[Poincaré, la dynamique de l'électron et la relativité]
Le 5 juin 1905, Poincaré présenta à l'Académie des sciences une Note intitulée « Sur la dynamique de l'électron ». Après avoir brièvement rappelé le contexte qui conduisit Poincaré à écrire cette Note, nous commentons son contenu. Nous soulignons que le modèle de l'électron proposé par Poincaré consiste à supposer que l'intérieur du tube d'univers de l'électron (creux) est rempli par une constante cosmologique positive. Nous exposons ensuite les contributions novatrices aux aspects physico-mathématiques de la relativité restreinte qui sont esquissées dans la Note. Ces contributions sont minimisées par Poincaré, qui décrit ses résultats comme ayant seulement complété les résultats de mai 1904 de Lorentz « dans quelques points de détail ».
On 5 June 1905 Poincaré presented a Note to the Académie des Sciences entitled Sur la dynamique de l'électron (“On the dynamics of the electron”). After briefly recalling the context that led Poincaré to write this Note, we comment its content. We emphasize that Poincaré's electron model consists in assuming that the interior of the worldtube of the (hollow) electron is filled with a positive cosmological constant. We then discuss the several novel contributions to the physico-mathematical aspects of Special Relativity that are sketched in the Note, though they are downplayed by Poincaré, who describes them as having only completed the May 1904 results of Lorentz dans quelques points de détail (“in a few points of detail”).
Mot clés : Relativité, Transformations de Lorentz, Modèle de l'électron, Constante cosmologique
Thibault Damour 1
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Thibault Damour. Poincaré, the dynamics of the electron, and relativity. Comptes Rendus. Physique, Volume 18 (2017) no. 9-10, pp. 551-562. doi : 10.1016/j.crhy.2017.10.006. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2017.10.006/
[1] Sur la dynamique de l'électron, C. r. hebd. séanc. Acad. Sci. Paris, Volume 140 (1905), pp. 1504-1508 (séance du 5 juin)
[2] Henri Poincaré's criticism of fin de siècle electrodynamics, Stud. Hist. Philos. Mod. Phys., Volume 26 (1995), pp. 1-44
[3] The electrodynamic origins of relativity theory, Hist. Stud. Nat. Sci., Volume 26 (1996), pp. 241-312
[4] Electrodynamics from Ampère to Einstein, Oxford University Press, Oxford, UK, 2000
[5] The genesis of the theory of relativity (T. Damour; O. Darrigol; B. Duplantier; V. Rivasseau, eds.), Einstein 1905–2005: Poincaré Seminar 2005, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland, 2006, pp. 1-31 www.bourbaphy.fr/ (see also)
[6] Einstein's Clocks, Poincaré's Maps; Empires of Time, Norton, New York, 2003
[7] http://poincare.univ-lorraine.fr/fr/fonds-et-archives (which gives links to many works, and documents, of Poincaré, notably his correspondence, to which we shall sometimes allude below)
[8] http://www.academie-sciences.fr/fr/Colloques-conferences-et-debats/henri-poincare.html
[9] Électricité et optique : la lumière et les théories électrodynamiques, Carré et Naud, Paris, 1901 (edited by J. Blondin and E. Néculcéa)
[10] La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, E. J. Brill, Leiden, The Netherlands, 1892
[11] Versuch einer Theorie der Elektrischen und Optischen Erscheinungen in Bewegten Körpern, 1895 (Leiden, also in: Collected Papers [9 vols.], The Hague, 1934–1936, vol. 5, pp. 1–139)
[12] La théorie de Lorentz et le principe de réaction, Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles, deuxième série, Volume 5 (1900), pp. 252-278 (Reprinted in Poincaré's Complete Works, vol. 9, pp. 464–488)
[13] La science et l'hypothèse, Flammarion, Paris, 1902
[14] Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than light, Proc. Roy. Acad. Amsterdam, Volume 6 (1904), pp. 809-831 (also in Lorentz' Collected Papers, vol. 5, pp. 172–197)
[15] The principles of mathematical physics, Congress of Arts and Science, Universal Exposition, St. Louis, 1904, Philosophy and Mathematics, vol. 1, Houghton, Mifflin & Co., Boston, MA, USA, 1905, pp. 604-622
[16] Deux Mémoires de Henri Poincaré sur la Physique Mathématique, Acta Math., Volume 38 (1921), pp. 293-308 ([but written in 1914]; this text is reprinted in Œuvres de Henri Poincaré)
[17] Sur la dynamique de l'électron, Rend. Circ. Mat. Palermo, Volume 21 (1906), pp. 129-176
[18] Das Relativitätsprinzip, Ann. Phys. (Berlin), Volume 47 (1915), pp. 927-938 ([Text of a lecture given by Minkowski in Göttingen, on 5 November 1907; edited posthumously by A. Sommerfeld.])
