Relativité (physique)

Ce principe impose par là même certaines formes aux lois de la nature : le passage d’un système de référence à un autre (par exemple, du point de vue d’un physicien dans un train à celui d’un collègue dans une gare où passe ce train), combiné à une transformation inverse, doit redonner la même chose. Or, cela n’est possible que si les lois de la nature ont une forme mathématique spéciale. Les observations les plus simples qui respectent ces formes sont compatibles avec nos observations, et sont donc suffisantes.

[modifier] Théorème de Noether

(Le Théorème de Noether indique que toute loi de conservation d’une quantité est assimilable à une invariance de propriétés dans une translation donnée, ce qui explique pourquoi on arrive à mettre en évidence des notions de relativité et de symétrie dans le monde physique dès lors qu’on y constate des conservations. Einstein voyait dans ce théorème l’un des plus beaux de son époque)

[modifier] Copernic, Galilée, Einstein

D’abord énoncé par Copernic sous une forme moins forte (Il n’y a pas d’obligation à considérer l’Homme comme au centre de l’univers, ni même à supposer à celui-ci un centre), ce principe a été à l’origine de deux révolutions scientifiques puis techniques :

la révolution galiléenne, par application à l’espace et au temps séparément (le mouvement c’est comme rien)
la révolution einsteinienne, par application à leur imbrication, l’espace-temps : cf. théorie de la relativité

On détermina de même les formes limitées que pouvait prendre la distribution des vitesses des molécules dans un gaz compte-tenu du fait que cette distribution doit rester invariante dans toute rotation de l’observateur.

[modifier] Implications

Même aujourd’hui, toutes les implications de ce principe simple ne sont pas forcément bien comprises. Des chercheurs tentent de l’appliquer encore plus largement, par exemple à l’espace-temps-résolution, obtenu en décrivant l’état d’un système avec une notion d’échelle (selon qu’on utilise un microscope ou un télescope, par exemple) : cf. relativité d'échelle

Il arrive par ailleurs que des formes de relativité soient mises en défaut. Tel fut le cas de l’hypothèse de symétrie totale entre matière et antimatière quand les prix Nobel de physique Lee et Yang démontrèrent que la différence entre les deux possède bien un caractère absolu qui se met en évidence par une violation de parité.

[modifier] Remarques

Sans doute pour avoir la paix, Copernic prit soin de deux choses : d’une part ne publier qu’à titre posthume, d’autre part mentionner que la relativité dont il parlait constituait avant tout un moyen commode de simplifier les calculs par rapport à la théorie des épicycles utilisée à son époque, sans chercher à se prononcer sur une quelconque réalité sous-jacente (contrairement à Galilée, qui bien que considérant les translations comme relatives ne l’admettait pas pour les rotations; la relativité générale montrera bien plus tard que la question est un peu plus complexe, sans pour autant que Galilée ait tort de son point de vue).

Cette considération de Copernic annonce déjà l’attitude qui sera plus tard celle de l’École de Copenhague en mécanique quantique : décrire, sans nécessairement prétendre expliquer, et s’en tenir aux faits observables. Hypotheses non fingo, dira Isaac Newton : « Je n’avance pas d’hypothèses », je constate juste pour le moment que les choses fonctionnent ainsi. Richard Feynman prend soin d’enseigner la mécanique quantique avec la même prudence dans son cours, tout en déplorant le côté frustrant et non satisfaisant pour l’esprit de la chose. Selon la recommandation de Ludwig Wittgenstein, « Ce dont on ne peut pas parler, il faut le taire ».