Mais il y a encore—pour le moins—une troisième explication possible.

Elle introduit des hypothèses nouvelles et même insolites, mais

nullement absurdes. D'ailleurs c'est surtout en physique que le vrai

peut quelquefois n'être pas vraisemblable. Elle montrera, que même en

dehors de celle de Lorentz, on peut rendre compte du résultat de

Michelson autrement que par l'interprétation einsteinienne.

Voici cette troisième hypothèse explicative:

Chaque corps matériel entraîne avec lui, comme une sorte d'atmosphère,

l'éther qui lui est lié. Il existe en outre dans le vide interastral un

éther immobile, insensible au mouvement des corps matériels qui s'y

meuvent, et que, pour le distinguer de l'éther lié aux corps, nous

appellerons le _suréther_. Ce suréther occupe tout le vide

interstellaire et se superpose près des astres à l'éther qu'ils

entraînent. L'éther et le suréther se transpénètrent de même qu'ils

transpénètrent la matière, et les vibrations qu'ils transmettent

s'y propagent indépendamment. Quand un corps matériel émet des trains

d'ondes dans l'éther qui l'entoure, celles-ci sont animées par rapport à

lui de la vitesse constante de la lumière. Mais lorsqu'elles ont

traversé la couche relativement mince d'éther liée à ce corps matériel,

et qui se fond graduellement dans le suréther, c'est dans celui-ci que

se fait leur propagation et c'est par rapport à lui qu'elles prennent

progressivement leur vitesse.

C'est ainsi qu'un bateau traversant le lac de Genève avec une certaine

vitesse possède, vers le milieu du lac, cette vitesse par rapport à

l'étroit courant qu'y fait le Rhône, puis la reprend par rapport au lac

immobile.

Ainsi, bien qu'émanées d'astres qui s'éloignent ou s'approchent de nous,

les rayons lumineux des étoiles posséderont la même vitesse lorsqu'ils

nous parviendront, et qui sera la vitesse commune que leur impose le

suréther. Ainsi, d'autre part, les rayons des étoiles arrivant à nos

lunettes seront propagés jusqu'à nous par le suréther et sans que la

très mince couche d'éther mobile avec la Terre ait pu troubler cette

propagation.

Dans ces hypothèses tous les faits s'expliquent et se concilient: 1º

l'aberration des étoiles, parce que les rayons qui nous en arrivent nous

sont transmis sans altération par le suréther; 2º le résultat négatif de

l'expérience de Michelson, parce que la lumière que nous produisons au

laboratoire se propage dans l'éther entraîné par la Terre et où elle est

née; 3º le fait qu'en dépit du rapprochement ou de l'éloignement des

étoiles, leurs rayons nous arrivent avec la vitesse commune qu'ils ont

acquise dans le suréther, peu après leur émission.

Cette explication, si étrange qu'elle puisse paraître, n'est pas absurde

et ne soulève aucune difficulté qu'on ne puisse surmonter. Elle prouve

que si le résultat de Michelson constitue une sorte de cul-de-sac, il

est pour en sortir d'autres issues que la théorie d'Einstein.

En résumé, pour échapper aux difficultés, aux apparentes contradictions

manifestées par l'expérience, à l'antinomie qui existe entre

l'aberration et le résultat de Michelson, trois voies nous sont

offertes, et qui se ramènent à cette alternative:

1º La contraction des corps par la vitesse est réelle (Lorentz).

2º La contraction des corps par la vitesse n'est qu'une apparence due

aux lois de propagation de la lumière (Einstein).

3º La contraction des corps par la vitesse n'est ni une réalité ni une

apparence; elle n'existe pas (hypothèse du suréther conjugué à l'éther).

Cela prouve que l'explication einsteinienne des phénomènes n'est

nullement imposée par les faits, ou du moins n'est pas imposée par eux

impérativement et à l'exclusion de toute autre.

* * * * *

Est-elle du moins imposée par la raison, par les principes, par le

caractère d'évidence de ses prémisses rationnelles, parce qu'elle ne

choque pas, à l'égal des autres, le bon sens et nos habitudes mentales?

