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Einstein et l’expérience cruciale de Michelson et Morley

Ce texte est un « article presslib’ » (*)

Dans un article publié en 1905, « Sur l’électrodynamique des corps en mouvement », l’un des cinq articles qu’il rédigea cette année-là (et dont John Stachel qui les republia dans un volume, dit à juste titre qu’ils « changèrent la face de la physique » – Stachel 1998 : 6), Einstein évoque, pour reprendre ses propres termes : « la conjecture dont le contenu sera appelée par la suite, “le principe de relativité”… » (Stachel 1998 : 124). En 1969, l’historien des sciences Gerald Holton se pencha sur un paradoxe apparent à propos de cet article d’Einstein. Comment est-il possible, alors que les explications habituelles de l’origine de ce que nous appelons aujourd’hui la « théorie de la relativité » considèrent que sa justification expérimentale est l’« expérience cruciale de Michelson et Morley » (que je décrirai un peu plus loin), Einstein non seulement ignore cette expérience dans son article mais aussi n’établira jamais qu’à regret un lien entre sa théorie, telle qu’il la formula pour la première fois dans cet article de 1905, et l’expérience qui avait eu lieu dix-huit ans auparavant à Cleveland dans l’Ohio (au Case Institute of Technology, dont le nom est aujourd’hui « Case-Western Reserve University »). Ou, en inversant alors la perspective, pourquoi la plupart des exposés relatifs à la physique au XXe siècle s’évertuent-ils à établir une connexion entre cette expérience et la théorie de la relativité, alors qu’Einstein dénie implicitement qu’il existe entre les deux une connexion déterminante (Holton [1969] 1973 : 261 – 352) ?

La réponse à ces questions n’est pas indifférente car elle touche à l’essence-même de la démarche scientifique et révèle le fossé inquiétant existant entre l’image que le public profane se fait du travail du savant et sa réalité profonde.

En 1887, à l’aide d’un appareil qu’il avait inventé, appelé depuis interféromètre de Michelson, Michelson aidé de Morley mirent en évidence qu’un principe familier des physiciens, établi par Newton, celui de l’additivité des vitesses, ne s’applique pas à la lumière.

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Deux approches conflictuelles pour la gravité

Ce texte est un « article presslib’ » (*)

La physique constitue aux yeux des membres de notre culture, un discours certain : la physique dit les choses comme elles sont. À ce titre elle s’assimile à ce que nous reconnaissons dans d’autres cultures comme « religion ». Différence notable cependant avec les religions monothéistes révélées : il est admis par tous que la physique est une construction humaine, son édification peut être constatée comme résultat de l’activité des hommes au fil de plusieurs siècles ; son processus est celui d’une découverte, non d’une révélation.

Autre différence avec les religions, l’efficacité empirique de la physique comme application d’un discours théorique peut être mise en évidence sans difficulté. Ainsi, dans le cas de la physique impliquée dans la construction de la bombe atomique : sa faisabilité fut acquise de manière déductive à partir d’une équation entre la masse d’un corps et son énergie, et la masse critique à mettre en présence (par rapprochement de deux demi-quantités) fut calculée avec une très grande précision à partir, une fois encore, de considérations théoriques, avant qu’ait lieu tout test pratique. Ou, dit autrement, le cas de la bombe atomique met en évidence de manière incontestable que sa mise au point ne résulte pas de manipulations empiriques fondées en réalité sur l’essai et l’erreur.

Cette efficacité réelle et indéniable n’exclut cependant pas la possibilité d’une « surdétermination », la possibilité que la physique moderne contemporaine n’ait produit que « l’un des discours théoriques possibles » sur la nature et sur le fonctionnement de l’univers qui nous entoure. Après tout, de nombreux discours « empiriques » ont eux aussi une efficacité réelle dans le monde sensible. Ce qu’ils ont découvert, c’est une manière d’appréhender les choses, qui débouche sur un efficace. Ainsi, la médecine yoruba, décrite par Buckley (1985), fondée sur une typologie des humeurs corporelles en fonction de leur couleur blanc, noir ou rouge, débouche elle aussi sur une efficacité réelle dans le monde sensible. Kojève, dans sa thèse refusée (par des savants classiques) sur la physique mettait en avant qu’un autre discours physique qui supposerait lui une causalité « approximative » où les causes ont « en général » les mêmes effets – soit une vision du monde extrêmement différente de celle qu’offre la physique contemporaine – produirait les mêmes résultats pratiques que celle-ci, et serait même irréfutable par elle (Kojève 1990).

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