Ondes et Relativité
Serge Cabala
Aspects historiques des ondes et de la relativité.

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Bibliographie

    Les quelques livres et publications que je cite ci-dessous, permettent de vérifier mes dires, et de se faire une bonne idée de l'évolution de la physique jusqu'en 1912, et même au delà.
    En plus de cette bibliographie, je me suis servi de dictionnaires, d'encyclopédies, de diverses histoires des sciences, de revues scientifiques ainsi que de nombreux livres de physique et de chimie.
    Je ne cite pas tous les ouvrages qui m'ont aidé, car certains ne contenaient qu'une ou deux lignes intéressantes pour moi.
    Ce que j'ai écrit est un concentré de mes lectures soutenues de réflexions, ce qui a demandé beaucoup de temps.
    L'anti-atomisme ne saute pas aux yeux lorsqu'on compulse un livre de Mach par exemple, seuls quelques passages en sont bien marqués, mais après les avoir lus, on le perçoit mieux dans le reste du texte. Il en est de même des livres de Pierre Duhem, qui, dans un style plus cérémonieux, affiche une opinion voisine de celle de Mach.
    Il faut donc lire scrupuleusement les anciens ouvrages, et prendre les mots avec la signification de l'époque.
    Molécule et atome sont par exemple fréquemment synonymes, alors que courant de conduction et courant de convection sont antinomiques; et le mot force remplace souvent celui d'énergie.
    De plus, molécule, qui désigne ordinairement une toute petite partie de matière, est aussi employé pour désigner une formule chimique.
    Le mot atome, d'autre part, dénomme souvent les symboles de base employés en chimie; un atome d'oxygène c'est alors uniquement la lettre O, et la masse de matière représentée par cette lettre est appelée son nombre proportionnel, son équivalent, ou encore son poids atomique (il fut de 8 ou de 16 pour O). Il ne faut surtout pas croire, que dans un vieux manuel de chimie, l'usage du mot atome défend la conception atomique, c'est même souvent le contraire, lorsqu'on n'y trouve ni l'hypothèse d'Avogadro, ni l'explication de la pression et de la température par l'agitation des molécules.
    Atome vient du grec "atomos" qui signifie "qu'on ne divise pas". Le terme masse atomique signifie simplement masse que l'on ne divise pas. Lorsqu'on lit que le poids ou masse atomique de O est 16, cela signifie que 16 ne devra jamais être divisé lorsqu'il est employé avec O et rien de plus.(Voir dans l'annexe le programme de chimie de 1920 des Ecoles Normales.)
    Les opinions ne sont pas toujours aussi tranchées que celles de Mach, car dans un même livre ancien, l'auteur peut présenter la matière comme indéfiniment divisible, puis à peine plus loin l'imaginer comme constituée d'atomes insécables, et enfin les ignorer dans le reste du livre.

Il faut aussi avoir en mémoire que la lutte contre les atomes s'accentue à partir de la seconde moitié du dix-neuvième siècle.

    A. Ganot écrit dans son "Cours de Physique" de 1859:
        "Divisibilité. La divisibilité est la propriété qu'on tous les corps de pouvoir être partagés en parties plus ou moins petites."
    Alors que dans son "Cours de physique" de 1887 on lit:
        "Divisibilité. On appelle ainsi la propriété que possèdent tous les corps de pouvoir être divisés en particules indéfiniment petites, sans perdre pour cela aucune des propriétés caractéristiques de leur substance."
    L'influence de la pensée anti-atomique se fait ainsi sentir à travers ces nuances.

    Pour Ganot, en 1859 les atomes sont une réalité, qui se transforment en hypothèse en 1887.
    En 1859 il écrit : "De nombreuse propriétés des corps font voir qu'ils ne sont pas formés d'un matière continue et compacte, comme ils le paraissent en général, mais qu'ils sont des agglomérations de particules matérielles excessivement petites qu'on nomme atomes."
    En 1887 il écrit : "En supposant que l'on employât des procédés de division beaucoup plus parfaits que ceux dont on dispose aujourd'hui, on serait arrêté à une limite infranchissable, l'atome, qu'on peut concevoir comme un volume de forme et de figure déterminée, impénétrable, incompressible, indilatable, indéformable."

    Ces exemples, aux subtilités à peine perceptibles, montrent qu'il faut faire très attention durant les lectures.

    Les unités et notations ayant changées, les écrits scientifiques de ces périodes sont plus difficiles à comprendre.

