长期以来，人们对彭加勒有不少误解和曲解。关于他在物理学革命中的表现和作用，有人就认为：“彭加勒在物理学新发现面前的表现是非常突出、非常恶劣的”。他“别有用心”地“走上前台”，进行“丑恶的表演，虚伪的喧嚣”。在这些人的眼中，彭加勒似乎成了破坏物理学革命的罪魁祸首。
事实究竟怎样呢?
物理学革命先后是在三个领域——物质结构、量子论、相对论——展开的，就让我们来考察一下彭加勒在这三方面的具体贡献吧。
在物质结构方面的贡献
物理学革命也许可以说是从1895年伦琴发现X射线开始的。X射线的发现引起了极大的轰动，使整个科学界都陷入极度的激动和深深的沉思之中。由于X射线从阴极射线撞击在克鲁克斯管上的萤光斑发出，这使彭加勒想到，被日光照射而发磷光的各种物质也应当发出一种不可见的、有贯穿能力的类似于X射线的辐射。1896年初，彭加勒在法国科学院的会议上提出这一设想，尽管该设想是从一个错误的前提出发的，但是客观上却促成了放射性的发现。彭加勒的同行、一位长期从事发光物质研究的专家贝克勒尔从中受到启发。经过几次反复，贝克勒尔终于在同年发现了铀射线。这又直接导致居里夫人于1898年发现了放射性更强的新元素钋和镭，由此开辟了原子结构研究的新天地。
在世纪之交，物理学家所讨论的一个重大问题是：原子、分子是否存在？众所周知，在19世纪末期，由于热力学的成功以及原子论在热力学第二定律、汽化热、渗透压、化学平衡等问题上遇到了困难，因此奥斯特瓦尔德在发展能量学时批评了原子假设的实在论作用，并主张用唯能论的纲领代替原子论的纲领。奥斯特瓦尔德的观点得到许多从事热力学和化学研宄的科学家的支持。对此，坚持原子论的玻耳兹曼等人与之进行了唇枪舌剑、旷日持久的论争。
当时，在科学共同体内部，彭加勒既避免把他与唯能论物理学联系起来，也避免把他与机械论物理学联系起来，他对原子论持保留和审慎态度。19世纪90年代，彭加勒以既不能被证实、又不能被否证这种意义，使用“中立性”假设来描述原子假设的特征。他论证说，原子、分子还不能看作是已知的经验事实，它们既不能认为是真实的，也不能认为是虚假的，原子论依然是一个悬而未决的问题。
彭加勒像奥斯特瓦尔德那样，也发现可逆的分子碰撞与自然过程和热力学第二定律的不可逆性之间存在着悖论，这对于原子论来说是一个最大的困难。他既不同意亥姆霍兹的令人困惑的“隐蔽运动”的回答，也不满意麦克斯韦妖的回答。他的观点虽然完全类似于玻耳兹曼对气体运动论的解释，但是显然怀疑该理论的数学精确性，并为上述悖论而感到烦恼。
值得注意的是彭加勒早就意识到用实验来验证分子运动论的可能性。他在1902年提醒公众注意：“我们且把古依(M．Gouy)先生关于布朗运动的新奇观念说一说。按照这位学者的说法，这种奇异的运动不符合卡诺原理。那些使之振动的分子就比那十分致密的乱丝网孔还细小，我们几乎能够看到麦克斯韦妖作怪呢。”在1904年的圣路易斯(美国)会议上，他提到古依的猜测：布朗运动因摩擦而转化为热，热反过来又转化为运动；由于运动永远持续，因而违背卡诺原理。“假若如此”，彭加勒沉思道：“我们就不需要麦克斯韦妖全智全能的眼睛了，显微镜就能使我们满足。” 后来，爱因斯坦和斯莫鲁霍夫斯基(M．Von Smoluchowskl)分别于1905年和1906年给出了布朗运动的理论，导出了计算分子大小的公式。1908年，佩兰(J. Perrrin)和他的合作者通过用显微镜观察藤黄树脂微粒的布朗运动，证实了爱因斯坦和斯莫鲁霍夫斯基的公式。
佩兰实验的成功使彭加勒改变了原来对原子论的保留态度。在1912年法国物理学会议即将结束时，彭加勒在谈到佩兰实验时说：“起初的反映的确震动了所有的听众，长期存在的力学假设和原子假设现在已被认为具有充分的可靠性，它们几乎不再作为假设出现在我们面前了，原子不再是一种有用的虚构了；我们似乎有理由说，我们看到了原子，因为我们知道如何去计量原子。……佩兰出色地确定了原子的数目，使原子论大获全胜，……化学家的原子现在已经是一种实在了。” 这充分证明，彭加勒是一位诚实正直、襟怀坦白的科学家。
在相对论方面的贡献
众所周知，爱因斯坦在1905年发表了他的著名论文“论动体的电动力学”。在这篇论文中，他以相对性原理、光速不变原理两个公设为基础，以同时性的定义为突破口，建立了狭义相对论的完整理论体系。使人惊叹的是，早在1900年之前，彭加勒就已经掌握丁上述建造相对论的一切必要材料，他不愧为相对论的先驱。惠特克(E．T．Whittaker)在谈到这一点时说得对：“彭加勒主要是一个数学家，而洛伦兹主要是一个理论物理学家。但是关于他们对相对论的贡献，地位正好相反：提出普遍原理的是彭加勒，而洛伦兹却提供了许多表达式。” (当然，惠特克有意贬低爱因斯坦的贡献则是十分错误的。)
