Mais ces deux traditions, l’une réaliste et l’autre idéaliste, partagent souvent une présupposition commune : que la physique ne peut traiter de l’espace et du temps qu’à travers des concepts formels, abstraits, détachés de toute ontologie matérielle.
Or, dès la fin du XIXe siècle, la dialectique matérialiste, suivie par la révolution relativiste du XXe siècle, propose une troisième voie : un relationnalisme matérialiste, selon lequel l’espace et le temps ne sont pas des cadres préexistants ni de simples constructions de l’esprit, mais les formes d’existence de la matière en mouvement. Selon cette tradition, l’espace et le temps n’existent pas séparément de la matière ; ils sont l’expression objective de ses relations et de ses transformations.
Ce texte se propose de défendre cette thèse – la thèse matérialiste relationnelle de l’espace-temps – en retraçant les étapes conceptuelles qui y conduisent.
De Newton à Lénine : quatre ontologies de l’espace-temps
Le seau de Newton, un problème ontologique
Considérons tout d’abord une petite expérience. Prenons un seau rempli d’eau, pendons-le par une corde. Enroulons la corde sur elle-même. Lâchons le tout et observons ce qu’il se passe…
Dans un premier temps le seau commence à tourner mais l’eau reste stationnaire. Petit à petit, l’eau commence à être entraînée par le seau et à tourner avec lui. La surface, qui était rectiligne, prend une forme concave : elle devient plus haute sur les bords et plus basse au centre.
Cette expérience, connue sous le nom de vase, ou seau, de Newton, et que Isaac Newton décrit en 1687 dans ses Principia, immédiatement après les définitions de l’espace et du temps (Newton, 1990, p. 63) a une portée tout à fait ontologique. En effet, pourquoi l’eau s’élève-t-elle sur les bords ? Parce qu’elle tourne, dira-t-on. Mais par rapport à quoi tourne-t-elle ?
On remarque tout d’abord que ce n’est pas par rapport au seau : lorsque l’eau est en mouvement par rapport au seau, au début de l’expérience, sa surface est horizontale. C’est précisément quand l’eau est au repos relatif par rapport au seau que la surface devient concave.
Newton en conclut que la cause de cette forme ne peut être relative au mouvement du seau, mais à un mouvement absolu, c’est-à-dire mesuré relativement à un espace immobile et indépendant de toute chose.
Pour Newton, cette expérience donne à voir le mouvement circulaire vrai et absolu de l’eau. Newton entend par mouvement absolu « la translation d’un corps d’un lieu absolu dans un autre lieu absolu » (Newton, 1990). Elle permet donc pour Newton de mettre en évidence le mouvement de l’eau par rapport à un référentiel privilégié, l’espace absolu, défini par lui de la façon suivante :
L’espace absolu, sans relation aux choses externes, demeure toujours similaire et immobile. (Newton, 1990).
Il distingue ainsi espace absolu et espace relatif,
[…] cette mesure ou dimension mobile de l’espace absolu, laquelle tombe sous nos sens par la relation aux corps, et que le vulgaire confond avec l’espace immobile. (Newton, 1990).
Enfin, le lieu est
[…] la partie de l’espace occupée par un corps, et par rapport à l’espace, il est relatif ou absolu. (Newton, 1990).
Ce triple niveau de distinction – espace absolu, espace relatif, lieu – constitue le socle de l’ontologie newtonienne. Ainsi, l’espace absolu est l’espace véritable : le réceptacle immobile dans lesquels se meuvent les corps et qui les préexistent. L’espace relatif n’est qu’une apparence sensible. Enfin le mouvement absolu est le mouvement véritable, réel : il a pour référent l’espace absolu lui-même et non les autres corps.
Dès lors, la question du seau de Newton n’est pas simplement mécanique : elle est ontologique. Elle met en jeu la nature même de ce dans quoi la matière existe et se meut.
