pas une
réponse, car une équation ne peut donner finalement que ce qu’on y a
introduit dès le début. Il faut donc ouvrir l’œil et chercher à la base
même de la théorie.
Il paraît singulier que toute matière, dans son mouvement, ne puisse
dépasser la vitesse de 300 000 kilomètres par seconde; la vérification
du fait est du domaine de l’expérience et nous attendrons pour nous
prononcer.
Pour ce qui est de la fameuse équation magique, à y regarder de près, on
ne tarde pas à découvrir l’artifice. Dès lors que nous tablons sur la
vitesse de la lumière pour nous faire connaître un événement et que
cette vitesse entre dans nos formules, notamment comme dénominateur dans
la fraction indiquée, elle limite par avance le résultat, puisque le
numérateur de notre fraction ne saurait en aucun cas devenir supérieur à
son dénominateur.
Cette simple réflexion nous explique pourquoi, d’après la formule, une
vitesse supérieure à celle de la lumière n’a plus de valeur réelle, mais
devient imaginaire[37].
[37] Parce que la quantité sous le radical, dans la formule donnée en
note de la page 37, devient nécessairement négative. Dans ces
conditions, la racine est _imaginaire_.
Eh bien, même dans ce cas, tout au moins en ce qui concerne les
vitesses, notre expression possède un sens interprétable. Nous avons vu
que pour un observateur voyageant avec l’image d’un événement,
c’est-à-dire à la vitesse de 300 000 kilomètres, cet événement serait
pour lui éternellement présent; la Terre lui paraîtrait comme à
l’instant où il l’a quittée, elle serait immobile; que dis-je, toute la
surface de la Terre lui semblerait figée dans la plus parfaite
immobilité: les cyclones arrêteraient leur marche, les oiseaux
suspendraient leur vol, les trains ne rouleraient plus; les hommes,
acteurs des événements, lui apparaîtraient comme nous les contemplons
sur une photographie instantanée; tout mouvement serait anéanti, toute
durée terrestre suspendue. Mais puisque nous sommes dans le domaine de
l’hypothèse, il ne m’en coûte pas davantage d’imaginer notre voyageur
emporté loin de la Terre avec une vitesse supérieure à celle de la
lumière. Dans ce cas, il rejoindra en cours de route, des images ayant
quitté la Terre _avant_ son départ, donc des images d’événements se
succédant à rebours, tel un film cinématographique qu’on déroulerait à
l’envers. Curieuse façon de vérifier l’authenticité des faits passés,
d’assister au règne de Napoléon, de revivre le Moyen-Age, de revoir la
mort du Christ, la décadence de l’Empire romain _précédant_ sa grandeur,
etc...
Rêve chimérique, direz-vous! Pas autant que vous le croyez; car, enfin,
vingt siècles suffisent à encadrer les événements auxquels je faisais
allusion à l’instant; or, la lumière partie de la Terre il y a 2 000
ans, n’a pas encore touché un grand nombre d’étoiles. Un observateur
situé aux confins de la Voie lactée, dans la portion la plus éloignée du
système solaire, s’il possédait des instruments grossissants,
contemplerait des événements qui se sont déroulés sur notre planète il y
a environ 200 000 ans[38].
[38] Voir, à ce sujet, les idées modernes sur le diamètre de la Voie
lactée et notre position dans l’ensemble aux chap. XIV, XV, XVI de
_Où en est l’Astronomie_, par l’Abbé TH. MOREUX (Gauthier-Villars,
Paris, 1920).
Un homme qui possèderait le moyen d’atteindre les lointaines régions
dont je viens de parler, en un demi-siècle, verrait en cours de route,
se dérouler à rebours tous les événements de notre lointain passé. Nous
n’avons pas attendu la venue d’Einstein pour imaginer cette fiction:
depuis un siècle et demi pour le moins, les romanciers ont su en tirer
un parti plus ou moins heureux, sans oser se prononcer sur la
possibilité intrinsèque d’une aussi extraordinaire randonnée.