在1895年，彭加勒就对当时以太漂移实验的研究表示不满。他基于哲学根据反对洛伦兹和其他人针对每一个新实验事实而引入孤立的假设，他极力强调人们应该采纳一个更为普遍的观点。实际上，彭加勒本人已经相信，用任何实验手段——力学的、光学的、电学的——都不可能检测到地球的绝对运动。他断言，所有以此为目标的实验注定要失败，不管它们的精度有多高。在这里，他已经意识到，采取这种立场相当于在理论上提出一个普遍的物理定律。彭加勒用下面的表述概括了这个定律：“不可能测出有重物质的绝对运动，或者更明确地说，不可能测出有重物质相对于以太的相对运动。人们所能提供的一切证据就是有重物质相对于有重物质的运动。” 1895年的这些评论的最大意义在于：它们为彭加勒关于动体电动力学的理论建立了一个框架。
1899年，彭加勒在巴黎大学文理学院所作的电和磁的讲演中又提到上述原理，他认为光学现象很可能只依赖于物体的相对速度。到1900年，他把这一原理称为“相对运动原理”。“相对性原理”一词是彭加勒1904年9月在美国圣路易斯国际技艺和科学会议的讲演中首次使用的。当时他把它作为物理学六个普遍原理之一列举出来。其定义如下：“相对性原理。根据这个原理，物理现象的定律应该是相同的，不管观察者处于静止还是处于匀速直线运动。于是，我们没有、也不可能有任何手段来辨别我们是否作这样一种运动。”（[4]）他在讲演中以挖苦的口吻说，尽管大多数理论家准备看到该原理被否证，但是实验本身却顽强地证实了它的可靠性。
光速在真空中不变的公设是彭加勒在1898年发表的“时间的测量”的论文中提出的，与此同时，还讨论了如何定义两个事件的同时性的问题。他这样写道：“光具有不变的速度，尤其是它的速度在一切方向上都是相同的，这是一个公设，没有这个公设，就无法量度光速。这个公设从来也不能直接用经验来验证；如果各种测量的结果不一致，那么它就会与经验相矛盾。我们应当认为我们是幸运的，因为这种矛盾没有发生，……”。
在1902年出版的《科学与假设》中，彭加勒再次强调了他的观点：“绝对空间是没有的，我们所理解的不过是相对运动而已”；“绝对时间是没有的，所谓两个时间间隔相等，本身只是一种毫无意义的断语。”“不仅我们没有两个相等的时间的直觉，而且也没有发生在不同地点的两个事件同时性的直觉。”([1], pp.92～93)在1904年的圣路易斯会议讲演中，彭加勒已惊人地预见到新力学的大致图像：“也许我们将要建造一种全新的力学，我们已经成功地瞥见到它了。在这个全新的力学内，惯性随速度而增加，光速会变为不可逾越的极限。原来的比较简单的力学依然保持为一级近似，因为它对不太大的速度还是正确的，以致在新力学中还能够发现旧力学。”([1], p.319)
此外，彭加勒在1905年还命名了洛伦兹变换，从数学上给洛伦兹理论以简炼的形式。他讨论了受形变的电子的稳定性，发现了洛伦兹变换下的电荷和电流的行为，得到了电荷密度和电流的变换公式。他力图将洛伦兹理论加以推广，以便包括进引力。他不仅论证了洛伦兹变换形成一个群，而且甚至(虽然是含蓄地)使用了四维表达式{而闵可夫斯基直到1907年才给爱因斯坦的相对论披上了这件精制的数学外衣}。
当然，彭加勒的理论和爱因斯坦的相对论在表达形式上虽有很多类似，但两人的基本思想却有着原则性的区别。对彭加勒来说，相对性原理本身只是一个“事实”，是要用实验来证明的，在任何时候只要有一个反例即可被否证。1906年，当考夫曼(W．Kaufmann)指出，他对高速电子荷质比的测定有利于亚伯拉罕(M．Abraham)的理论预言，而不利于洛伦兹和爱因斯坦的理论时，彭加勒便立即怀疑相对性原理的价值。按照彭加勒的意思，光在真空中速度不变也不完全意味著光速是普适常数。光速不变仅仅是相对于绝对参照系即以太参照系而言的。在相对以太参照系运动的惯性系中，由于斐兹杰惹-洛沦兹收缩使得光速表观上是不变的。彭加勒之所以没有达到相对论，部分原因在于他没有像爱因斯坦那样，把两个原理提高到普遍公设的高度来看待。彭加勒在相对论出现后长期保持缄默，他很可能把爱因斯坦的相对论看作是他和洛伦兹已完成的理论中的微不足道的一部分，而且他恐怕不认为爱因斯坦的理论是一种很好的理论。