    Je conseille pour commencer, de lire les livres philosophiques d'Henri Poincaré parus chez Flammarion. Ils sont formés de résumés et de points de vues sur la science de l'époque.
    La Science et l'Hypothèse. Première parution 1902, avec mise à jour dans les éditions suivantes.
    La Valeur de la Science . Première édition 1905
    Science et Méthode . Première édition 1908
    Dernières Pensées. Première édition 1913. Ce livre paru après sa mort en 1912, contient ses dernières conférences (de 1912).
    On remarquera que dans ces livres, Henri Poincaré ne parle jamais des travaux d'Einstein en relativité, et qu'il attribue toujours (jusqu'en 1912) le "Principe de relativité" à Lorentz.

La lutte contre le mécanisme, les atomes et l'éther est marqué par les livres de Mach et de Duhem.
    Le Mixte et la Combinaison Chimique (Pierre Duhem 1902, Edition Fayard)
    L'Evolution de la Mécanique (Pierre Duhem 1903, réimprimé à la Librairie Vrin)
    La Mécanique (Ernst Mach 1904, réimprimé chez Jacques Gabay). Ce serait un bon livre sans les couplets contre les atomes, et d'autres remarques de philosophie relativiste.
    La Théorie Physique, son Objet et sa structure (Pierre Duhem 1906, seconde édition 1914 aux éditions Marcel Rivière.) Ce livre d'environ 500 pages expose assez complètement les idées des énergétiste. Dans l'édition de 1914, on trouve dans l'avant dernier chapitre "Physique de Croyant" une motivation supplémentaire au credo relativiste.
    Traité d'Energétique (Pierre Duhem 1911, réimprimé chez Jacques Gabay). Ce livre est un gros pavé de deux fois 500 pages bourré de formules, mais la préface et le premier chapitre du premier tome montrent la grande méfiance de Duhem vis à vis des atomes et de l'éther. Ils sont pour lui une hypothèse métaphysique. La date de parution fait voir qu'à cette époque, les atomes étaient toujours mal vus par l'école relativiste-énergétique.

Certains des livres de Wilhelm Ostwald, anti-mécaniste et anti-atomiste mordant, ont été traduits en français.
    L'Energie, publié à la librairie Félix Alcan  (troisième édition en 1911). Livre intéressant, car il décrit bien l'évolution de la thermodynamique, et en particulier les travaux de Mayer. Les idées des énergétistes-relativistes y sont bien exprimées. Les derniers chapitres sont consacrés aux rapports entre l'énergie et l'esprit, et l'on comprend mieux ainsi certaines motivations des relativistes. Dans ce livre, Ostwald tente de prouver que tout peut être réduit à l'énergie, la matière comme l'esprit.
    L'Evolution d'une Science, la Chimie, publié aux éditions Flammarion en 1909. Ce livre est de lecture assez difficile, car il faut s'y connaître en chimie, mais on y retrouve les réticences habituelles des énergétistes à propos des théories atomiques.

    Les livres de Gustave Le Bon, traitant de la physique, sont parus aux éditions Flammarion.
    Lebon y expose ses idées sur l'énergie intra-atomique et l'équivalence matière énergie qu'il émit dès 1903. Il y précise aussi les références de ses différentes recherches et publications, et jette un éclairage particulier sur certains points de l'histoire. Dans ses livres, Lebon considère toutes les émissions de particules béta (électrons) comme une manifestation de désintégration de la matière. De ce fait les effets photoélectriques et thermoélectroniques, sur lesquels il expérimenta, sont pour lui des marques de la désintégration de la matière sous l'effet de la lumière ou de la chaleur. Dans un sens il n'a pas tout à fait tort car un atome qui éjecte un électron se désintégre quelque peu en gardant son noyau intact. Ce que l'on nomme maintenant désintégration de la matière, c'est une rupture du noyau atomique, souvent marquée par une émission de particules béta. Mais Lebon est excusable car à son époque l'existence de l'atome était contestée, et sa structure inconnue.
    L'Evolution de la matière. Première édition 1905, et au moins quanrante trois autres éditions.
    L'Evolution des Forces. Première édition 1907 puis de nombreuses autres éditions. C'est un développement du livre précédent.
    La Naissance et l'Evanouissement de la Matière. Conférence faite à Ostende en août 1907, publiée aux Editions Mercure de France en 1908.
Attention: le fait que je trouve très interessants les livres de Le Bon sur la physique, ne signifie pas du tout que je cautionne tout ce qu'il a écrit, en particulier dans le domaine sociologique et anthropologique.