La critique de Mach : le mouvement absolu remis en cause
Ernst Mach, dans sa Mécanique en 1883 (Mach, 1987) entreprend la critique de Newton. Il reprend l’expérience du seau de Newton pour en renverser l’interprétation. Pour lui,
Personne ne peut rien dire de l’espace absolu et du mouvement absolu, qui sont des notions purement abstraites, qui ne peuvent en rien être le résultat de l’expérience. (Mach, 1987, p. 225)
Pour Mach, Newton a pris a priori l’espace absolu pour point de départ : si l’expérience du seau
[…] nous apprend que la rotation relative de l’eau par rapport au vase n’éveille pas de forces centrifuges apparentes, mais que celles-ci sont éveillées par son mouvement relatif par rapport à la masse de la terre et aux autres corps célestes ; elle ne nous apprend rien de plus. (Mach, 1987, p. 225)
Ainsi, il introduit un principe, nommé plus tard par Albert Einstein du nom de principe de Mach, selon lequel l’inertie ne se comprend que relativement à l’ensemble des masses de l’univers et non par rapport à un espace absolu :
Dire qu’un corps conserve sa vitesse et sa direction dans l’espace est simplement une manière abrégée de s’en référer à l’univers entier. (Mach, 1987, p. 226)
Ainsi, si on imagine que notre seau est le seul objet de l’univers et qu’on le fait tourner de la même façon au bout de notre corde, verrons-nous toujours l’eau prendre cette forme concave pour monter sur les bords du seau ? Oui pour Newton, car le seau est en mouvement par rapport à l’espace absolu. Mais pour Mach ce n’est pas le cas. Le seau placé dans une telle configuration, il n’y a, selon lui, aucun moyen de déterminer si c’est le seau qui tourne dans un espace immobile, ou si c’est l’univers tout entier qui tourne autour du seau resté fixe. Autrement dit, le mouvement ne peut être défini que relativement aux autres masses de l’univers. Ainsi, ce n’est pas, pour Mach, par rapport à l’espace absolu que le seau est en mouvement mais par rapport à l’ensemble de la matière présente dans l’univers.
Les quatre ontologies de l’espace-temps
Dès lors on voit se détacher deux postures ontologiques de l’espace et du temps, la posture que l’on pourrait appeler absolutiste – ou substantivaliste –, et la posture relationnaliste. Avec le super-substantivalisme et le conventionnalisme, elles forment les quatre ontologies existantes de l’espace-temps.
La posture absolutiste (ou substantivaliste, ou encore « point de vue du contenant ») considère l’espace et le temps comme la scène où se meut la matière. Le temps « s’écoule uniformément » indépendamment à tout changement matériel. L’espace est « sans relation à rien d’extérieur », il existe absolument. Les objets physiques, quant-à-eux existent dans l’espace et le temps. L’espace et le temps étant absolus, ils continueraient d’exister même sans l’existence des objets physiques. L’espace et le temps ont une existence par eux-mêmes mais ne sont pas des objets physiques. Ils restent non-affectés par les objets physiques qu’ils contiennent. Ainsi la physique est impuissante à les décrire : ils ne peuvent être décrits qu’en termes purement mathématiques. Une telle géométrie ne représente pas l’espace physique, d’après Mario Bunge, les deux – géométrie et espace – sont identiques (Bunge, 2024).
Cette posture substantivaliste, où l’on considère une existence propre de l’espace et du temps, peut être poussée à l’extrême pour ne plus postuler deux substances – l’espace et le temps d’un côté et la matière de l’autre – mais une seule, l’espace-temps. Cette théorie, qui fait disparaître le dualisme du substantivalisme, est appelée super-substantivaliste, ou encore théorie de la substance primordiale. L’espace-temps ne contient plus à proprement parler les objets physiques, il est la substance unique. Il est la substance physique primordiale et les corps physiques sont des régions de cet espace-temps. Ainsi le champ métrique est la réalité matérielle. Nous avons ainsi un monisme que l’on pourrait qualifier de substantiel, avec une identité espace-temps/matière. Les choses ne sont pas dans l’espace-temps, elles sont des déformations locales de l’espace-temps.
Face à ces deux postures absolutistes de l’espace et du temps s’oppose la thèse de la non-existence, ou thèse conventionnaliste. L’espace et le temps n’ont aucune existence substantielle, ils n’ont d’existence que dans notre système de représentations. C’est la thèse notamment suivie par Pierre Duhem ou Henri Poincaré, entre autres. Selon cette posture, les structures de l’espace et du temps ne décrivent pas une réalité indépendante, mais sont des conventions rationnelles adoptées pour organiser les phénomènes physiques. Elles sont adoptées par une communauté de savants pour leur commodité. L’espace-temps est uneconstruction conceptuelle stabilisée par la pratique scientifique et utilisée pour décrire les régularités du monde physique.
Enfin, en opposition au dualisme du point de vue absolutiste et à l’antiréalisme du point de vue conventionnaliste, émerge le point de vue relationnel, pour qui l’espace et le temps émerge des relations entre les objets. Cette thèse fut historiquement énoncée, pour ce qui est de la période moderne, par Leibniz dans son débat avec Clarke en des termes idéalistes. En effet il fonde son relationnalisme sur une métaphysique idéaliste : les monades sont le fondement de ce qui existe, des substances immatérielles, centres de perception sans extension. À partir de là, le monde matériel est l’apparence phénoménale issue de la coordination entre les perceptions des monades et l’espace et le temps des systèmes d’ordre intelligibles, construits par l’esprit divin, permettant de penser les relations entre les phénomènes. On le voit ici, le relationnalisme leibnizien, comme le super-substantivalisme, est un monisme : l’ensemble des phénomènes est issu de l’organisation d’une substance primordiale (la monade pour le premier, l’espace-temps pour le second).