On pourrait le croire d'abord, lorsqu'on la compare à la doctrine de

Lorentz,—et pour ne pas surcharger cette discussion, je laisserai

provisoirement de côté la troisième théorie explicative qui a été

esquissée, celle du suréther.

Ce qui a paru choquant dans l'hypothèse de la contraction réelle de

Lorentz c'est en premier lieu que cette contraction ne dépend que de la

vitesse des objets, nullement de leur nature; c'est qu'elle est la même

pour tous quelle que soit leur substance, leur composition chimique,

leur état physique.

A la réflexion cette chose étrange paraît moins inadmissible. Ne

savons-nous pas en effet que les atomes sont tous formés des mêmes

électrons dont l'arrangement et le nombre atomique diffèrent seuls et

seuls différencient les corps.

Si alors les électrons communs à toute matière subissent ensemble, de

même que leurs distances relatives, une contraction due à la vitesse, il

est en somme assez naturel de penser que le résultat puisse être

identique pour tous les objets. Quand la chaleur dilate une grille de

fer de longueur donnée, la quantité dont une température de cent degrés

surélève et élargit cette grille sera la même, que celle-ci compte

dix barreaux ou cent barreaux d'acier au mètre courant, pourvu qu'ils

soient identiques.

Ce n'est donc pas là en définitive que réside l'invraisemblance qui a

fait rejeter par les relativistes la théorie de Lorentz.

C'est dans les principes mêmes de cette théorie, c'est parce qu'elle

admet dans la nature un système de référence privilégié, l'éther

immobile par rapport à quoi les corps se déplacent.

Examinons cela d'un peu plus près.

On a dit que l'éther immobile de Lorentz est en somme une résurrection

de l'_espace absolu_ de Newton tant attaqué par les relativistes. Rien

n'est moins sûr. Si, comme nous l'avons supposé dans le chapitre

précédent, notre Univers stellaire n'est qu'une gigantesque bulle

d'éther divaguant dans un espace vide d'éther, parmi d'autres bulles

d'éther à jamais inconnaissables à l'homme, il est évident que la

gouttelette éthérée qui constitue notre Univers peut très bien être en

mouvement dans l'espace qui l'entoure et qui serait le véritable espace

absolu.

De ce point de vue, l'éther lorentzien ne peut donc être assimilé à

l'espace absolu. Faire cette assimilation revient à dire que l'espace

dénommé absolu par Newton ne mérite peut-être pas ce nom. Si l'espace

newtonien n'est que le continu physique où se déroulent les événements

de notre Univers particulier, il n'est alors rien moins qu'absolument

immobile.

Toute la querelle faite à Newton revient en ce cas à lui reprocher

une impropriété d'expression, et d'avoir appelé absolu ce qui n'est que

privilégié pour un Univers donné.

Ce serait une querelle grammaticale, et Vaugelas n'a jamais suffi à

bouleverser la Science.

Mais les relativistes, ou du moins ces relativistes impénitents que sont

les einsteiniens ne se contenteront pas de cela. Il ne leur suffit point

que l'espace newtonien avec tous ses privilèges ne soit peut-être pas

l'espace absolu.

Notre conception de l'Univers, île mouvante d'éther, concilierait très

bien la prééminence de l'espace newtonien et l'agnosticisme qui nous

dénie toute emprise sur l'absolu. Cela encore un coup ne suffit pas aux

einsteiniens. Ce qu'ils entendent faire, c'est dépouiller résolument

l'espace newtonien sur lequel a été construit la mécanique classique, de

tous ses privilèges. C'est faire rentrer cet espace dans le rang, c'est

le réduire à être l'analogue de tous les autres espaces qu'on peut

imaginer et qui se meuvent arbitrairement par rapport à lui: rien de

plus.

* * * * *

Du point de vue agnostique, du point de vue sceptique et douteur, cette

attitude est forte et belle. Mais au cours de ce volume nous avons assez

admiré la puissante synthèse théorique d'Einstein et les

surprenantes vérifications à quoi elle a conduit, pour avoir le droit de

faire maintenant nos réserves. On peut mettre en doute même les

dénégations des douteurs, car elles aussi, en fin de compte sont des

affirmations.

