Pour commencer, commençons par une anecdote très à propos de Lorentz lui-même. Lors d'une conférence sur l'expérience de Michelson-Morley en 1927 à laquelle Lorentz et Michelson étaient présents, Michelson a suggéré que Lorentz était l'initiateur de la théorie de la relativité. Lorentz a alors répondu: «J'ai considéré ma transformation temporelle uniquement comme une hypothèse de travail heuristique. La théorie de la relativité est donc en réalité uniquement l'œuvre d'Einstein. Et il ne fait aucun doute qu'il l'aurait conçu même si le travail de tous ses prédécesseurs dans la théorie de ce domaine n'avait pas été fait du tout. Son travail est à cet égard indépendant des théories précédentes. Lorentz, répondant à Michelson lors de la conférence Solvay.
Poincaré était confus sur plusieurs points. (Voir la discussion sur Wikipédia concernant «l'équivalence de l'énergie de masse».) Il n'a jamais pu clarifier les relations mécaniques, car il ne pouvait pas comprendre que $ E = mc ^ 2 $. Einstein était au courant du travail de Poincaré, mais il a dérivé la théorie simplement comme une symétrie géométrique, et a fait un système complet à partir des premiers principes en utilisant un et un seul postulat: la vitesse de la lumière est invariante et est la même pour tous les cadres de référence.
Einstein a partagé le crédit avec Lorentz et Poincaré pour la relativité restreinte pendant un certain temps, et Fitzgerald et Maxwell méritent également d'être félicités pour leurs contributions. Cependant, c'était Einstein, et Einstein seul, qui était capable de dériver SR des premiers principes sans solutions ad hoc au problème de transformation. Le grand physicien Wolfgang Pauli dans l'article de l'Encyclopædia Britannica attribue à Einstein seul le mérite d'avoir formulé le principe de relativité, tout comme Lorentz. Poincaré était moins accommodant mais c'est probablement parce qu'il n'a jamais pleinement compris la relativité einsteinienne et s'est embourbé dans la conception galiléenne de la relativité dans laquelle il y a toujours un cadre de référence privilégié. Lorentz et Poincaré ont tous deux dit qu'une variante de "Einstein a simplement supposé ce que nous essayions tous de prouver" (à savoir le principe de relativité) - Lorentz le pensait affectueusement alors que Poincaré l'entendait comme une insulte. Poincaré essayait toujours d'obtenir la relativité des équations de Maxwell, plutôt que de faire un nouveau postulat, et c'est une énorme différence. Voir ci-dessous.
La relativité restreinte était mûre pour la découverte en 1905, mais c'est Einstein, et Einstein seul, qui ont dérivé un système complet des premiers principes (en utilisant un postulat fondamental) et seulement il a correctement dérivé $ E = mc ^ 2 $ de ce postulat. Sans sa dérivation de $ E = mc ^ 2 $, rien n'a de sens. Poincaré, Lorentz, Fitzgerald et Maxwell méritent 50% du crédit (comme Einstein lui-même l'a accepté), mais c'est comme se fendre les cheveux et souligner que Descartes et Fermat méritent 70% du crédit pour le calcul lorsque Newton et Leibniz ont été les premiers à intégrer les différentes dérivations de la géométrie analytique.
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Lorentz a en fait mal interprété ses propres transformations comme s'appliquant à l'éther (en fait, je pense qu'il les a dérivées exprès pour décrire comment l'éther «réagit» de manière à être en accord avec les expériences (Michelson-Morley) . Ainsi, Einstein a le mérite d'avoir été le premier à interpréter correctement les équations et à supprimer le concept d'éther. Poincaré et Lorentz croyaient en l'éther - un fait non trivial - qui représente un cadre de référence privilégié (relativité galiléenne) par opposition à un système de coordonnées qui n'a AUCUN cadre de référence préféré (relativité einsteinienne).
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Einstein a dérivé $ E = mc ^ 2 $ du premier principe, notamment que l'énergie porte l'inertie de l'émetteur à absorbeur, et le cadre de repos qui en résulte que la séparation «masse» et «énergie» implique. Cette dérivation de $ E = mc ^ 2 $ comme conséquence de la relativité restreinte est épistémiquement critique pour la réconciliation ultérieure de Dirac entre la relativité restreinte et la mécanique quantique.
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Einstein avait le les transformations électrodynamiques correctes en 1905, et les expressions correctes de densité d'énergie et de densité d'impulsion, et la bonne relation entre la masse et l'énergie. Poincaré avait tout sauf le dernier, ce qui l'a rendu confus sur plusieurs points importants. Poincaré n'avait pas de géométrie d'espace-temps avant Minkowski parce que: A) il ne la définissait pas par la relativité non galiléenne, B) Poincaré n'exprimait pas le mouvement des particules en termes d'une ligne du monde, ni ne définissait le temps propre comme un paramètre de ligne du monde. Ainsi, dans la mesure où la géométrie de l'espace-temps inclut les lignes du monde et le temps propre, Poincaré n'a pas découvert la géométrie de l'espace-temps. La systématisation complète par Einstein des transformations de Lorentz et des transformations du second ordre a essentiellement tissé l'espace et le temps d'une manière qui n'est pas galiléenne (Poincaré n'est jamais allé aussi loin). Minkowski, a pris la relation d'intervalle d'Einstein et l'a mathématisée en vecteurs 4-d (mais encore une fois, elle était déjà impliquée dans l'article d'Einstein en 1905).