Le matérialisme dialectique : vers une ontologie unifiée
Aux XIXe et XXe siècles, la dialectique matérialiste transforme ce relationnalisme idéaliste en une ontologie réaliste.
Reconnaissant l’existence de la réalité objective, c’est‑à‑dire de la matière en mouvement, indépendamment de notre conscience, le matérialisme est inévitablement amené à reconnaître aussi la réalité objective de l’espace et du temps. (Lénine, 1962)
C’est ainsi que Lénine ouvre son chapitre sur l’espace et le temps dans son ouvrage Matérialisme et Empiriocriticisme publié en 19091. Cet ouvrage s’inscrit dans la tradition du matérialisme dialectique de Marx et Engels. Bien loin de supposer une thèse absolutiste de l’espace et du temps, le matérialisme dialectique est un monisme : il ne reconnaît comme unique substance première que la matière en mouvement. « L’unité réelle du monde consiste en sa matérialité » déclare Engels en page 31 de l’Antidühring. Mais alors, quelle existence supposer à l’espace et au temps s’il n’est que matière ? La réponse nous est donnée par Lénine dans M&E :
L’univers n’est que matière en mouvement, et cette matière en mouvement ne peut se mouvoir autrement que dans l’espace et dans le temps. (Lénine, 1962)
L’univers, comprendre ici tout ce qui existe, n’est que matière en mouvement. Le mouvement sans matière est pour le matérialiste dialectique une abstraction absurde, tout comme l’est la matière sans mouvement. Dès lors l’espace et le temps ne sont, par conséquent, que matière et mouvement. On a ici une ontologie que l’on pourrait qualifier d’émergentiste : l’espace et le temps ne préexistent pas à la matière mais émergent de son mode d’organisation dialectique. De l’extension et du mouvement de la matière en relation avec elle-même émergent le temps et l’espace.
Car les formes fondamentales de tout Être sont l’espace et le temps et un Être en dehors du temps est une absurdité tout aussi grande qu’un Être en dehors de l’espace. (Engels, 2007)
Ce réalisme ontologique, fondé sur l’unité de la matière et du mouvement, appelle une clarification de ce que le matérialiste dialectique entend précisément par matière.
Matière et mouvement : fondements du réalisme dialectique
La matière : objectivité et asséité
Pour Marx et Engels, la matière est ce qui existe indépendamment de la conscience humaine. Ainsi, et contrairement aux positivistes, il existe pour le matérialiste une réalité objective obéissant à des lois. Ces lois de la nature ne sont donc pas des constructions mentales mais existent indépendamment des représentations que l’on s’en fait. Pour Engels :
L’interconnexion universelle des choses est le reflet dans la pensée du lien objectif de la nature elle-même. (Engels, 2007)
Reconnaissant la réalité objective de la nature, de la Chose en Soi, le matérialiste est amené à reconnaître l’existence de lois dans la nature. En forgeant des représentations mentales de la réalité objective, la Chose en Soi devient Chose pour Nous. Les lois scientifiques sont ces représentations dans la conscience humaine des lois objectives de la nature. En progressant, la science ne peut par nature épuiser le sujet de son étude. Ainsi la Chose pour Nous s’approche de la réalité objective mais ne l’atteint jamais2.
Toutes les connaissances procèdent de l’expérience, des sensations, des perceptions. Soit. Mais il y a lieu de se demander si la réalité objective “est du domaine de la perception”, autrement dit : si elle en est la source. Si oui, vous êtes un matérialiste. Sinon, vous n’êtes pas conséquent et vous en arriverez inéluctablement au subjectivisme, à l’agnosticisme, que vous niiez la connaissance de la chose en soi, l’objectivité du temps, de l’espace et de la causalité (avec Kant) ou que vous n’admettiez même pas l’idée de la chose en soi (avec Hume), peu importe. (Lénine, 1962)
La source de la connaissance est pour le matérialiste, bien entendu, l’expérience. Et cela fonde la théorie matérialiste de la connaissance sur le critère de la pratique (M&E, p. 141). Elle admet la relativité de nos connaissances « au sens de la relativité historique de l’approximation de nos connaissances par rapport à cette vérité » (M&E, p. 140).
Mais l’objectivité ne suffit pas à définir la matière. « Une conception moniste-matérialiste présuppose donc l’objectivité plus l’asséité » (Bitsakis, 1983). C’est-à-dire qu’elle existe non-seulement indépendamment de l’idée que nous nous en faisons, mais de plus qu’elle n’est pas le résultat de quelque manifestation de l’esprit (qu’il soit Dieu, Idée Absolue…).
La matière est antérieure et l’esprit et est le résultat du fonctionnement de la matière spécifiquement organisée, c’est-à-dire le résultat du fonctionnement du cerveau humain, au sein de la société. (Bitsakis, 1983).