Nous croyons qu'en face de l'attitude philosophique des einsteiniens, en

face de ce que j'appellerais volontiers leur relativisme absolu, il est

permis de s'insurger un peu et de dire ceci:

Oui, tout est possible, ou du moins beaucoup de choses sont possibles

mais toutes ne sont pas. Oui, si je pénètre dans un appartement inconnu,

la pendule du salon peut être ronde, carrée ou octogone. Mais lorsque

franchissant la porte j'ai vu que cette pendule est carrée, j'ai le

droit de dire: elle est carrée; elle a le privilège d'être carrée, c'est

un fait qu'elle n'est ni ronde, ni octogone.

De même dans la nature. Le continu physique qui, comme un vase, épouse

les phénomènes de l'Univers, pourrait avoir par rapport à moi—et tant

que je ne l'ai pas observé—des mouvements ou des formes quelconques.

Mais en fait, il est ce qu'il est, et il ne peut être en même temps des

choses différentes. L'horloge du salon ne peut être à la fois toute en

or et toute en argent.

On peut donc concevoir, parmi les possibilités que nous imaginons dans

le monde extérieur, une possibilité privilégiée: celle qui est

effectivement réalisée, celle qui existe.

Le relativisme total des einsteiniens revient à affirmer l'Univers

tellement extérieur à nous que nous n'avons aucun moyen d'y

distinguer le réel du possible, en ce qui concerne l'espace et le temps.

Les newtoniens au contraire affirment que l'espace réel, le temps réel

se manifestent à nous par des signes particuliers. Nous analyserons plus

loin ces signes.

En somme les relativistes purs ont cherché à échapper à la nécessité de

supposer une réalité inaccessible.

C'est un point de vue à la fois beaucoup plus modeste et beaucoup plus

outrecuidant que celui des newtoniens, des «absolutistes».

Plus modeste, parce que selon l'einsteinien nous ne pouvons pas

connaître certaines choses que l'absolutiste pense au contraire pouvoir

approcher: le temps et l'espace réels. Plus outrecuidant, parce que le

relativiste affirme qu'il n'y a pas de réalité autre que celle qui est

accessible à l'observation. Pour lui inconnaissable et inexistant sont

presque synonymes. C'est pourquoi Henri Poincaré qui fut, avant

Einstein, le plus profond des relativistes répétait sans cesse que les

questions concernant l'espace et le temps absolus n'ont «aucun sens».

En définitive les einsteiniens ont fait leur devise du mot d'Auguste

Comte: Tout est relatif et cela seul est absolu.

En face, Newton dont Henri Poincaré se refusait énergiquement à admettre

les prémisses spatio-temporelles, et avec lui la science classique, ont

une attitude que Newton a admirablement définie lui-même lorsqu'il

écrivait: «Je ne suis qu'un enfant qui joue sur le rivage, m'amusant à

trouver de temps en temps un caillou mieux poli ou un coquillage

plus beau que d'ordinaire, pendant que le grand océan de la vérité reste

toujours inexploré devant moi.» Newton affirme que cet océan est

inexploré, seulement il affirme qu'il existe, et de la forme des

coquillages trouvés, il déduit certaines des qualités de cet océan, et

notamment celles qu'il appelle le temps et l'espace absolus.

Einsteiniens et newtoniens sont d'accord pour penser que le monde

extérieur n'est pas aujourd'hui totalement réductible à la science. Mais

leur agnosticisme a des limites différentes. Les newtoniens croient que,

si extérieur que nous soit le monde, il ne l'est pas au point que le

temps réel et l'espace réel nous soient inaccessibles. Les einsteiniens

sont d'un autre avis. Ce qui les sépare c'est seulement une question de

degré dans le scepticisme.

Toute la controverse se ramène à une contestation de frontières entre

deux agnosticismes.

[Cul-de-lampe]

CHAPITRE NEUVIÈME

EINSTEIN OU NEWTON?