Poincaré a noté une préférence contre l'utilisation de l'espace-temps de Minkowski. Autre curiosité, Moskowzki était assis dans le public lors de sa conférence à Berlin où Poincaré avait parlé du travail d'Einstein à la fois dans le positif et dans le négatif. La transcription de la parole n'inclut cependant aucune mention explicite d'Einstein par son nom, nous devons donc supposer qu'il a fait un peu d'adlib en parlant spécifiquement d'Einstein. D'après l'impression de Moskowzki, il semble que Poincaré considérait effectivement le travail d'Einstein comme non seulement différent du sien, mais… trop révolutionnaire et audacieux. Voir ce lien.
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Einstein a fait valoir qu’une impulsion lumineuse qui est sphérique dans un cadre inertiel, est sphérique dans chaque cadre inertiel. Selon Poincaré, une impulsion lumineuse sphérique dans le cadre privilégié mentionné ci-dessus est un ellipsoïde allongé dans tout autre cadre inertiel. La différence de description est due au fait qu'Einstein a reconnu la relativité des coordonnées spatio-temporelles, alors que Poincaré ne l'a pas fait. Et, la constante d'aberration, Poincaré ne l'a pas dérivée, Einstein l'a fait.
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Bien que Poincaré ait compris indépendamment d'Einstein comment les transformations de Lorentz donnent lieu à des règles de transformation non galiléennes pour les vitesses (en effet Poincaré a dérivé les règles relativistes correctes), il est clair qu'il n'avait pas une pleine appréciation du moderne importance opérationnelle attachée à la coordination des transformations. Il ne semble pas comprendre le rôle joué par les termes du second ordre dans la transformation. Par rapport aux cas de Lorentz et Larmor, il est clair que Poincaré n'a pas pleinement compris que la contraction de longueur ou la dilatation du temps étaient une conséquence de la transformation des coordonnées. Ce que Poincaré attendait n'était rien de moins qu'une nouvelle théorie de l'éther et de la matière - quelque chose de bien plus tiré par les cheveux que ce qui figurait dans l'article de relativité d'Einstein en 1905. Le rejet par Einstein de l'éther est important, mais n'est pas la différence essentielle entre sa conception de la relativité et les conceptions de Lorentz / Poincaré. Pourquoi? Car il est toujours possible d'ajouter pour quelque raison que ce soit la notion de cadre privilégié à la relativité restreinte, tant qu'on admet qu'elle restera inobservable. Cependant, en plus des exemples donnés ci-dessus, il existe d'autres nouvelles fonctionnalités dans le travail d'Einstein.
* La signification complète de la cinématique relativiste n'était tout simplement pas bien comprise avant Einstein. La «théorie de la relativité» telle qu'exprimée par Einstein en 1905 n'était pas non plus prévue, même sous sa forme programmatique. Il est impossible de comprendre toutes les implications de la découverte de la relativité restreinte par Einstein sans prendre en compte les impacts du quantique en physique (voir Paul Dirac). En ce qui concerne la nature conventionnelle de la simultanéité distante, Einstein ne faisait guère plus que de développer un thème que Poincaré avait déjà introduit. Là où Einstein va bien au-delà du grand mathématicien, c'est dans son traitement des transformations coordonnées. En particulier, l'extraction des phénomènes de contraction de longueur et de dilatation du temps directement à partir des transformations de Lorentz dans la section 4 de l'article de 1905 est tout à fait originale. Le génie de l'article d'Einstein en 1905 est que l'interprétation moderne et dynamique de la relativité restreinte - par opposition à l'approche cinématique de l'article d'Einstein en 1905 - est DÉJÀ contenue dans l'article d'Einstein de 1905 «masqué dans le langage de la cinématique» (physicien Harvey Brown) et la compréhension moderne de l'espace-temps.
Vous ne pouvez pas formuler la Relativité Générale en utilisant la conceptualisation de la relativité de Poincaré / Lorentz. Vous pouvez, et Einstein l'a fait, en utilisant Einsteinian SR. Les différences, par exemple, dans la façon dont on obtient la conservation de la masse dans GR varient considérablement selon que vous utilisez l'approche d'Einstein ou de Poincare / Lorentz. J'espère que cela réglera le débat une fois pour toutes. Jusqu'à sa mort, Poicaré n'a jamais pleinement saisi toutes les implications de ce qu'Einstein avait fait. Lorentz, un homme que Einstein appelait «l'homme le plus intelligent que j'aie jamais connu», y est finalement venu une fois que la Relativité Générale s'est avérée si réussie.