La matière est donc une catégorie philosophique recouvrant ce qui est et est accessible par l’expérience. L’objet de la physique est l’étude des formes concrètes de la matière. Pour Engels, dans la Dialectique de la nature :
La matière, comme telle, est pure création de la pensée et pure abstraction. Nous faisons abstraction des différences qualitatives des choses en les embrassant en tant qu’existant corporellement sous le concept de matière. La matière, comme telle, à la différence des matières déterminées existantes n’a donc pas d’existence sensible (Engels, 1975, p. 259)
L’électron, le proton, mais aussi le photon – bien que sans masse – sont donc des formes d’existence de la matière. Plus tôt :
[…] personne n’a encore vu ni éprouvé autrement la matière comme telle et le mouvement comme tel, mais seulement les diverses substances et formes du mouvement existant réellement. (Engels, 1975, p. 238).
Le concept de matière est donc une abstraction de ses différentes déterminations concrètes atteintes par nos sensations.
La matière comme processus : la dialectique du mouvement
Nous avons abordé la matière dans le cadre de son existence objective et de son asséité. Mais le matérialisme dialectique implique également l’unité du mouvement et de la matière. Bitsakis tire en 1983 de cette thèse six aspects fondamentaux :
- Le mouvement est le mode d’existence de la matière ;
- On ne peut pas concevoir la matière sans mouvement ;
- On ne peut pas concevoir le mouvement sans matière ;
- Le mouvement est source, et en même temps produit des interactions physiques ;
- Le mouvement est aussi indestructible que la matière ;
- Le mouvement ne se réduit pas au seul déplacement. Il est lié à la qualité et au changement qualitatif, donc à l’existence de niveaux d’organisation de la matière, ainsi qu’aux relations entre le potentiel et le réel. (Bitsakis, 1983)
Les trois premiers points se retrouvent dans la célèbre citation d’Engels :
Le mouvement est le mode d’existence de la matière. Il ne peut y avoir de matière sans mouvement ni de mouvement sans matière. (Engels, 2007)
Le cinquième point dérive du principe de conservation de la matière et de la quantité de mouvement dans l’univers. On retrouve là la vieille thèse de Parménide que l’on ne peut rien construire à partir de rien. Le dernier point insiste sur le fait qu’il ne faut pas penser le mouvement en termes purement mécanique. La matière est ce qui est, se transforme et interagit. Autrement dit, même ce que la physique classique appelle repos est pour le matérialisme dialectique un état de stabilité dynamique, c’est-à-dire un équilibre provisoire entre forces opposées. Il n’existe aucune matière sans activité interne.
Le mouvement n’est pas simplement ce que la matière fait, mais ce qu’elle est : sa forme d’existence. La dialectique matérialiste substitue ainsi à la métaphysique des substances un devenir structuré, où la stabilité n’est qu’une forme d’équilibre dynamique.
Révolution relativiste et redéfinition de l’espace-temps
Le dépassement de la mécanique newtonienne
La mécanique newtonienne repose sur un dualisme : d’un côté la matière, de l’autre un espace absolu dans lequel elle se meut. Ce modèle pose l’espace comme un cadre vide, homogène, indépendant de la matière – donc non dialectique et non matérialiste.
Pour le matérialisme dialectique, nous l’avons vu le mouvement est indissociable de la matière :
Le mouvement est le mode d’existence de la matière. Il ne peut y avoir de matière sans mouvement ni de mouvement sans matière. (Engels, 2007)
Le mouvement est pensé, dans la physique newtonienne, comme une abstraction s’appliquant à la matière. Or, nous dit la doctrine matérialiste, ce point de vue n’a aucun sens.
La mécanique classique est par nature incompatible avec un monisme matérialisme, elle suppose un en-dehors de la matière : un espace absolu, existant indépendamment de la matière et non affecté par elle.
En ce qui concerne le concept d’espace, il semble qu’il ait été précédé par le concept psychologiquement plus simple de lieu. Le lieu est avant tout une (petite) partie de la surface de la Terre identifiée par un nom. La chose dont le “lieu” est spécifié est un “objet matériel” ou un corps. Une analyse simple montre que le “lieu” est également un groupe d’objets matériels. Le mot “lieu” a-t-il une signification indépendante de celle-ci, ou peut-on lui attribuer une telle signification ? Si l’on doit répondre négativement à cette question, on en arrive à considérer que l’espace (ou le lieu) est une sorte d’ordre d’objets matériels et rien d’autre. Si le concept d’espace est formé et limité de cette manière, alors parler d’espace vide n’a aucun sens. Et comme la formation des concepts a toujours été régie par une recherche instinctive d’économie, on en arrive tout naturellement à rejeter le concept d’espace vide. (Jammer, 1993, p. xv).