Et c’est cette hypothèse que suggère la formule servant de base à la
relativité. Seulement, pour les raisons indiquées, ce cas perd toute
réalité et devient imaginaire. Quoi d’étonnant puisque, d’avance, on a
limité la condition de la simultanéité en ne considérant que le signal
lumineux.
Les relativistes avertis pourraient, ce me semble, se tirer de ce
mauvais pas d’une tout autre façon et voici comment: on se souvient que
les travaux contemporains, s’appuyant sur les équations de Maxwell, ont
pu rattacher la dynamique de l’électron à la vitesse de la lumière et la
faire entrer dans le cadre de la théorie électro-magnétique. L’émission
corpusculaire elle-même ne serait qu’un cas particulier des lois du
rayonnement; or, c’est dans ce domaine que nous avons constaté les plus
grandes vitesses: 297 000 kilomètres dans certaines expériences, pour
les rayons _Bêta_. La vitesse de la lumière n’a jamais pu être dépassée,
ce qui s’accorderait avec les formules de la relativité.
Mais alors on ne fait que reculer la question et une autre difficulté
surgit. Certaines particules pourraient atteindre 300 000 kilomètres à
la seconde, car enfin il y a _quelque chose_ qui voyage à ce taux.
Serait-ce l’électron? Dans ce cas, notre électron, d’après les
relativistes, doit avoir une masse infinie; cela résulte de la formule
fondamentale, et une épaisseur réduite à zéro; double contradiction.
Et si c’est une partie d’électron, un grain d’énergie, la même question
va se poser. Ne serait-ce pas l’éther? Peut-être et dès lors c’est une
nouvelle Physique à construire... avec les débris de l’ancienne.
L’esprit se perd dans ce dédale; à chaque pas, nous avons l’impression
plus nette d’être enfermés dans un labyrinthe dont les issues se
dérobent à nos recherches. Qui éclairera notre route! Où trouver le fil
conducteur de nature à guider notre marche?
Est-ce tout? Pas encore. Plaçons-nous à un autre point de vue et
examinons d’un peu plus près que nous l’avons fait, la base fondamentale
de la théorie.
* * * * *
Vous posez, dirons-nous aux relativistes, comme évident, la constance de
la vitesse de la lumière; c’est votre postulat. Soit, les sciences
réputées les plus exactes fourmillent d’exemples de ce genre, vérités
peut-être intuitives, en tout cas primordiales, que l’esprit ne se peut
refuser d’admettre. Mais ici, la question se présente autrement.
Pour vous rendre compte de la constance d’une vitesse, il vous faut
mesurer une longueur parcourue et cette longueur est elle-même
déterminée par une durée égale de temps.
Reprenons l’exemple de la voie et du train en marche: avec mon ami, nous
conviendrons pour mesurer nos longueurs d’adopter une unité qui vaudra
un certain nombre de longueurs d’ondes d’une lumière identique. Mais mon
ami est en marche et moi je suis au repos; dans ces conditions, qui nous
assure que nos longueurs d’onde seront les mêmes?
Difficulté analogue pour le temps: sa mesure repose sur la notion de
simultanéité. Au repos, tout va bien: mon ami et moi, qui sommes à égale
distance des extrémités de notre système, jugerons que les émissions
auront lieu au même moment, si elles arrivent à notre œil au même
instant. Une fois le train en marche, mon ami continue à se servir de la
même définition de la simultanéité; il suppose donc implicitement que,
malgré le mouvement des signaux lumineux qui arrivent à son œil de
l’avant et de l’arrière, c’est-à-dire qui voyagent en sens contraire,
l’espace parcouru, qui est le même, l’est dans le _même temps_. Or,
admettre cette proposition c’est supposer qu’on a déjà un moyen de
mesurer le temps.
De toute façon, on tourne dans un cercle vicieux, dont rien ne pourra
nous faire sortir.
