Controverse sur la paternité de la relativité : Einstein ou Poincaré ? (ITW) [VF]

La controverse sur la paternité de la relativité remet en cause l'attribution de la relativité restreinte, de la relativité générale et de l'équation E=mc² à Albert Einstein. Cette attribution est généralement admise, ce qui ne signifie pas que les savants qui ont travaillé sur ces sujets et ont apporté des avancées substantielles à la même époque soient pour autant ignorés dans les présentations de ces théories. Comprendre l'importance du rôle de chacun est une question délicate d'histoire des sciences et qui fait souvent l'objet de débats. Dans le cas de la relativité, ils ont pris une tournure parfois très polémique et très médiatique au point de s'éloigner des débats scientifiques. Cette controverse n'est qu'un élément partiel de l'histoire plus large de la relativité.

L'approche de l'année 2005, choisie année de la physique car année du centenaire de la relativité restreinte, a été l'occasion pour de nombreux historiens des sciences de rappeler le travail de prédécesseurs : Hendrik Antoon Lorentz et Henri Poincaré en ce qui concerne la relativité restreinte, ainsi que David Hilbert dans le domaine de la relativité générale (plus rarement, le travail de Poincaré est rapproché de la relativité générale).

Dans certains cas, les thèses sont allées jusqu'à l'accusation de plagiat contre Einstein et de cabale des chercheurs allemands selon Jules Leveugle. Dans la francophonie, la campagne est surtout localisée en France.

Les protagonistes de la découverte de la relativité restreinte (Hendrik Antoon Lorentz, Henri Poincaré et Albert Einstein) ont parfois eu l'occasion d'exprimer leur point de vue (directement ou indirectement) à propos de la paternité de cette théorie. Ces témoignages de première main (pas nécessairement objectifs) peuvent toutefois mettre en perspective les exégèses actuelles.

• Lorentz à Einstein en 1915 :

« Je sentis la nécessité d'une théorie plus générale, que j'ai tenté de développer plus tard [1904] mais qui a en fait été formulée par vous (et, dans une moindre mesure, Poincaré). »

• Einstein en 1907 :

« [...] de façon surprenante, il se révéla en fait, que pour surmonter la difficulté… il est seulement nécessaire d’appréhender le concept de temps avec suffisamment d’acuité. Il suffisait de s’apercevoir qu’on peut tout simplement définir comme temps une grandeur auxiliaire introduite par H. A. Lorentz, qu’il appelait temps local. Si l’on s’en tient strictement à cette nouvelle définition du temps, alors les équations fondamentales de la théorie de Lorentz sont en accord avec le principe de relativité, à condition seulement de remplacer les équations de transformation données plus haut par d’autres, qui soient en accord avec le nouveau concept de temps. L’hypothèse de H. A. Lorentz et FitzGerald apparaît alors comme une conséquence impérative de la théorie. »

• Lorentz en 1921 :

« Je n’ai pas établi le principe de relativité comme rigoureusement et universellement vrai. Poincaré, au contraire, a obtenu une invariance parfaite des équations de l’électrodynamique et il a formulé le postulat de relativité, terme qu’il a été le premier à employer. »

• Einstein en 1946 :

« Il est hors de doute que si l’on jette un coup d’œil rétrospectif sur son évolution, la théorie de la relativité était mûre en 1905. Lorentz avait déjà découvert, par l’analyse des équations de Maxwell, la transformation qui porte son nom. De son côté, H. Poincaré a pénétré plus profondément dans la nature de ces relations. Quant à moi, je n’avais connaissance, à cette époque, que de l’œuvre importante de 1895 de Lorentz mais non des travaux ultérieurs de Lorentz et, pas davantage, des recherches consécutives de Poincaré. En ce sens, mon travail de 1905 est indépendant. Ce qui est nouveau dans ce mémoire, c’est d’avoir découvert que la portée de la transformation de Lorentz dépassait sa connexion avec les équations de Maxwell et mettait en cause la nature de l’espace et du temps. Ce qui était également nouveau, c’est que l’invariance de Lorentz est une condition générale pour la théorie physique. »

• En 1900, Henri Poincaré publie un article dans lequel il affirme qu'un rayonnement pourrait être considéré comme un fluide fictif d'une masse équivalente m = E/c². Il s'est inspiré pour cette interprétation de la « théorie des électrons » de Lorentz qui incorpore la pression de radiation de Maxwell.

• En 1905, Albert Einstein est le premier à suggérer que lorsqu'un corps matériel perd une énergie E (sous forme de radiation ou de chaleur), sa masse décroît d'une valeur égale à E/c.

• En 1900, Poincaré décrit une procédure de synchronisation pour des horloges en repos les unes par rapport aux autres, très similaire à celle publiée par Einstein dans son article de 1905.

• Le 5 juin 1905, devant l'Académie des sciences à Paris, Poincaré complète les transformations de Lorentz et prouve l'invariance des équations de Maxwell dans une note de 5 pages développée en un mémoire de 50 pages.

• L'article du 26 septembre 1905 d'Einstein ne contient aucune référence à d'autres articles. Il mentionne Lorentz en relation avec le traitement du champ électromagnétique. Poincaré n'est pas mentionné.

• Einstein a lu La Science et l'Hypothèse d'Henri Poincaré avant la rédaction de ses articles majeurs

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