Ainsi s’exprime Einstein dans l’introduction qu’il livre pour l’ouvrage Concepts of Space de Max Jammer en 1954. On remarque tout d’abord que pour lui le mot le concept d’espace est une « forme d’ordre d’objets matériels ». Si tel est le cas, peut-on alors parler d’espace vide ? Einstein répond négativement à cette question. Einstein formule ici une conception profondément anti-substantialiste de l’espace. Il montre que l’idée d’un lieu n’a de sens qu’en relation avec des objets matériels et que, par conséquent, le concept d’espace – comme ordre des relations entre ces objets – ne saurait être pensé indépendamment d’eux. Si l’espace est, comme le dit Engels, une forme d’existence de la matière en mouvement, alors l’espace vide est une absurdité. Einstein rejoint là Engels en rendant l’espace-temps ontologiquement dépendant du contenu matériel. Dans cette perspective, Einstein rejoint la thèse matérialiste classique : l’espace n’est pas un contenant métaphysique, mais une forme d’existence de la matière en mouvement.
Le passage de Newton à la physique moderne (champ, relativité, quanta) illustre le mouvement dialectique : la pensée scientifique dépasse ses propres limites en intégrant les contradictions qu’elle engendre. La matière cesse d’être vue comme des corpuscules isolés se déplaçant dans un vide, pour devenir un continuum de processus interconnectés.
Dans la relativité générale la métrique n’est pas donnée a priori : elle est déterminée par la distribution d’énergie et de matière via les équations d’Einstein. L’équation fondamentale de la théorie de la relativité générale,

exprime cette dépendance ontologique : la courbure géométrique de l’espace-temps (le membre de gauche) est entièrement déterminée par la distribution de matière et d’énergie, le tenseur énergie/impulsion (le membre de droite). Il n’y a donc pas, au sens newtonien, d’espace vide absolu indépendant des champs physiques : même les régions apparemment vides portent un champ gravitationnel et une géométrie.
Cet apport de la physique soutient la thèse matérialiste : l’espace-temps n’est pas un contenant ontologiquement premier, mais la forme matérielle (le champ) dans laquelle s’exprime et se meut la matière. Plus tard, la gravité quantique à boucles radicalisera encore cette dissolution du fond en montrant comment l’espace-temps peut émerger d’un réseau quantique d’interactions.
La dissolution de l’espace et du temps classiques
Le passage de la mécanique classique à la relativité restreinte marque une rupture décisive : ce ne sont plus les corps qui se meuvent dans l’espace et dans le temps, mais l’espace et le temps eux-mêmes qui se trouvent modifiés par le mouvement.
Pour Newton, nous l’avons vu, le temps est uniforme, le même pour tous les référentiels.
Le temps absolu, vrai et mathématique, sans relation à rien d’extérieur, coule uniformément, et s’appelle durée. (Newton, 1990, p. 58).
Le mouvement est donc, pour Newton, mesuré dans le temps : le temps est un fond homogène, un axe de référence extérieur aux phénomènes.
Einstein introduit deux postulats dans son article Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Einstein, 1905), le principe de relativité, et – celui qui nous intéresse ici – le principe de la constance de la vitesse de la lumière dans le vide :
[…] la lumière se propage toujours dans l’espace vide à une vitesse définie c qui est indépendante de l’état de mouvement du corps émetteur. (Einstein et al., 1952, p. 38).
Ainsi, pour Einstein, la lumière (et donc l’électromagnétisme, c’est-à-dire la matière rayonnante) impose sa propre invariance. Sa vitesse dans le vide est la même dans tous les référentiels inertiels, indépendamment du mouvement de la source ou de l’observateur.
Nous l’avons vu, chez Newton les vitesses, durées et accélérations ne sont que des rapports au temps. Le temps s’écoule uniformément, indépendamment aux mouvements des corps physiques. Autrement dit : la nature n’a pas besoin du mouvement pour que le temps s’écoule.
Pour Einstein, on ne peut plus définir le temps indépendamment du mouvement de la lumière. Le temps n’est plus absolu. C’est la vitesse de propagation lumineuse qui sert désormais d’étalon de mesure de la durée. On observe ainsi un renversement ontologique : ce n’est plus le temps qui mesure le mouvement, mais le mouvement de la lumière qui définit le temps. Autrement dit, le temps devient une relation fondée sur un processus physique précis : la transmission d’énergie électromagnétique.
Or la lumière, chez Einstein, n’est pas un pur phénomène mathématique : c’est une onde électromagnétique, une forme de la matière en mouvement. Autrement dit, c’est le mouvement réel de la matière qui fonde la métrique du monde. Le temps devient ainsi une forme d’existence de la matière en mouvement.
Il est apparu clairement que parler de la simultanéité de deux événements n’avait de sens que par rapport à un système de coordonnées donné, et que la forme des appareils de mesure et la vitesse à laquelle les horloges se déplacent dépendent de leur état de mouvement par rapport au système de coordonnées. (Einstein, 1919, pp. 2-3).