--Ne vous embarrassez point pour si peu, répondra Einstein; cette
constance de la vitesse de la lumière qui vous préoccupe, nous allons la
faire disparaître dans la Relativité généralisée; la première, la
Relativité restreinte ne s’adressait qu’au mouvement rectiligne et
uniforme; c’est là un cas particulier qui se fondra en un cas plus
général où nous verrons la vitesse de la lumière s’accélérer ou se
ralentir sous l’influence des grosses masses réparties dans l’Univers.
Dès lors, nous pouvons nous passer du postulat qui heurtait si fort vos
sentiments de philosophe.
--Très bien, mais n’empêche que votre postulat vous a été nécessaire
pour arriver à l’établissement des équations d’où sortiront plus tard
les principes de la Relativité généralisée. Vous vous êtes allégrement
débarrassé d’un commanditaire encombrant, soit, mais la source de votre
fortune est dans le premier argent mis à votre disposition. Nous
connaissons ce genre de raisonnement, la philosophie allemande en est
pétrie.
Trêve de ces théories alambiquées! Si les masses exercent une action sur
la constance de la vitesse de la lumière pour la modifier, cette vitesse
constante préexistait à la modification. Pour qu’une chose change, pour
qu’elle revête un autre aspect, il faut que cette chose existe
préalablement. La modification n’a pas d’existence propre, il lui faut
un support pour exister. Avant la perturbation créée par les masses, il
y avait de même une grandeur qu’il vous plaît maintenant d’ignorer, que
vous avez transformée en une quantité variable, mais qui était constante
de sa nature et posée comme telle dans votre fameux postulat.
Ces réflexions et quantité d’autres que je pourrais encore développer,
sont de nature à faire soupçonner la cause des obscurités et des
contradictions inhérentes à la théorie et que les promoteurs de la
Relativité ont dissimulées, tant bien que mal, en se jetant comme on l’a
fait observer «dans un océan mathématique»[39]. J’estime même qu’en la
circonstance, la plupart des physiciens perdront pied et ne suivront
plus les démonstrations qui supposent pour être comprises une culture
très spécialisée; une citadelle où ne pénètrent que les seuls initiés
revêt toujours des aspects mystérieux et c’est à cette circonstance,
n’en doutez pas, qu’est dû le succès prodigieux des nouvelles théories,
dans certains milieux intellectuels.
[39] Cf. L. DUNOYER, art. j. cit. p. 329. _Rev. univ._ 1er Mai 1922.
Cette remarque est d’ailleurs d’ordre général: pour soutenir une
hypothèse, on s’accroche à tout ce que l’on rencontre et lorsqu’on sent
le terrain se dérober sous les pas, à l’exposé logique, en un langage
clair et précis de la pensée, on substitue des formules, ce qui faisait
dire autrefois à Russell: «Quand on ne sait ni de quoi on parle, ni si
ce que l’on dit est vrai, on fait des mathématiques.»
Et c’est l’impression qui vous étreint par exemple, après l’étude de
l’ouvrage de A. Weyl, le disciple d’Einstein, qui fait appel, pour
justifier la Relativité dans toutes ses conséquences, aux ressources les
plus profondes de l’Analyse et du Calcul différentiel absolu[40]. Et
lorsqu’on ferme le volume, on se demande si des savants n’auraient pas
mieux fait de dépenser une énergie égale, en variant de toutes les
façons imaginables, la célèbre expérience de Michelson et Morley, cause
de tant de travaux et de si sévères discussions.
[40] Cf. A. WEYL: _Espace, Temps, Matière_ (A. Blanchard, Paris,
1922).
Car, au fond, c’est pour échapper à la contraction réelle imaginée par
Lorentz qu’on a fait tout ce tapage. C’est pour retrouver la formule du
savant hollandais qu’on a échafaudé une nouvelle hypothèse; c’est pour
raccorder les formules empiriques de Newcomb sur la gravitation encore
mal connue, avec celles de l’électron, édifiées bien avant Einstein et
qui menaçaient déjà notre vieille Mécanique, qu’on a accumulé des
montagnes d’intégrales.
