Comment le jeune et ambitieux Einstein s'est approprié la Relativité restreinte de Poincaré

pas parce que le monde physique peut être écrit en langage
mathématique qu’il faut confondre ce langage avec ce qu’il décrit.
     
    Du cadran solaire à l’horloge atomique
    C’est tout d’abord l’observation du Soleil qui sert à
mesurer le déroulement du temps grâce aux cadrans solaires. Les horloges à eau,
ou clepsydres, apparaissent environ 3000 ans avant J. -C. en Égypte ; les
sabliers, plus pratiques et précis, les remplacent par la suite. Il faut
attendre le XVII e siècle pour que soit inventée la première horloge
à régulateur. Galilée, ayant établi les lois du mouvement du pendule, envisage
la possibilité d’en faire un régulateur d’horloge. Mais c’est Christiaan Huygens
qui, en 1657, réalise la première horloge à pendule pesant, le balancier de nos
horloges d’antiquaires, et de nombreux perfectionnements s’ensuivirent au cours
des siècles.
    Dans les années 1930, les meilleures horloges mécaniques des
observatoires atteignaient cependant très difficilement une précision de l’ordre
de la milliseconde par jour. Ce sont les horloges électroniques qui vont
améliorer cette précision. Les premiers travaux sur les quartz résonants pour
les applications chronométriques datent de 1921. Les premières horloges à
quartz sont contruites en 1930, puis le développement de la montre électronique
s’inscrit pour l’essentiel entre 1950 et 1980.
    Ce sont actuellement les horloges atomiques [H12, H13] qui
servent d’étalon de mesure du temps (physique). La précision relative atteinte
devient littéralement fabuleuse, de l’ordre du millionième de milliardième de
seconde. Il est vrai que la physique, et en particulier la Relativité, a besoin
de ces nouveaux systèmes de mesure du temps. Elle étudie en effet d’innombrables
phénomènes qui durent aussi peu qu’une nanoseconde (un milliardième de seconde)
et même une picoseconde (un millième de milliardième de seconde).
     

Chapitre 2 :
La Relativité selon Galilée
     
     
     
     
     
     
     
    Outre une nouvelle réflexion sur le temps, les fondements de
la Relativité restreinte comportent une extension d’un principe dit de
relativité mis en évidence par Galileo Galilei, dit Galilée (1564-1642). Quant
au temps, Galilée admet implicitement la position de Pascal selon lequel nous
sommes incapables de définir certaines données premières. Approfondissons cette
notion avant d’aborder la Relativité galiléenne.
    C’est Isaac Newton (1642-1727), né l’année de la mort de
Galilée, qui va faire explicitement la distinction entre le temps « vrai »,
considéré comme une notion première, et le temps « apparent » qui est
le temps physique.
    Jusqu’à ce qu’apparaissent les prémices de la Relativité
restreinte, c’est-à-dire jusqu’aux premières réflexions d’Henri Poincaré (1854-1912)
sur le temps, en 1898, ce dernier sera pour les physiciens celui que Isaac
Newton a codifié. C’est dans son célèbre ouvrage Philosophiae naturalis
principia mathematica, publié en 1687, que Newton parle explicitement du
temps.
Le temps de la philosophie naturelle
    Les Principes mathématiques de la philosophie naturelle de
Newton constituent son œuvre maîtresse, fondements de la dynamique classique. Il
énonce dans ce traité la fameuse loi fondamentale de la dynamique selon
laquelle l’accélération d’un corps est proportionnelle à la force qui agit sur
lui. Nous avons vu qu’il y expose également sa théorie de la gravitation.
    Les principes de Newton restent toujours la base de la
dynamique classique, et ne sont devenus caduques que pour les particules qui se
meuvent à très grande vitesse, de l’ordre de celle de la lumière, ainsi que
dans le monde atomique et subatomique où doivent être pris en compte les
phénomènes quantiques. Les nouvelles équations de la mécanique relativiste
deviennent d’ailleurs identiques à celles de Newton lorsqu’on considère des
vitesses usuelles du monde macroscopique. De même, les équations de la
mécanique quantique permettent de retrouver, grâce au théorème d’Ehrenfest, les
équations de Newton pour des particules dont les phénomènes ondulatoires sont
très localisés en leur voisinage.
     
    Le temps « vrai » et le temps des horloges
    En ce qui concerne le temps, Newton considère, comme nous l’avons
vu chez Pascal, que le temps n’a pas besoin d’être défini. Il fait aussi la
distinction entre ce qu’il considère