_Discussion récente du relativisme à l'Académie des Sciences ||

Les indices de l'espace privilégié de Newton || Le principe de

causalité base de la Science || Examen des objections de M.

Painlevé || Arguments newtoniens et échappatoires relativistes ||

Les formules de gravitation de M. Painlevé || Fécondité de la

doctrine einsteinienne || Deux conceptions du monde ||

Conclusion._

En quoi consistent les _signes particuliers_ où la conception

newtonienne de la nature reconnaît qu'on a affaire à cet espace

privilégié que Newton appelait l'espace absolu et qui lui apparaît, à

l'exclusion des autres, comme le cadre réel, intrinsèque des phénomènes?

Ces signes, ces critères sont implicitement à la base du développement

de la science classique. Pourtant ils étaient un peu restés dans l'ombre

des discussions provoquées par le système d'Einstein.

Délaissant un moment d'autres soins peut-être moins nobles, M. Paul

Painlevé vient, devant l'Académie des Sciences, d'attirer avec éclat

l'attention sur les raisons anciennes mais toujours vigoureuses qui

ont communiqué leur force à la conception newtonienne du monde.

L'espace absolu, le temps absolu de Newton et de Galilée, appelons-les

désormais l'espace privilégié, le temps privilégié, pour ne plus prêter

le flanc aux objections métaphysiques assez justifiées en somme, que le

qualificatif _absolu_ pouvait soulever.

Pourquoi la science classique, la mécanique de Galilée et de Newton

sont-elles fondées sur l'espace privilégié, le temps privilégié?

Pourquoi rapportent-elles tous les phénomènes à ces repères uniques

qu'elles considèrent comme adéquats à la réalité? C'est à cause du

principe de causalité.

Ce principe peut s'énoncer ainsi: des causes identiques produisent des

effets identiques. Cela veut dire que les conditions initiales d'un

phénomène déterminent ses modalités ultérieures. C'est en somme

l'affirmation du déterminisme des phénomènes, sans lequel la science est

impossible.

Assurément on peut chicaner là-dessus. Des conditions parfaitement

identiques à des conditions initiales données ne peuvent jamais être

reproduites ou retrouvées, en un autre temps ou en un autre lieu. Il y a

toujours quelque circonstance qui ne sera plus la même, par exemple le

fait que, entre les deux expériences, la Nébuleuse d'Andromède se sera

rapprochée de nous de quelques milliers de kilomètres. Et nous sommes

sans action sur la Nébuleuse d'Andromède.

Heureusement, et cela sauve tout, les corps éloignés n'ont qu'une

action négligeable, semble-t-il, sur nos expériences, et c'est pourquoi

nous pouvons répéter celles-ci.

Par exemple, si nous mettons aujourd'hui un gramme d'acide sulfurique

fumant dans dix grammes de solution de soude au dixième, ces corps

produiront dans le même temps, la même quantité du même sulfate de soude

qu'ils eussent fait l'an passé, dans les mêmes conditions de température

et de pression, et bien que dans l'intervalle le maréchal Foch ait

débarqué aux États-Unis.

Cela fait que le principe de causalité (mêmes causes, mêmes effets) est

toujours vérifié et ne pourra jamais être pris en défaut. Ce principe

est donc une vérité d'expérience, mais en outre il s'impose à notre

entendement avec une puissance irrésistible.

Il s'impose même aux animaux. Le proverbe «Chat échaudé craint même

l'eau froide» le prouve.... Il prouve aussi qu'on peut interpréter

abusivement ce principe.... En tout cas, non seulement la science, mais

la vie tout entière des hommes et des bêtes sont fondées sur lui.

La conséquence de ce principe, c'est que si les conditions initiales

d'un mouvement présentent une symétrie, celle-ci se retrouvera dans le

mouvement. M. Paul Painlevé vient d'y insister avec force au cours de la

discussion récente du Relativisme à l'Académie des Sciences. De cette

remarque découle notamment le principe de l'inertie: un corps

abandonné librement loin de toute masse matérielle, restera immobile ou

décrira une ligne droite, par raison de symétrie.