La dynamique de l’électron est à peine esquissée, qui sait ce que nous
réserve l’avenir; toute séduisante que soit la théorie des _quanta_,
nous sentons qu’elle se heurte à des difficultés insurmontables de
nature à la faire modifier profondément. A l’heure actuelle, je l’ai
déjà fait remarquer, nous faisons machine arrière et nous revenons à la
théorie de l’émission; mais alors vont surgir de nouveaux problèmes. Il
va falloir, coûte que coûte réintroduire la notion de cet éther
énigmatique dont on avait voulu se passer et ce sont toutes les lois du
rayonnement qui sont à reprendre.
Quand on embrasse d’un seul regard les énigmes soulevées et les
questions pendantes, on se demande si le moment était bien opportun de
rechercher une formule synthétique, alors que tant de phénomènes nous
échappent encore.
D’enthousiastes vulgarisateurs nous ont invité à voir dans Einstein un
génie comparable à celui de Newton. C’est un titre de gloire bien lourd
à porter et que, seule, la postérité peut décerner.
* * * * *
Passons maintenant au côté des applications pratiques.
Les conséquences de la théorie de la Relativité qu’il est inutile
d’exposer ici en détail, ont ceci de particulier qu’elles ne se font
véritablement sentir qu’au cas des grandes vitesses. Par leur essence
même, elles constituent donc, pour ainsi dire, un rempart aux idées des
novateurs, puisque très rares sont les occasions où nous pouvons les
vérifier. Voici quelques exemples numériques; commençons par les durées:
Dès lors que la Terre tourne autour du Soleil à raison de 29 745 mètres
à la seconde en moyenne, nos montres ne sauraient s’accorder avec celles
qui marqueraient le temps sur le Soleil, centre immobile par rapport à
nous; dans ces conditions, savez-vous à combien se monterait le
désaccord des deux chronométreurs au bout d’une année, c’est-à-dire
après 31 536 000 secondes? Devinez: Pas même à une seconde de temps; à
_un dixième et demi de seconde_ tout au plus.
Lorsque nous constatons dans la durée du jour des écarts atteignant 5 à
6 secondes en certaines années, on conviendra que l’effet einsteinien
est tout à fait négligeable et ne vaut guère la peine qu’on s’y arrête.
Les événements, dit-on, pourraient être intervertis et c’est une
conséquence inéluctable de la théorie de la relativité. Je ne le nie
pas, mais le calcul montre aussi que l’hypothèse sera toujours
irréalisable pour deux événements se passant au sein du système solaire
limité à Neptune, c’est-à-dire dans la partie de l’espace qui nous
intéresse davantage et qui ne mesure pas moins de 9 milliards de
kilomètres de diamètre.
Nous avons vu de même, que l’effet de notre mouvement sur le rayon de la
Terre ne raccourcirait celui-ci que de 3 _centimètres_ environ dans le
sens de notre translation autour du Soleil; or, 3 centimètres sur 6 371
kilomètres, c’est vraiment une diminution infime que nous ne
parviendrons jamais à évaluer pratiquement. Il suit de là, nous l’avons
vu, que nos mètres eux-mêmes subissent une contraction proportionnelle,
dès que nous mesurons la grandeur d’un objet orienté dans le sens de la
marche de notre globe. C’est bien en effet ce qui résulte de la théorie,
qu’on admette l’hypothèse de la relativité ou celle de la contraction de
Lorentz; mais, dans les deux cas, on aurait bien dû avertir le public
que l’erreur, en la circonstance, n’est tout au plus que de 5
_millionièmes_ de millimètre par mètre! Nos arpenteurs peuvent donc sans
remords continuer à ignorer les nouvelles doctrines.
