Geometry and Experience, French Translation Section section-0007

Ce n’est pas seulement la géométrie euclidienne pratique, mais aussi sa généralisation immédiate, la géométrie riemannienne pratique et avec elle la théorie de la relativité générale qui reposent sur ces principes. Des principes expérimentaux qui prouvent la justesse de cette supposition, je me contente d’en mentionner un seul. Le phénomène de la propagation de la lumière dans l’espace vide coordonne à chaque intervalle de temps local une droite, c’est-à-dire le chemin de lumière correspondant, et inversement. Cette idée implique que la supposition faite plus haut pour les droites dans la théorie de la relativité doit aussi être valable pour les intervalles du temps d’horloge. Elle peut alors être formulée de la façon suivante : Si deux horloges idéales marchent à un moment donné et en un lieu quelconque avec une vitesse égale (on suppose qu’elles sont très proches l’une de l’autre), elles marcheront toujours avec une vitesse égale, indépendamment du fait où et quand elles ont été comparées ensemble au même endroit. Si cette proposition n’était pas valable pour les horloges naturelles, les fréquences propres de chaque atome du même élément chimique ne concorderaient pas si bien, comme le montre effectivement l’expérience. L’existence de lignes spectrales saillantes offre une preuve expérimentale concluante pour le principe mentionné de la géométrie pratique. C’est grâce à ce fait que nous pouvons en dernier lieu parler d’une façon compréhensive d’une métrique du continu spatio-temporel à quatre dimensions, dans le sens de Riemann. La question, si ce continu est euclidien ou conforme au schéma général riemannien, ou s’il est constitué d’une autre manière, est, d’après la conception ici représentée, une question proprement physique, à laquelle l’expérience doit fournir une réponse ; cette question ne vise pas au choix d’une convention, commandée seulement pour des raisons d’utilité. La géométrie riemannienne sera alors seulement valable, quand les lois de position des corps pratiquement rigides pourront d’autant plus exactement être ramenées à celles de la géométrie euclidienne que les dimensions de la région spatio-temporelle envisagée seront plus petites.

Not only practical Euclidean geometry, but also its immediate generalization, practical Riemannian geometry, and with it the general theory of relativity, rests upon these principles. Of the empirical facts that demonstrate the correctness of this assumption, I shall mention only one. The phenomenon of the propagation of light in empty space assigns to each local interval of time a straight line, that is, the corresponding path of light, and conversely. This idea implies that, in the theory of relativity, the assumption made above for straight lines must also hold for intervals of clock time. It may then be formulated as follows: if two ideal clocks run at the same rate at a given time and at any place (they are assumed to be very close to one another), they will always run at the same rate, irrespective of where and when they are compared together at the same place. If this proposition were not valid for natural clocks, the characteristic frequencies of atoms of the same chemical element would not agree as closely as experience in fact shows that they do. The existence of sharply defined spectral lines provides conclusive empirical evidence for the stated principle of practical geometry. It is thanks to this fact that we can ultimately speak meaningfully of a metric of the four-dimensional space-time continuum in Riemann's sense. According to the conception presented here, the question whether this continuum is Euclidean, conforms to the general Riemannian scheme, or is constituted in some other way is a genuinely physical question that must be answered by experience. It does not concern the choice of a convention dictated solely by considerations of utility. Riemannian geometry will be valid only if the positional laws of practically rigid bodies can be reduced with increasing exactness to those of Euclidean geometry as the dimensions of the space-time region under consideration become smaller.