Il décrira effectivement une droite pour un certain observateur (ou pour

des observateurs animés de vitesses uniformes par rapport au premier).

Les newtoniens disent que l'espace de ces observateurs est privilégié.

Au contraire, pour un autre observateur animé par rapport à ceux-là d'un

mouvement accéléré, la trajectoire du mobile est une parabole et n'est

plus symétrique. Donc l'espace de ce nouvel observateur n'est pas

l'espace privilégié.

Il me semble qu'à cela les relativistes peuvent répondre: Vous n'avez

pas le droit de définir les conditions initiales pour un observateur

donné, puis le mouvement subséquent pour un autre animé d'une vitesse

accélérée. Si vous définissez aussi vos conditions initiales par rapport

à celui-ci, le mobile à l'instant qu'on l'abandonne n'est pas libre pour

cet observateur, mais tombe dans un champ de gravitation. Rien

d'étonnant alors à ce que le mouvement produit lui semble accéléré et

dissymétrique. Le principe de causalité n'est en défaut ni pour l'un ni

pour l'autre des observateurs.

On peut aussi définir autrement le système privilégié en disant: c'est

celui par rapport auquel la lumière se propage en ligne droite dans un

milieu isotrope. Mais en ce cas, pour un observateur fixé à la Terre qui

tourne, les rayons des étoiles se déplacent en spirale, et les

newtoniens en déduiraient que la Terre tourne par rapport à leur espace

privilégié. Les einsteiniens répliqueront que l'espace où circulent ces

rayons n'est pas isotrope et qu'ils y sont déviés de la ligne droite par

le champ de gravitation tournant qui cause la force centrifuge de la

rotation terrestre. Il y aura toujours pour eux une échappatoire qui

laissera intact le principe de causalité.

Il semble donc difficile de démontrer sans réplique l'existence du

système privilégié en partant du principe de causalité et chacun reste

sur ses positions.

* * * * *

En revanche il y a une force d'évidence, une pénétration aiguë et

convaincante dans la seconde partie des critiques élevées par M.

Painlevé contre les principes de la doctrine einsteinienne.

Résumons l'argumentation du célèbre géomètre. Vous déniez, dit-il aux

einsteiniens, tout privilège à un système de référence quelconque. Mais

lorsque, de vos équations générales, vous voulez déduire par le calcul

la loi de la gravitation, vous ne pouvez le faire et vous ne le faites

réellement, qu'en introduisant des hypothèses newtoniennes à peine

déguisées et des axes de référence privilégiés. Vous n'arrivez au

résultat de votre calcul qu'en séparant nettement le temps de l'espace

comme Newton, et en rapportant vos mobiles gravitants à des axes

privilégiés purement newtoniens, et pour lesquels certaines conditions

de symétrie sont réalisées.

Toute cette fine et profonde critique de M. Painlevé est à rapprocher de

celle de Wiechert qui a déniché diverses autres hypothèses introduites,

chemin faisant, dans les calculs d'Einstein.

En définitive, celui-ci paraît ne s'être pas complètement dégagé des

prémisses newtoniennes qu'il répudie. Il ne les dédaigne pas autant

qu'on pourrait croire et ne craint pas, à l'occasion, de les appeler à

son secours, quand il s'agit de faire aboutir le calcul.

C'est proprement un peu adorer ce qu'on a brûlé.

Pour se tirer d'affaire, les einsteiniens répondront sans doute que

s'ils introduisent des axes newtoniens, au cours de leurs

développements, c'est pour rendre le résultat du calcul comparable à

celui des mesures expérimentales. Les axes ainsi introduits dans les

équations ont pour les relativistes cet unique privilège d'être ceux

auxquels les expérimentateurs rapportent leurs mesures. Mais on

conviendra que ce n'est pas là un mince privilège.

* * * * *

Ce n'est pas tout. Le principe de relativité généralisée dit en somme

ceci: tous les repères, tous les systèmes de référence sont équivalents

pour exprimer les lois de la nature et ces lois sont invariantes à

quelque système de référence qu'on les rapporte. Cela veut dire en

somme: il y a entre les objets du monde extérieur des relations qui sont

indépendantes de celui qui les regarde, et notamment de sa vitesse.