Passons maintenant à la masse. Nous avons dit que les physiciens
n’avaient pas attendu l’avènement d’Einstein pour nous enseigner que la
masse des corps, considérée, voilà cinquante ans, comme une donnée
constante et intangible, augmentait avec leur vitesse. Ainsi,
constatation mystérieuse, mais qui paraît bien réelle, puisqu’elle
semble d’ordre expérimental, un corps lancé avec force possède une masse
plus grande qu’à l’état de repos; le tout est de savoir quel ordre de
grandeur manifeste cet accroissement. Lançons un boulet de 500
kilogrammes à la vitesse que possédaient probablement les obus de la
fameuse Bertha, soit à 1 500 mètres par seconde. Savez-vous de combien
sera augmenté le poids de notre projectile? De 38 _milligrammes_
seulement; et notez qu’ici, le surplus est un maximum; jamais nous ne
réaliserons de semblables vitesses industriellement. C’est ainsi qu’un
train pesant 1 250 tonnes et faisant du 108 kilomètres à l’heure, ce
qui est énorme, verrait son poids ne s’augmenter que de 27
_cent-millionièmes de milligramme_. Voilà de quoi rassurer nos
ingénieurs; comme les balisticiens, ces derniers peuvent se livrer à
leurs calculs suivant les méthodes enseignées dans nos grandes écoles;
ils sont certains à l’avance de ne commettre aucune erreur sensible et
funeste.
Autrefois, on nous disait couramment que si deux avions marchent en sens
contraire l’un de l’autre et se croisent à la vitesse de 85 mètres par
seconde, ce qui nous donne du 306 kilomètres à l’heure, leur vitesse
relative est doublée; nos deux aviateurs doivent donc avoir l’impression
de faire du 170 mètres à la seconde. Dans les nouvelles théories, tout
ceci est changé. Les vitesses étant relatives, il est évident qu’il
faudra, en Mécanique, modifier la règle du parallélogramme; dans le cas
considéré, la vitesse résultante n’est donc pas exactement le double des
composantes, mais la différence avec ce dernier nombre n’atteint pas _un
demi-milliardième_ de millimètre[41].
[41] Tous ces exemples numériques sont tirés de l’ouvrage si documenté
de M. GASTON MOCH sur _La Relativité des Phénomènes_ (Flammarion,
Paris, 1921).
Pratiquement, notre système actuel est seul à retenir; la Relativité ne
peut servir que dans l’étude de l’infiniment petit, dans le domaine des
atomes, où le physicien, nous l’avons vu, se trouve toujours en présence
de vitesses fantastiques.
Mais, à ne considérer encore que le point de vue expérimental, il
restera à montrer pourquoi, dans nos formules, la vitesse de la lumière
semble toujours jouer le rôle de limite et de l’infini en mathématiques.
Il y a là une obscurité réelle que la Relativité n’explique pas,
puisqu’elle la suppose et l’admet toujours implicitement.
Or, nous l’avons vu, c’est sur cette vitesse limite de la lumière que
s’appuie la définition même de la simultanéité: celle-ci est donc non
seulement conventionnelle, mais relative à un monde où les actions qui
se transmettent de proche en proche, ne peuvent se propager plus vite
que par le signal lumineux.
D’où il suit que si nous trouvons un moyen de communication plus rapide,
ou si nous constatons que dans l’Univers, il existe des actions se
transmettant à plus grande vitesse, la théorie de la relativité actuelle
s’écroulera du même coup.
Or, nous sommes d’ores et déjà certains qu’il existe au moins un
phénomène nous montrant un exemple de transmission plus rapide que celle
de la lumière: c’est la gravitation. De même qu’avant Rœmer, on
admettait couramment l’instantanéité de la transmission de la lumière,
les savants de la première moitié du XVIIIe siècle professaient une
théorie analogue en ce qui concerne l’action de la gravitation,
c’est-à-dire qu’ils croyaient à la propagation instantanée de la
pesanteur.
Ce dogme fut définitivement renversé par Laplace. Les calculs entrepris
par l’auteur de _l’Exposition du système du Monde_, lui montrèrent en
effet que la gravitation se transmet avec une vitesse au moins 7
millions de fois plus grande que la lumière. Ainsi, écrit-il, «la
pesanteur agit donc avec une vitesse que nous pouvons considérer comme
infinie et nous devons en conclure que l’attraction du Soleil se
communique dans un instant presque indivisible aux extrémités du système
solaire»[42].
