DE LA RELATIVITÉ 203 

porte l'attention sur les rayons lumineux émis 
par chacune de ces parties, qu'on nomme élec- 
trons ; or, un électron n’est que le centre d’un 
sroupe de champs de forces ; notre rétine et nos 
instruments ne peuvent enregistrer que les effets 
produits par ces champs à l’endroit même où ils 
sont placés; les phénomènes d’aberration vont 
nous gêner, et nous ne pourrons plus les négli- 
ger, puisqu'ils font partie du phénomène étudié. 
Comment, dès lors, trouver la position praie 
de l’électron ? Pour arracher à la lumière quel- 
ques-uns de ses secrets, ilaura fallu les prodiges 
d’ingéniosité déployés par plusieurs générations 
de physiciens, dont les noms de Fresnel, Fära- 
day, Fizeau, Maxwell, Hertz, Lorentz, Einstein 
marquent les principales époques. 
Notre but, ici, n’est point de relater les péri- 
péties de ce long voyage de conquête scienti- 
fique. Nous n'avons qu’à consigner dans leurs 
grandes lignes les résultats acquis. Nous allons 
essayer de le faire aussi simplement que pos- 
sible. 
Plaçons-nous dans l’espace, dans l’éther pur, 
si l’on veut, bien loin de toute masse matérielle, 
et produisons un signal lumineux ponctuel, 
très court, Comment la lumière émise va-t-elle 
se propager? Si l’on veut prendre connaissance 
du phénomène, nous devons nécessairement 
amener des appareils dans son voisinage et 
introduire un système de référence. Pour le 
mathématicien, rien n’est plus simple : trois 
plans coordonnés, et le système est construit. 
Pour le physicien, c’est beaucoup plus délicat. 
Si un rayon lumineux, par exemple, pénètre dans 
un wagon par une fenêtre et en sort par une au- 
tre, nous ne pourrons déterminer son mouve- 
ment relativement au train sans agir sur lui et 
altérer le phénomène même qu’on cherche à étu- 
dier. 
Aussi bien, c'est en réunissant et comparant 
un grand nombre de résultats expérimentaux, 
qu'on est parvenu à dégager les lois générales. 
Celles-ci peuvent se ramener à deux postulats 
fort simples : 
1. Pour des systèmes de référence galiléens, 
au repos ou en mouvement uniforme relative- 
ment à la source, tout se passe comme si le si- 
gnal lumineux produisait dans chacun d’eux 
une surface d’onde sphérique complètement en- 
traînée ; 
2. Quelles que soient les expériences faites 
dans un même système galiléen, et quelle que 
soit la vitesse de ce système par rapport à la 
source, tout se passe comme si la vitesse de la 
lumière avait une valeur invariable c, (Principe 
de la constance de la vitesse de la lumière). 


Bien entendu, le nombre c peut être quelcon- 
que; choisir une valeur numérique revient à 
fixer une unité de temps; on prend souvent &, 
égal à l'unité; on pourrait aussi poser : 
00-000 
sec-lumière 
et définir de la sorte la « seconde-lumière », dis- 
tincte de la seconde terrestre. 
Il importe de bien comprendre le sens physi- 
que du second principe énoncé. Reprenons nos 
systèmes S, et 5,, et mesurons la vitesse d'un 
rayon lumineux le long de la voie; nous trouve- 
rons ce, par définition. Quelle sera la vitesse de 
ce méme rayon par rapport au système-train ? 
Evidemment différente de € ; mais nous n’avons 
aucun moyen de déterminer cette vitesse expéri- 
mentalement; car, si nous transportons nos ap- 
pareils sur le train, ce que nous mesurerons, 
c’est la vitesse d’un autre rayon, et nous trouve- 
rons encore €, par définition. Il nous manque, 
on le voit, la notion claire de système physique 
de référence. Où finit le système-voie, où com- 
mence le système-train ? Pour l'instant, personne 
ne peut le dire; nous devons passer sur cette 
difficulté et nous contenter des conséquences 
analytiques des deux principes admis. 
Supposons que le signal bref éclate aux ori- 
gines O, et O, des systèmes S, et S,, à l'instant 
où ces origines coincident. Il produira une 
sphère dans chacun de ceux-ci, et nous pourrons 
écrire leurs équations sous la forme : 
(5) 2 +y + us = + y +3 
—u,? —0, 
u, et w, désignant les rayons au même instant. 
Si nous voulons passer d’un système à l’autre en 
tenant compte des phénomènes lumineux, nous 
voyons que la transformation galiléenne (6) ne le 
permettra pas. Par analogie, nous chercherons 
une substitution linéaire qui transforme l’une 
des sphères dans l’autre ; cette substitution devra 
porter non seulement sur les coordonnées x, y, 
:, mais encore-sur les variables w. En rempla- 
cant dans le premier membre de (15) chacune 
des variables x,, .…., u, par des fonctions linéaires 
de z,, …, w,, eten identifiant avec le second, on 
peut déterminer facilement les coeflicients de la 
substitution. On parvient alors à une transfor- 
mation remarquable, découverte par M. Lorentz. 
En tenant compte de l’orientation particulière 
des systèmes S, et S,, cette transformation 
s'écrit : 
(46) a PE Pal = Var — Pal, 
uy (us + ax), 
où z et 8? — 1 : (1 — 4?) sont des constantes carac- 
relatif des systèmes, 
térisant le mouvement 
> Den 