Ainsi un triangle étant tracé sur un papier, il y a dans ce triangle

quelque chose qui le caractérise et qui est identique, que le regardant

passe très vite ou très lentement ou avec des vitesses quelconques et en

sens quelconque devant le papier.

M. Painlevé remarque avec quelque raison que, sous cette forme, le

principe est une sorte de truisme. Le mot est dur. Il exprime pourtant

un fait certain. Les rapports réels des objets extérieurs ne peuvent

être altérés par le point de vue de l'observateur.

Einstein répondra que c'est déjà quelque chose de fournir un crible au

travers duquel doivent passer, un critère auquel doivent satisfaire pour

être reconnues exactes, les lois et formules qui servent à représenter

les phénomènes empiriquement observés. Il est vrai. La loi de Newton

sous sa forme classique ne satisfaisait pas à ce critère. Cela prouve

qu'il n'était pas si évident que cela. Il arrive qu'une vérité méconnue

hier devienne aujourd'hui un truisme. Tant mieux.

En exprimant une des conditions auxquelles doivent satisfaire les lois

naturelles, la théorie de la relativité acquiert pour le moins ce que

dans le jargon philosophique on appelle une valeur «heuristique.»

Il n'en est pas moins certain, comme M. Painlevé le montre avec une

vigueur et une clarté parfaites, que le principe de la relativité

généralisée ainsi considéré, ne saurait suffire à fournir des lois

précises. Il serait parfaitement conciliable avec une loi de gravitation

où l'attraction serait en raison inverse, non pas du carré, mais de la

dix-septième, de la centième puissance, d'une puissance quelconque de la

distance.

Pour extraire du principe de la relativité généralisée la loi exacte de

l'attraction, il faut y surajouter l'interprétation einsteinienne du

résultat de Michelson à savoir: que par rapport à un observateur

quelconque la lumière se propage localement avec la même vitesse en tous

sens. Il faut surajouter encore diverses hypothèses que M. Painlevé

considère comme newtoniennes.

A son exposé critique de la relativité présenté avec éclat devant

l'Académie des Sciences, M. Paul Painlevé a ajouté une contribution

mathématique précieuse dont le principal résultat est le suivant: on

peut trouver d'autres lois de la gravitation que celle indiquée par

Einstein et qui toutes correspondent aux conditions einsteiniennes.

Le savant géomètre français en a indiqué plusieurs, une en particulier

dont la formule nettement différente de celle d'Einstein, rend compte

comme celle-ci et avec précision du mouvement des planètes, du

déplacement du périhélie de Mercure, et de la déviation des rayons

lumineux près du Soleil.

Cette formule nouvelle correspond à un espace qui est indépendant du

temps, et elle n'entraîne pas la conséquence qui dérive de la

formule d'Einstein au sujet du déplacement vers le rouge de toutes les

raies spectrales du Soleil.

La vérification ou la non vérification de cette conséquence de

l'équation d'Einstein dont nous avons dans un chapitre précédent indiqué

les difficultés—peut-être insurmontables—en acquiert une importance

nouvelle.

Chose remarquable, plusieurs des formules de gravitation données par M.

Painlevé conduisent, contrairement à celle d'Einstein, à la conclusion

que l'espace reste euclidien lorsqu'on s'approche du Soleil, en ce sens

que les mètres ne doivent pas nécessairement se raccourcir.

Tout cela brille à l'horizon de l'astronomie comme l'aurore d'une époque

nouvelle où des observations d'un raffinement insoupçonné fourniront les

critères délicats, capables d'imposer une forme plus précise, plus

exempte d'ambiguïté à la loi de la gravitation. Il y a encore de beaux

jours... ou plutôt de belles nuits pour les astronomes.

* * * * *

Pour ce qui est des principes la controverse continuera. Elle doit en

définitive aboutir à un dialogue dans le genre de celui-ci.

Einstein et l'univers: Une lueur dans le mystère des choses · 第 11 / 12 段