Henri Poincaré : du « principe de mouvement relatif » au « principe de relativité » en passant par le « principe de réaction » et son rapport à la théorie de Lorentz

Résumé Fr En

Le « principe de relativité » apparaît dans sa forme moderne en 1905, dans les travaux de Henri Poincaré « Sur la dynamique de l’électron ». Mais l’élévation du principe de relativité (galiléen) de la mécanique (newtonienne) au rang de principe général gouvernant toute la physique a été l’objet d’une gestation complexe chez Poincaré. Nous en retraçons les principales étapes en commençant par son cours de physique à la Sorbonne en 1889, où il généralise les conclusions de Fresnel de 1818 sur la réfraction dans l’expérience du prisme d’Arago (le « principe de mouvement relatif » étendu à l’optique). Nous nous intéressons ensuite à ses articles scientifiques dans la revue l’ Éclairage électrique en 1895, où il confronte la théorie de Lorentz au principe de réaction newtonien qui s’applique à la matière seule (son « objection » à la théorie). Poincaré soulève à cette occasion la « connexion » de ce principe avec le « principe de mouvement relatif ». Pour mieux comprendre ces enjeux nouveaux, nous revenons en détail sur l’article fondamental de Poincaré « La théorie de Lorentz et le principe de réaction », à l’occasion du Jubilé pour Lorentz de décembre 1900, où Poincaré précise à quelles conditions ces principes s’étendent à l’électrodynamique. Pour conclure, nous verrons comment, en 1905, le « principe de mouvement relatif » devient « principe de relativité » en lien avec la « cohérence parfaite » de la théorie de Lorentz. Notre article est le premier, à notre connaissance, à donner une perspective d’ensemble aux travaux de Poincaré de 1889 à 1900 mentionnés ci-dessus et à la logique qui les relie.

The principle of relativity first appeared in its modern form in 1905 in the works of Henri Poincaré “On the dynamics of the electron”. However, establishing the (Galilean) principle of relativity of (Newtonian) mechanics as a general principle of physics had a complex gestation in Poincaré’s works. We discuss his physics course at the Sorbonne in 1889 in which he generalized Fresnel’s conclusions of 1818 on refraction in Arago’s prism experiment (the “principle of relative motion” extended to optics). Then we discuss his scientific articles in the journal Éclairage électrique in 1895 in which he confronted Lorentz’s theory with the Newtonian principle of reaction that applies to matter alone (his “objection” to the theory). Poincaré emphasizes herein the “connection” of this principle with the principle of relative motion. In order to better understand this issue, we return in detail to Poincaré’s fundamental article “The theory of Lorentz and the principle of reaction” on the occasion of the December 1900 Jubilee celebration of Lorentz’s defence of his doctoral thesis in which he specifies the conditions required to extend these principles to electrodynamics. In conclusion, we will see how in 1905, the principle of relative motion becomes the “postulate of relativity” in connection with the “perfect coherence” of Lorentz’s theory. To our knowledge our article is the first to give an overall perspective of the works of Poincaré from 1889 to 1900 as mentioned above and to the logic that connects them.