Sidelights on Relativity Section section-0008

We have something like this in the electromagnetic field. For we may picture the field to ourselves as consisting of lines of force. If we wish to interpret these lines of force to ourselves as something material in the ordinary sense, we are tempted to interpret the dynamic processes as motions of these lines of force, such that each separate line of force is tracked through the course of time. It is well known, however, that this way of regarding the electromagnetic field leads to contradictions. Generalising we must say this: - There may be supposed to be extended physical objects to which the idea of motion cannot be applied. They may not be thought of as consisting of particles which allow themselves to be separately tracked through time. In Minkowski’s idiom this is expressed as follows: - Not every extended conformation in the four-dimensional world can be regarded as composed of world-threads. The special theory of relativity forbids us to assume the ether to consist of particles observable through time, but the hypothesis of ether in itself is not in conflict with the special theory of relativity. Only we must be on our guard against ascribing a state of motion to the ether. Certainly, from the standpoint of the special theory of relativity, the ether hypothesis appears at first to be an empty hypothesis. In the equations of the electromagnetic field there occur, in addition to the densities of the electric charge, only the intensities of the field. The career of electromagnetic processes in vacuo appears to be completely determined by these equations, uninfluenced by other physical quantities. The electromagnetic fields appear as ultimate, irreducible realities, and at first it seems superfluous to postulate a homogeneous, isotropic ether-medium, and to envisage electromagnetic fields as states of this medium.

Nous trouvons quelque chose d’analogue dans le champ électromagnétique. Nous pouvons en effet nous représenter le champ comme constitué de lignes de force. Si nous voulons interpréter ces lignes de force comme quelque chose de matériel au sens ordinaire, nous sommes tentés d’interpréter les processus dynamiques comme des mouvements de ces lignes de force, de telle sorte que chaque ligne de force soit suivie séparément au cours du temps. On sait toutefois que cette manière de considérer le champ électromagnétique conduit à des contradictions. En généralisant, nous devons dire ceci : on peut supposer l’existence d’objets physiques étendus auxquels l’idée de mouvement ne peut être appliquée. On ne doit pas les concevoir comme composés de particules susceptibles d’être suivies séparément au cours du temps. Dans le langage de Minkowski, cela s’exprime ainsi : toute configuration étendue dans le monde à quatre dimensions ne peut pas être considérée comme composée de fils d’univers. La théorie de la relativité restreinte nous interdit de supposer que l’éther se compose de particules observables au cours du temps, mais l’hypothèse de l’éther n’est pas en elle-même incompatible avec la théorie de la relativité restreinte. Nous devons seulement nous garder d’attribuer à l’éther un état de mouvement. Certes, du point de vue de la théorie de la relativité restreinte, l’hypothèse de l’éther paraît d’abord vide. Dans les équations du champ électromagnétique n’interviennent, outre les densités de charge électrique, que les intensités du champ. Le déroulement des processus électromagnétiques dans le vide paraît entièrement déterminé par ces équations, sans être influencé par d’autres grandeurs physiques. Les champs électromagnétiques apparaissent comme des réalités ultimes et irréductibles, et il semble d’abord superflu de postuler un milieu éthéré homogène et isotrope, puis de concevoir les champs électromagnétiques comme des états de ce milieu.