    L'état de la science vers 1904-1905 est très bien exposé par Emile Picard, Professeur à la Sorbonne et membre de l'Institut, dans :
    La Science Moderne et son état actuel (1905 éditions Flammarion);
    Ainsi que par:
    Lucien Poincaré , Inspecteur Général de l'Instruction publique, puis Directeur de l'Enseignement supérieur, dans :
    La Physique moderne Son évolution. Première édition 1906, chez Flammarion.
    La nouvelle édition de 1930, couronnée par l'Académie des Sciences, refondue et augmentée de cinq chapitres, par Maurice de Broglie (frère de Louis de Broglie, membre de l'Institut) et par Jean Thibaud Directeur de Laboratoire, fait toujours référence à l'éther, et ne cite que fortuitement Einstein à propos de l'équivalence matière énergie.

    La descriptions des recherches sur la radioactivité est excellemment exposée dans le livre de Frederic Soddy :
    Le Radium Interprétation et Enseignement de la Radioactivité (Première édition en anglais: 1908, première édition en français: 1921 à la Librairie Félix Alcan).
    Les recherches de Marie Curie sont présentées par elle-même dans:
    La découverte du radium et Recherches sur les substances radioactives (1903).

Le livre de jean Perrin: Les Atomes, publié en 1913 à la Librairie Alcan, est republié par les éditions Flammarion.
    C'est une étape très intéressante dans l'évolution des idées pro-atomiques. Ce livre marque à peu près la fin des oppositions aux atomes, car Perrin y regroupe tout ce qui milite en leur faveur.
    On prétend qu'il fut décisif, mais je pense que les découvertes sur la radioactivité et en particulier celle des isotopes, furent tout aussi décisives. (Voir le livre de Soddy)

    Pour connaître l'esprit relativiste vers 1920, ainsi que les objections qui lui sont faites, et les doutes sur le progrès apporté par cette pensée, il est intéressant de lire le livre de Charles Nordmann (astronome à l'Observatoire de Paris) :
    Einstein et l'Univers (1921, Hachette).
    Seuls les deux derniers chapitres sont vraiment significatifs, le reste n'est qu'un exposé classique de la relativité.

    Pour saisir l'évolution des conceptions de l'énergie et de la thermodynamique, le livre suivant me paraît bien convenir: La Dégradation de l'Energie par Bernard Bruhnes, directeur de l'observatoire du Puy de Dôme (1922, Flammarion). Dans ce livre, on voit que l'équivalence matière énergie est déjà entrevue au dix-neuvième siècle par les partisans de l'énergétique qui veulent tout remplacer par l'énergie. Les Hypothèses de Gustave Lebon sont citées, ainsi que les travaux de Lorentz. Mais pas ceux d'Einstein. Le livre contient de très nombreuses citations intéressantes.

    Pierre Rousseau a beaucoup écrit sur l'histoire des sciences, mais c'est un écrivain conventionnel, souvent flatteur, admirateur des idées officielles à la mode, et ayant tendance à tordre l'histoire véritable pour la couler dans le moule académique autorisé.
    Il semble se conformer au cliché qu'avait sur les historiens, son célèbre homonyme Jean-Jacques Rousseau: "Le rôle de l'historien est de rendre vraisemblable les mensonges de l'histoire."
    Mais on trouve beaucoup de renseignements dans ses livres, qu'il faut lire avec un esprit critique.
    Histoire de la Science (1945, Librairie Arthème Fayard).
    La Conquête de la Science (1946, Librairie Arthème Fayard).
    Histoire de l'Atome (1948, Librairie Arthème Fayard).

La revue Les Cahiers de Science et Vie consacre son numéro 42 de décembre 1997 aux atomes, sous le titre: ATOMES Une guerre de cent ans.
    La lutte contre les atomes y est assez bien exposée, mais l'anti-atomisme virulent de Mach y est si peu évoqué qu'il passe inaperçu sans une lecture attentive. Et son rejet de la relativité à la fin de sa vie est attribué, sous forme d'hypothèse, à la folie ou à la falsification.
    Comme dans presque tous les numéros, le portrait d'Einstein figure évidemment dans celui-ci, mais chose vraiment surprenante, la célèbre photo du congrès Solvay de 1911, y est reproduite à l'envers, vue comme dans un miroir. Or sur la photo d'origine, Einstein, Marie Curie, Perrin, Poincaré sont à droite de la photo (Einstein est presque à l'extrème droite), et à gauche se trouvent, passez moi l'expression, de vielles barbes parmi lesquelles se trouve Lorentz. Or il est bien connu que les gens de progrès sont de gauche, et de plus sur une photo, les personnages de gauche sont plus souvent mieux remarqués que ceux de droite (l'oeil balaye de gauche à droite en général), il est donc plus avantageux, pour Einstein, de figurer à gauche sur la photo. Nous avons affaire ici à une méthode (peut-être inconsciente) de pur style stalinien. (Sur un tableau mal effacé, au fond sur la photo, figure une formule à peine lisible, qui permet de se rendre compte de l'inversion. De plus, une montre gousset se porte à gauche, et l'attache d'un pince nez est à droite. Dans d'autres publications, la photo est dans le bon sens). Cette photo est un détail me direz-vous! Eh bien! c'est justement sur de tels détails subtiles que s'appuye une bonne propagande.
    Les gens de Science et Vie sont de génération en génération des inconditionnels d'Einstein, depuis que la revue a reçu une lettre de lui, lettre qui je le pense, figure encadrée en bonne place avec un portrait de l'auteur.
    Le parti pris de la revue étant reconnu, je recommande fortement ce numéro qui serait excellent si l'on n'y avait pas estompé ou gommé des détails génants pour les relativistes.
 