C’est ainsi que s’exprime Einstein dans une lettre au London Times en 1919. La relativité restreinte repose sur deux principes :
- le principe de relativité, qui postule que les lois de la physique sont les mêmes dans tout référentiel inertiel ;
- et, nous l’avons vu, le principe de constance de la vitesse de la lumière dans le vide quel que soit l’état de mouvement de la source ou de l’observateur.3
Ces deux principes « fortement soutenus par l’expérience » sont irréconciliables dans le cadre de la physique classique (Einstein, 1919, p. 2).
La théorie de la relativité restreinte a finalement réussi à les concilier logiquement par une modification de la cinématique, c’est-à-dire de la doctrine des lois relatives à l’espace et au temps (du point de vue de la physique). (Einstein, 1919, p. 2).
Cette modification des lois de la physique passe par une remise en cause de la simultanéité, que ce soit chez Poincaré ou chez Einstein. La première partie de l’article d’Einstein Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Einstein, 1905), concerne cette disparition du caractère absolu de la simultanéité.
Einstein pose la question de la signification de la phrase suivante : « Ce train arrive ici à 7 heures. » Pour lui :
Je veux dire quelque chose comme ceci : “Le fait que la petite aiguille de ma montre indique 7 heures et l’arrivée du train sont des événements simultanés.” (Einstein et al., 1952, p. 40).
Mais comment sait-on que deux événements sont simultanés ? Il faut pour cela que le signal lumineux issu de la montre indiquant 7 heures et celui issu du train sur le quai impriment ma rétine en même temps. La dépendance du temps de trajet nécessaire pour la lumière pour imprimer ma rétine est donc indissociable de ma définition de la simultanéité. Pour Einstein, les deux postulats reposent sur une base expérimentale solide – contrairement à la simultanéité, qui ne possède aucune signification empirique indépendante du cadre de référence adopté.
La simultanéité devient ainsi une relation définie par une convention de synchronisation des horloges (émission et retour d’un signal lumineux entre deux points).
Ainsi, deux événements « simultanés » pour un observateur ne le sont pas pour un autre. Il n’existe donc pas de temps universel, seulement des relations d’ordre entre événements. Ontologiquement, cela signifie que le temps n’est pas un fond fixe, mais le résultat du rapport entre mouvements matériels.
La théorie de la relativité restreinte renverse la conception classique du temps et de l’espace. Auparavant considérés comme indépendants, l’espace et le temps sont désormais rassemblés dans un continuum d’espace-temps.4 Cela se retrouve dans l’expression de la composante temporelle de la transformation de Lorentz :

Le temps est « privé de son indépendance » (Einstein, 2003 [1ʳᵉ éd. 1956], trad. p. 78). L’espace tri-dimensionnel est remplacé chez Minkowski par l’espace-temps quadridimensionnel, l’espace euclidien par l’espace courbe de Gauss-Riemann :
« Seulement un semblant d’union des deux peut préserver une réalité indépendante. » (Minkowski, 1908)
Et Minkowski d’ajouter :
Personne n’a jamais observé un lieu privé de temps […] ni un moment privé de lieu. (Ibid., 1908)
Pour mieux rendre compte de cette imbrication du temps et de l’espace, Minkowski introduit de nouveaux objets – le point-univers (un événement) et la ligne-univers (une trajectoire). Ces notions traduisent mathématiquement la fusion conceptuelle du temps et de l’espace, et ouvrent la voie à une interprétation géométrique du mouvement, où la métrique de l’espace-temps remplace les cadres newtoniens séparés.
La séparation du spatial et du temporel – pilier de la mécanique céleste classique – se trouve donc dissoute dans un continuum unique. Cette dissolution marque le passage d’une physique des positions à une physique des événements, où la localisation n’a de sens qu’en relation avec le mouvement. Il ne reste plus de distinction substantielle entre la matière et le lieu de son déploiement : l’univers est un champ de relations matérielles.
L’espace-temps comme émergence de la matière en mouvement
Le matérialisme dialectique, en affirmant que l’espace et le temps ne sont pas des cadres vides mais les formes d’existence de la matière en mouvement, conduit à une version renouvelée du relationnalisme – non plus idéaliste, mais réaliste et émergentiste.5
Alors que la métaphysique leibnizienne faisait dépendre les relations spatiales et temporelles de l’ordre logique des perceptions ou de l’harmonie divine, la dialectique matérialiste enracine ces relations dans lastructure dynamique de la réalité physique elle-même.
Si l’espace et le temps ne préexistent pas à la matière, s’ils ne sont que les formes objectives de son activité et de ses interactions, alors ils ne peuvent exister que dans et par les relations réelles entre les systèmes matériels. L’espace n’est plus un contenant, ni le temps un flux séparé, mais le réseau objectif des connexions matérielles.
