La Signification de la relativité Section section-0024

The theory of relativity is often criticized for giving, without justification, a central theoretical role to the propagation of light, in that it founds the concept of time upon the law of propagation of light. The situation, however, is somewhat as follows. In order to give physical significance to the concept of time, processes of some kind are required which enable relations to be established between different places. It is immaterial what kind of processes one chooses for such a definition of time. It is advantageous, however, for the theory, to choose only those [Pg 29] processes concerning which we know something certain. This holds for the propagation of light in vacuo in a higher degree than for any other process which could be considered, thanks to the investigations of Maxwell and H. A. Lorentz. From all of these considerations, space and time data have a physically real, and not a mere fictitious, significance; in particular this holds for all the relations in which co-ordinates and time enter, e.g. the relations (21). There is, therefore, sense in asking whether those equations are true or not, as well as in asking what the true equations of transformation are by which we pass from one inertial system to another, ', moving relatively to it. It may be shown that this is uniquely settled by means of the principle of the constancy of the velocity of light and the principle of special relativity. To this end we think of space and time physically defined with respect to two inertial systems, and ', in the way that has been shown. Further, let a ray of light pass from one point to another point of through a vacuum. If is the measured distance between the two points, then the propagation of light must satisfy the equation If we square this equation, and express by the differences of the co-ordinates, , in place of this equation we can write This equation formulates the principle of the constancy of the velocity of light relatively to . It must hold whatever may be the motion of the source which emits the ray of light. [Pg 30]

On reproche souvent à la théorie de la relativité d’accorder sans justification un rôle théorique central à la propagation de la lumière, puisqu’elle fonde le concept de temps sur la loi de propagation de la lumière. La situation est toutefois à peu près la suivante. Pour donner une signification physique au concept de temps, il faut des processus d’une certaine nature qui permettent d’établir des relations entre différents lieux. La nature des processus choisis pour une telle définition du temps est indifférente. Il est toutefois avantageux, pour la théorie, de ne choisir que les [P. 29] processus au sujet desquels nous possédons des connaissances certaines. Grâce aux recherches de Maxwell et de H. A. Lorentz, cela vaut pour la propagation de la lumière dans le vide à un degré supérieur à celui de tout autre processus qui pourrait être envisagé.

D’après toutes ces considérations, les données d’espace et de temps possèdent une signification physiquement réelle, et non simplement fictive ; cela vaut en particulier pour toutes les relations dans lesquelles interviennent les coordonnées et le temps, par exemple les relations (21). Il est donc sensé de demander si ces équations sont vraies ou non, tout comme de demander quelles sont les véritables équations de transformation permettant de passer d’un système inertiel à un autre, ', en mouvement relativement à lui. On peut montrer que la réponse est déterminée de façon univoque par le principe de la constance de la vitesse de la lumière et le principe de relativité restreinte.

À cette fin, nous considérons que l’espace et le temps sont physiquement définis, relativement à deux systèmes inertiels, et ', de la manière indiquée. Faisons en outre passer un rayon lumineux d’un point à un autre point de à travers le vide. Si est la distance mesurée entre les deux points, la propagation de la lumière doit satisfaire à l’équation . Si nous élevons cette équation au carré et exprimons au moyen des différences des coordonnées, , nous pouvons écrire à sa place . Cette équation formule le principe de la constance de la vitesse de la lumière relativement à . Elle doit être satisfaite quel que soit le mouvement de la source qui émet le rayon lumineux. [P. 30]