[42] Cf. LAPLACE: _Exposition du Système du Monde_, p. 321, éd. 1835.
Cette conclusion est vivement attaquée par les relativistes actuels
qui soutiennent que la gravitation voyage au même taux que la
lumière.
La conclusion nécessaire et obligatoire est celle-ci: Il existe dans le
monde des actions qui se transmettent beaucoup plus vite que nos signaux
lumineux, des ondes plus rapides que celles de la lumière; ce sont les
ondes gravifiques.
Alors que la lumière marche à raison de 299 860 kilomètres par seconde,
d’après Michelson et Newcomb[43], la gravitation se fait sentir à
travers l’espace matériel à la vitesse de 2 100 milliards de kilomètres
dans le même temps. Ce chiffre est une limite inférieure; pour donner
une idée de sa valeur, un simple rapprochement suffira: alors que la
lumière ne met pas moins de 4 années pour nous venir de l’étoile la plus
proche, _Proxima Centauri_, la gravitation se transmet dans cet
intervalle, en 17 secondes à peine; pour nous venir d’étoiles situées à
7 000 années-lumière de notre œil, l’onde gravifique amorcée en ces
lointaines régions met exactement le même temps pour nous arriver que
l’onde lumineuse pour traverser notre système solaire limité à Neptune.
[43] Les valeurs de la vitesse de la lumière sont encore très
discordantes; on sait seulement que la valeur réelle est très près
de 300 000 kilomètres.
Dès lors, une réflexion s’impose: des êtres privés de la vue, mais
pouvant percevoir des sons, auraient, depuis longtemps, fondé une
mécanique relativiste appropriée à leurs facultés; comme les physiciens
d’aujourd’hui, ils en seraient toujours à discuter s’ils se déplacent ou
non par rapport à un milieu immobile; parce que nos expériences
jusqu’ici n’ont rien donné de positif, nous concluons que la vitesse de
la source lumineuse ne saurait avoir d’influence sur la transmission de
la lumière; qu’en savons-nous? Et c’est cependant sur cette proposition
que nous bâtissons la théorie de la Relativité, où nous posons dès lors
comme une sorte d’axiome que nos 300 000 kilomètres, ou à peu près,
marquent la limite de la vitesse de propagation d’une action matérielle.
Et la gravitation, qu’en font donc nos théoriciens? Nous n’allons pas,
je suppose ramener la vieille querelle de l’action à distance; s’il faut
un milieu pour transporter la lumière, il en faut un, le même peut-être,
pour transmettre les actions gravifiques. C’est donc une action
cinétique qui se propage entre les masses. De quelle nature est cette
action, nous l’ignorons; mais peu importe, l’essentiel est qu’elle
existe et nous parviendrons un jour à enregistrer sa vitesse. Nos
successeurs seront donc amenés à réviser la théorie actuelle de la
relativité. Le signal lumineux n’étant qu’un procédé grossier pour
définir la simultanéité, les savants de l’avenir auront une définition
calquée sur la première, évidemment, mais qui se rapprochera de celle
donnée par la formule du temps absolu et tout se passera à très peu près
comme dans la Mécanique classique.
Nous n’en sommes pas là, je vous l’accorde; mais, au moins, enregistrons
la leçon que nous donne la gravitation. Qu’on ne nous parle plus de la
vitesse de la lumière comme la limite que ne peuvent dépasser les
mouvements d’un corps matériel. Conservons de la Relativité, les
principes essentiels qu’elle nous a démontrés, mais laissons à
l’expérience le soin de nous dire jusqu’où nous devons continuer à nous
engager dans cette voie pleine d’embûches et de périls.
* * * * *
Après avoir parcouru ce premier stade de notre étude, je demande au
lecteur de résumer ici toute ma pensée:
Depuis près d’un demi-siècle, la physique de l’atome nous a montré que
nos lois générales, en particulier la loi de Newton sur l’attraction
universelle, ne sauraient prétendre à tout expliquer. Il faudrait
pouvoir englober dans une formule synthétique l’électro-dynamique, la
théorie de la lumière et l’attraction des masses célestes réparties à
profusion dans l’Univers.