Ce que le relationnalisme idéaliste attribuait à l’esprit ou à Dieu, le matérialisme dialectique l’attribue à la matière elle-même, dans sa capacité d’auto-organisation, de transformation et de production de structures. Comme le dit Mario Bunge dans son Dictionnaire philosophique :
Le temps est objectif, mais il n’existe pas par lui-même, séparé de tout le reste. (Bunge, 2020, p. 463).
Ainsi, l’espace-temps est compris comme un niveau d’organisation émergent des interactions matérielles, une propriété globale du monde physique, et non un être ou une substance distincte. Cette conception, fidèle à la méthode dialectique, unit ontologie et physique : elle relie la relativité, la théorie des champs et la philosophie de la matière en un même cadre réaliste. Nous l’avons vu plus haut : dans la relativité générale, la distribution de matière-énergie détermine la métrique spatio-temporelle – autrement dit, la structure de l’espace-temps naît de la matière.
Un phénomène est émergent quand il résulte de l’organisation d’un ensemble de processus matériels plus simples, mais possède des propriétés irréductibles à ces éléments. Pour Mario Bunge :
[…] le matérialisme émergentiste, même s’il soutient que tous les existants sont matériels ou concrets, suppose que ceux-ci n’appartiennent pas à un seul niveau […]. (Bunge, 2020, p. 265).
Appliqué à l’espace-temps, on observe une émerge d’une structure d’ordre spatiotemporelle à partir de l’organisation des relations matérielles élémentaires (interactions, mouvements, transformations d’énergie). L’espace-temps est donc ontologiquement dérivé mais réellement existant : il est objectif.
Ainsi comprise, la conception matérialiste de l’espace-temps relève d’un émergentisme ontologique. L’espace et le temps ne possèdent pas une existence propre et antérieure à la matière. Ils émergent des relations objectives entre systèmes matériels en interaction. Autrement dit, l’espace et le temps ne sont pas des entités substantielles, mais des formes d’organisation de la matière en mouvement, apparaissant à un certain niveau de complexité de la réalité physique.
En ce sens elle se distingue à la fois des conceptions substantivalistes – le dualisme de l’absolutisme, la préexistence du super-substantivalisme – d’un côté, et du relationnalisme idéaliste et du conventionnalisme de l’autre, qui réduisent ces relations à des représentations mentales (l’ensemble des thèses est résumé dans le tableau 1).
| Vision | Ce qu’elle dit de l’espace-temps | Statut ontologique |
| Absolutisme | L’espace et le temps existent par eux-mêmes | Substance indépendante |
| Relationnalisme idéaliste et conventionnalisme | L’espace et le temps sont des relations dans la perception ou l’esprit | Construction mentale |
| Super-substantivalisme | L’espace-temps est la seule substance, et la matière est une excitation de celui-ci | Substance unique, géométrique |
| Relationnalisme matérialiste | L’espace et le temps émergent des relations objectives entre les systèmes matériels | Propriété émergente de la matière |
Tableau 1. Les postures ontologiques de l’espace-temps.
Ainsi elle s’éloigne du dualisme et de l’idéalisme pour postuler un monisme matérialiste : tout ce qui existe est matériel, mais la matière ne se réduit pas à ses éléments les plus simples. Celle-ci se développe en niveaux qui possèdent leurs propres lois et leurs propres formes d’existences. Ce faisant, ces formes sont le produit des interactions matérielles à différents niveaux d’organisation. Cette thèse s’oppose ainsi également au réductionnisme naïf. Appliqué à l’espace-temps, parler d’émergentisme c’est dire que l’espace et le temps apparaissent comme les formes objectives de la matière en mouvement et en interaction. L’espace-temps est ainsi compris comme une propriété émergente de la réalité matérielle, et non comme son cadre préalable.
En gravité quantique à boucles, il n’existe plus de fond continu d’espace-temps : les relations entre quanta de champ constituent l’espace-temps. C’est la réalisation la plus radicale du relationnalisme matérialiste: il n’y a pas de contenant, seulement des réseaux de relations physiques. Ainsi elle accomplit le dépassement dialectique entre le continu (relativité générale) et le discontinu (mécanique quantique) et, par-là, réconcilie la matière et l’espace en les concevant comme un seul et même processus.
Conclusion
Pour un matérialiste les lois physiques ne sont pas de simples conventions opératoires, mais des représentations objectives de relations réelles dans la nature. Les transformations de Lorentz, la constance de la vitesse de la lumière, ou la courbure de l’espace-temps ne sont pas des fictions commodes : elles traduisent la structure réelle du monde matériel.
La théorie de la relativité, en unifiant espace, temps et mouvement, corrobore le principe dialectique d’unité de la matière et du mouvement : chez Einstein, la métrique spatio-temporelle dépend de la distribution d’énergie et de matière. Elle n’est pas un cadre vide, mais une forme dynamique du réel. La relativité devient donc, dans une lecture matérialiste, une théorie de l’espace-temps comme expression du mouvement matériel universel.