[19] Die Grundgleichungen für die elektromagnetischen Vorgänge in bewegten Körpern, Königliche Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. Mathematisch-Physikalische Klasse. Nachrichten (1908), pp. 53-111
[20] Raum und Zeit, Phys. Z., Volume 10 ( Jahrgang 1909 ), pp. 104-115
[21] Minkowski, mathematicians, and the mathematical theory of relativity (H. Goenner; J. Renn; J. Ritter; T. Sauer, eds.), The Expanding Worlds of General Relativity (Einstein Studies 7), Birkhäuser, Boston, 1999, pp. 45-86 http://scottwalter.free.fr/ (see also)
[22] What is missing from Minkowski's ‘Raum und Zeit’ lecture, Ann. Phys. (Berlin), Volume 520 (2008), p. 619 | arXiv
[23] On the electrodynamics of moving bodies, Ann. Phys. (Berlin), Volume 17 (1905), p. 891
[24] De l'électromagnétisme à la mécanique : le rôle de l'action dans le mémoire de Poincaré de 1905, Rev. Hist. Sci., Volume 62 (2009), pp. 457-493
[25] The Theory of Electrons, Teubner, Leipzig, 1916 (Lectures delivered in Columbia University, New York, in March and April 1906)
[26] Zur Stabilitätsfrage bei den Bucherer–Langevin-Elektronen, Phys. Z., Volume 7 (1906), pp. 302-303
[27] Dirac's extended electron model, Ann. Phys., Volume 116 (1978), p. 380
[28] An extensible model of the electron, Proc. R. Soc. Lond. A, Volume 268 (1962), p. 57
[29] Zur Dynamik der Relativitätstheorie, Ann. Phys. (Berlin), Volume 35 (1911), pp. 524-542
[30] The Principle of Relativity, Dover, New York, 1952 with Notes by A. Sommerfeld, translated by W. Perrett and G.B. Jeffery [First (German) edition: 1913]
[31] Über die Konstitution des Elektrons, Ann. Phys. (Berlin), Volume 324 (1906) no. 3, pp. 487-553
[32] The relations of physics of electrons to other branches of science, St. Louis, 1904, Houghton, Mifflin & Co., Boston, MA, USA (1906), pp. 121-156
[33] L'œuvre d'Henri Poincaré : le physicien, Rev. Métaphys. Morale, Volume 21 (1913) no. 5, pp. 675-718
[34] Sur l'impossibilité physique de mettre en évidence le mouvement de translation de la Terre, C. r. hebd. séanc. Acad. Sci. Paris, Volume 140 (1905), pp. 1171-1173
[35] , Theory of Relativity, Teubner, Leipzig, 1921, pp. 539-775
[36] Poincaré, relativity, billiards and symmetry, Solvay Workshops and Symposia, 2004 (P. Gaspard; M. Henneaux; F. Lambert, eds.), International Solvay Institutes, Brussels (2007), pp. 149-173 | arXiv
[37] L'espace et le temps, Scientia (Rivista di Scienza), Volume 12 (1912), pp. 159-170 reprinted in H. Poincaré, Dernières pensées, Flammarion, Paris, 1913 (réédition 1963)
[38] La dynamique de l'électron, Dumas, Paris ( March 1913 )
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