Moyennant des postulats qui s’appuient sur des expériences paraissant
encore insuffisantes, Lorentz, puis Einstein, pour ne citer que les
principaux, ont essayé d’opérer cette synthèse. La théorie de la
relativité est un de ces essais remarquables; les principes en
paraissent assez bien établis, mais ils sont conditionnels: c’est dire
qu’ils disparaîtraient le jour où un seul des postulats serait trouvé en
défaut.
La série des déductions mathématiques qu’on en retire est inattaquable,
mais elle ne vaut que ce que valent les prémisses; ce sont de purs
symboles dont l’interprétation est plus ou moins arbitraire. Il reste
encore dans l’ensemble, bien des contradictions et des obscurités.
Cette mise au point des conclusions où nous mène ce que l’on appelle la
_Relativité restreinte_, était nécessaire avant d’aborder la suite des
idées d’Einstein et de Minkowski sur les conséquences de la _Relativité
généralisée_.
Au début, Einstein s’est bien gardé de vouloir donner une théorie
physique des phénomènes; même dans la Relativité généralisée où nous
trouverons d’étranges propositions, le physicien allemand nous
avertissait en 1915, que «l’espace et le temps sont dépouillés des
dernières traces de réalité objective»; en 1920, il ajoutait que sa
théorie «ne peut ni ne veut donner aucun système du monde, mais
seulement une condition restrictive à laquelle les lois de la nature
doivent se soumettre».
Malheureusement, comme le remarque fort bien M. Maillard, «en science
comme en art, les disciples s’imaginent que pour surpasser le maître, il
est nécessaire et suffisant de déformer sa pensée[44]».
[44] Cf. L. MAILLARD: _Cosmogonie et Gravitation_, p. 39 (Lausanne,
1922).
Toutefois, ces paroles judicieuses appellent une remarque: à la suite
des conférences et des controverses auxquelles prit part Einstein
lui-même, il semble bien que le _maître_ se soit laissé glisser peu à
peu sur une pente qu’il affectionnait. Peut-on faire de la science sans
idée préconçue? Je ne le pense pas; tôt ou tard, en face des notions
premières et des théorèmes fondamentaux auxquels on est acculé, on sent
le besoin de l’interprétation; le métaphysicien qui sommeille en chacun
de nous, se réveille et l’on se trouve amené à prendre parti dans des
querelles qui subsistent depuis Aristote et Platon et qui, toutes, se
réfèrent à la nature intime des choses.
Si j’en crois ceux qui ont approché Einstein pendant son séjour à Paris,
le physicien allemand a eu l’ambition--mettons tardive--de donner une
nouvelle figure du monde. Je serai le dernier à le lui reprocher, et je
n’ai jamais compris pour ma part le précepte de Bacon: «Physique,
garde-toi de la Métaphysique»; car la Physique ne résout rien; ou
plutôt, n’est-ce pas son but que d’essayer de résoudre les problèmes que
lui pose le métaphysicien, tout au moins d’éclairer la marche du penseur
et de lui fournir les données expérimentales, seuls appuis solides des
théories?
Bon gré, mal gré, dès qu’on explore les avenues de la nature dans tous
les champs qu’elle offre à notre connaissance, nous ne savons plus
distinguer, suivant l’élégante expression du Père Carbonnelle, où se
trouvent les «confins de la Science et de la Philosophie». Où s’arrête
la première, où commence la seconde? Nul ne saurait le dire. C’est que,
dans la réalité, la connaissance de l’Univers ne peut être donnée à
l’homme qu’à l’aide de ses facultés: il faut le raisonnement joint à la
sensation. Pas de pouvoir d’enregistrement, pas d’acquisition des faits
sans les données sensibles; mais aussi, pas d’interprétation de nos
statistiques sans une application de l’entendement qui abstrait, qui
induit, qui compare, qui généralise, toutes opérations qui ne sauraient,
quoi qu’on dise, relever de la sensation pure.