Voici la bonne Photo du congrès Solvay de 1911.
Lorentz est assis à la seconde place à partir de la gauche et
Einstein est debout à la seconde place à partir de la droite. On le remarque peu.
 
 
Sur la photo inversée, publiée par les Cahiers Science&Vie,
Einstein se remarque beaucoup plus vite,
et l'ensemble paraît plus dynamique.

 
    Les livres et articles suivants demandent des connaissances en mathématiques et en physique.
    Un bonne maîtrise de l'électromagnétisme est préférable.
    Leur lecture permet de mieux certifier mes dires.

    L'article fondamental d'Hendrik-Antoon Lorentz est :
    Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than that of light (Amsterdam Proceeding, 27 mai 1904)
    Les travaux de Lorentz se retrouvent dans son livre:
    The Theory of Electrons and its applications to the phenomena of light and radiant heat (Première édition 1909. Livre réédité aux édition Jacques Gabay)

    L'article fondamental d'Einstein, traduit en français par Solovine en 1925 sous le titre:
    Sur l'électrodynamique des corps en mouvement (Einstein Annalen der Physik t. XVII 1905), se trouve chez Jacques Gabay

    La Mécanique Nouvelle (Henri Poincaré , réimprimé chez Jacques Gabay), contient l'important article: "Sur la Dynamique des Electrons", que Poincaré publia en 1905. On y trouve aussi sa conférence faite en 1909 sur La Mécanique Nouvelle, et dans laquelle il ne cite nullement Einstein, ainsi que le compte rendu qu'il fit le 5 juin 1905 à l'Académie des Sciences.

    Le but de mon étude étant de souligner certains aspects historiques des ondes et de la relativité, et en particulier le contexte dans lequel s'est élaborée cette dernière théorie, je ne cite pas tous les livres scientifiques intéressants, en particulier ceux postérieurs à 1905. On trouvera les travaux scientifiques de Louis de Broglie ou de Schrödinger aux éditions Jacques Gabay par exemple.

    Attention: les histoires des sciences doivent être lues avec circonspection, surtout lorsqu'elles sont écrites par de grands savants (qui ont reçu le prix Nobel par exemple). Les honneurs ayant émoussé leur esprit critique, ils omettent d'indiquer la lutte contre les atomes et les électrons que soutenait la philosophie relativiste de Mach, ils minimisent les travaux de Lorentz et attribuent systématiquement la découverte des masses variables à Einstein, ils ignorent Max Abraham, oublient souvent Henri Poincaré, mais souscrivent obligeamment à la faillite de la pensée classique affirmée par les relativistes.
    La lecture de leurs livres est intéressante, mais il faut en connaître les manques.

    De nombreux écrivains et philosophes contemporains ont fait des panégyriques de la relativité d'Einstein, mais leurs lectures ne nous éclairent en rien, il faut aller à d'autres sources.

    Une courte et bonne biographie d'Einstein se trouve dans le livre de 1962 de Peter Michelmore (Einstein profile of the man) qui fut traduit en français en 1964 sous le titre : Einstein L'homme et le savant, aux éditions Marabout. Ce livre contient de très nombreux renseignements, mais comme toutes les autres biographies, il faut savoir interpréter les termes, lire entre les lignes, et comprendre l'importance de détails à peine évoqués. Et surtout ne pas succomber aux attendrissements déplacés ou aux envolées lyriques qui suppléent les arguments logiques.
    Dans ce livre, on apprend par exemple que l'adhésion d'Einstein, en 1919, au mouvement sioniste, permit d'organiser sous son nom, durant des années, d'innombrables conférences à travers le monde, destinées à collecter des fonds pour le rachat des terres d'Israël, et auxquelles il participa souvent. Cette immense campagne, qui utilisa son travail à des fins politiques, a certainement beaucoup contribué à cette vénération exagérée des vues relativistes.