La physique contemporaine a conduit à un renversement complet de la perspective newtonienne. La victoire sur le concept d’espace absolu, comme sur celui de système inertiel, n’a été possible qu’au prix d’une transformation profonde du concept même de matière.
Ce que Einstein et ses successeurs ont accompli, c’est la substitution du concept de champ à celui d’objet matériel: la réalité physique ne réside plus dans des entités ponctuelles localisées dans un cadre spatial, mais dans un champ continu dont les propriétés dépendent des coordonnées spatio-temporelles elles-mêmes.
La victoire sur le concept d’espace absolu ou sur celui de système inertiel n’a été possible que parce que le concept d’objet matériel a été progressivement remplacé comme concept fondamental de la physique par celui de champ. Sous l’influence des idées de Faraday et de Maxwell, l’idée s’est développée que l’ensemble de la réalité physique pouvait peut-être être représenté comme un champ dont les composantes dépendent de quatre paramètres spatio-temporels. Si les lois de ce champ sont en général covariantes, c’est-à-dire qu’elles ne dépendent pas d’un choix particulier de système de coordonnées, alors l’introduction d’un espace indépendant (absolu) n’est plus nécessaire. Ce qui constitue le caractère spatial de la réalité est alors simplement la quadridimensionnalité du champ. Il n’y a donc pas d’espace “vide”, c’est-à-dire qu’il n’y a pas d’espace sans champ. (Jammer, 1993, p. xvii).
La conséquence ontologique de ce déplacement est décisive : l’espace-temps n’est pas un contenant, mais une forme émergente du champ matériel. Autrement dit, le vide absolu est une fiction : toute région de l’espace-temps est une configuration de champ.
Ce point de vue réalise pleinement l’intuition matérialiste selon laquelle l’espace et le temps ne sont pas des cadres indépendants, mais des formes d’existence de la matière en mouvement. Il permet en outre de penser l’unité du réel sans recours à une substance immobile ou à un support géométrique préexistant.
- En cela, le matérialisme dialectique s’oppose à toutes les formes de subjectivisme qui ne voient dans les lois humaines que construction sociale, complexes de sensations… ↩︎
- Cet ouvrage, s’il est rédigé après la publication de l’article d’Einstein Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Einstein, 1905) sur la relativité restreinte, est également rédigé la même année que l’article Raum und Zeit de Minkowski (Minkowski, 1908) et est évidemment basé sur la physique classique. ↩︎
- « La confiance que les physiciens accordent à ce principe découle des succès obtenus par l’électrodynamique de Maxwell et Lorentz. » (Einstein, 1919, p. 2). ↩︎
- Le terme anglais “spacetime”, en un seul mot, rend mieux compte de cette réalité (Eisenstaedt, 2002). ↩︎
- Le matérialisme émergentiste s’entend comme un matérialisme non-réductionniste. C’est-à-dire que tout ce qui compose le monde est matériel mais ne s’explique pas au même niveau d’organisation. ↩︎
Bibliographie
Bitsakis, E. (1983). Physique et matérialisme. Editions Sociales.
Bunge, M. (2020). Dictionnaire philosophique. Editions Matériologiques.
Bunge, M. (2024). Ontologie I : L’agencement du monde. Editions Matériologiques.
Einstein, A. (1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der physik, 17(10), 891‑921.
Einstein, A. (1919). What is the Theory of Relativity? London Times.
Einstein, A., Lorentz, H. A., Sommerfeld, A., Weyl, H., & Minkowski, H. (1952). The principle of relativity. Dover edition.
Eisenstaedt, J. (2002). Einstein et la relativité générale. CNRS Editions.
Engels, F. (1975). Dialectique de la nature. Editions Sociales.
Engels, F. (2007). Antidühring. Editions Science Marxiste.
Jammer, M. (1993). Concepts of Space: The History of Theories of Space in Physics. Dover edition.
Lénine, V. (1962). Matérialisme et empiriocriticisme (Vol. 14). Editions Sociales.
Mach, E. (1987). La Mécanique. Exposé historique et critique de son développement. Editions Jacques Gabay.
Minkowski, H. (1908). Raum und Zeit. Jahresberichte der Deutschen Mathematiker-Vereinigung,
Newton, I. (1990). Principes mathématiques de la philosophie naturelle (Vol. 1). Editions Jacques Gabay.
OpenEdition vous propose de citer ce billet de la manière suivante :
Philippe Katz (6 janvier 2026). L’espace-temps : une défense de la thèse matérialiste relationnelle. Philosophie naturelle. Consulté le 14 mars 2026 à l’adresse https://doi.org/10.58079/15ghs
Être ne peut pas ne pas être.
De Est, verbe absolu, est Être, qualitatif et inclusif.
Est, Là,
Apparent, en Conscience,
Matière, en Mouvement.
La conscience Existe,
Sensation en croissance,
Perception en déplacement,
Apparition et communication,
Inaccomplie.
Être Est Conscient.
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