Cette alliance harmonieuse de facultés si différentes, est la source de
notre faiblesse et de notre force tout à la fois. Qui ne voit en effet,
qu’en vertu de la sensation, le réel se présente sous un double aspect:
en même temps qu’il est subjectif, en tant que le non-moi provoque une
modification du moi, il est objectif en tant qu’il dépend de la nature
du non-moi, c’est-à-dire du monde extérieur.
L’homme simple prête aux choses des qualités toutes subjectives; le
physicien, au contraire, sait très bien que ces qualités, objectivement,
ne répondent pas au _donné_, bien qu’elles en soient la cause. Et c’est
ici qu’intervient le raisonnement. Dès ce moment, notre physicien, qu’il
le veuille ou non, se mue en philosophe; car la philosophie n’est à
proprement parler que la recherche des causes; et voilà où est l’écueil.
Pratiquement, les deux rôles sont plus ou moins confondus, car nous
naissons tous avec la curiosité de savoir: lorsque j’étais enfant, je
démontais mes poupées pour savoir comment elles disaient «Papa»; plus
tard je mettais en pièces mes locomotives pour en surprendre le
mécanisme; à l’âge d’homme, je conçus l’ambition, après avoir étudié
l’Astronomie, de démonter le Système solaire et d’aboutir à une nouvelle
Cosmogonie, toujours aiguisé par la curiosité; à l’heure actuelle,
j’aurais à cœur de comprendre les ressorts cachés de l’Univers, la
composition de l’atome, celle de l’éther et les interactions de la
substance matérielle dont la seule modalité irréductible paraît être
l’énergie.
Vous apercevez maintenant l’ordre suivi: des causes visibles, nous
remontons aux invisibles; mais alors, la sensation brute ne nous apprend
plus rien; le physicien, je le sais, possède un puissant outillage;
n’empêche qu’à un certain moment, son magasin se trouve à court; il lui
faut donc d’autres procédés plus puissants ou plus faibles, suivant sa
manière de les utiliser. Je veux parler de l’hypothèse, de l’induction,
des formes les plus variées du raisonnement; mais toutes, au fond, se
ramènent à la faculté de généralisation... et l’écueil pour lui sera
d’être poussé inconsciemment, après avoir dépouillé les objets de leurs
qualités réelles, à leur prêter des qualités abstraites, fruits
imaginaires de la faculté qu’il possède de s’élever au général. En
d’autres termes et d’une façon plus concise, le danger pour le savant
consistera toujours à se laisser entraîner à la construction du monde
extérieur, c’est-à-dire du réel objectif, en lui prêtant des qualités
_abstraites_ tirées du _donné_.
C’est là, à mon avis, et non pas ailleurs, qu’il faut rechercher
l’explication des obscurités, des contradictions et des antinomies
rencontrées à chaque pas dans les problèmes concernant l’Espace et le
Temps.
Voilà l’écueil que n’ont pas su éviter les Einsteiniens dans leur
construction hâtive et toute artificielle du monde physique. «La théorie
de la relativité a passé en revue tous les sujets de la Physique. Elle a
unifié les grandes lois qui, par la précision dans la forme et la
rigueur dans l’application, ont conquis dans la science humaine la place
d’honneur que la Physique occupe aujourd’hui. Et pourtant, en ce qui
concerne la nature des choses, cette science n’est qu’une forme vide--un
échafaudage de symboles...» Et de qui sont ces paroles? D’un des plus
grands savants qui connaissent le mieux la doctrine de la relativité,
d’Eddington lui-même qui a vérifié la fameuse loi de la déviation du
rayon lumineux au cours de l’éclipse de Soleil du 29 Mai 1919[45]. A
certains, le jugement paraîtra bien sévère; les chapitres qui vont
suivre seront cependant de nature à le justifier.
[45] A. S. EDDINGTON: _Space, Time and Gravitation_, p. 200 (Univ.
Press, Cambridge, 1920).