Le petit lexique suivant devrait vous aider à déchiffrer les biographies d'hommes célèbres.

Termes employés..................Signification probable

Famille modeste....................Famille bourgeoise riche ou assez riche.
Famille pauvre.......................Famille bourgeoise moyenne.
Famille d'ouvriers..................Famille pas très riche, mais influente.
Fonctionnaire........................Haut poste administratif.
Difficultés financières.............Revenus qui n'augmentent pas.
Dirige une entreprise..............Propriétaire d'une grosse usine.
Dirige une petite entreprise.....Propriétaire d'une usine de taille inconnue.
La famille déménage suite
à des difficulté financière........On dé-localise l'entreprise pour faire de plus gros bénéfices.
Le hasard..............................Les relations, les influences, les pressions, la fortune.
Enfant précoce......................Savait déjà lire et écrire à 7 ans (comme tout le monde).
Enfant un peu attardé.............A su lire et écrire à 7 ans seulement (comme la plupart).

Vous avez compris! Vous pourrez donc compléter la liste.

    Si le livre précédent ne vous suffit pas, vous pouvez encore consulter l'ouvrage intitulé: EINSTEIN, édité par Hachette en 1966, dans la collection "Génies et réalités". Ce livre, écrit par des sommités françaises, a l'avantage d'être bourré de photos (il y a même la photo de l'acte de naissance d'Einstein). Mais il laisse un goût désagréable tant le culte de la personnalité y est prononcé. Bien sûr, les cultes de personnalités, sont à cette époque, une tradition bien établie dans les pays communistes, et très en vogue dans le reste du monde; néanmoins, l'utilisation de l'humanisme, pour appuyer les idées scientifiques à la mode, est un procédé vraiment déplaisant.
    Les mises en garde faites plus haut, s'appliquent donc particulièrement à ce livre.

    Pour les amoureux de l'histoire des sciences, je recommande :
        Histoire de la Physique, par Johann Christian Poggendorff 1883, d'après des cours faits à Berlin. Ce livre est réédité chez Jacques Gabay.
        La Mécanique au XVIIE Siècle par René Dugas, Edition du Griffon Neuchâtel Suisse 1954. J'ai tiré de ce livre mes citations de Leibniz.

    Je termine en indiquant quelques vulgarisations de Georges Gamow (1904-1968, célèbre physicien américain). Elles sont intéressantes à consulter, et instructives pour le nucléaire, car ce savant participa activement aux recherches dans ce secteur.
    Ses livres abordent tous les sujets, mais comme c'est un relativiste convaincu, sa vision de la physique et de l'histoire des sciences s'en ressent fortement, ce qui traduit l'ambiance de travail des années 1930-1950. (Et cela n'a guère changé.)
    Dans ses ouvrages, Gamow insiste beaucoup sur le coté merveilleux, surtout celui de la relativité, et de ce fait, ses livres sont un témoignage intéressant des sensations féeriques ressenties par un physicien devant une théorie à l'expression obscure.
    Mais Gamow ne cite aucun des travaux de Max Abraham, Lorentz, ou Poincaré.
    Les vulgarisations de G. Gamow furent publiées en anglais dans les années 1940, 1950, puis traduites et publiées aux éditions Dunod dans les années 1950, 1960. Ces livres se recoupent tous plus ou moins.
        M. Tompkins aux pays des merveilles (traduit en 1953. Fascicule très poétique et surréaliste sur la relativité, avec une appréciation positive d'Einstein pour sa première sortie en anglais.)
        M. Tompkins explore l'atome (traduit en 1954)
        Un, deux, trois ... l'infini (traduit en 1955)
        La création de l'univers (traduit en1954)
        Matière, terre et ciel (traduit en 1961)
    Dans "Un, deux, trois ... l'infini", Gamow représente le tube de Crookes, dont s'est servi J..J. Thomson en 1897, avec une cathode sous forme de filament chauffant, ce qui est faux, la cathode est un disque froid (voir le schéma donné au chapitre V, paragraphe 4). Cette erreur fut corrigée dans "Matière, terre et ciel". Le souci de la vérité historique n'est pas primordial dans ces livres, pourtant bien attachants par d'autres cotés.

    Serge CABALA

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