Hendrik Antoon Lorentz est né à Arnhem, aux Pays-Bas, le 18 juillet 1853, fils du pépiniériste Gerrit Frederik Lorentz et de son épouse née Geertruida van Ginkel. À l’âge de quatre ans, sa mère est décédée et, en 1862, son père a épousé Luberta Hupkes. À cette époque, l’école primaire n’avait pas seulement des heures de cours le matin et l’après-midi, mais aussi le soir, où l’enseignement était plus libre (ressemblant en quelque sorte à la méthode Dalton). Ainsi, lorsqu’en 1866 le premier lycée (H.B.S.) d’Arnhem est ouvert, Hendrik Lorentz, en tant qu’élève doué, est prêt à être placé en 3ème. Après la 5e classe et une année d’étude des classiques, il entre à l’université de Leyde en 1870, obtient sa licence en mathématiques et en physique en 1871 et retourne à Arnhem en 1872 pour devenir professeur de cours du soir, tout en préparant sa thèse de doctorat sur la réflexion et la réfraction de la lumière. En 1875, à l’âge précoce de 22 ans, il obtient son doctorat, et seulement trois ans plus tard, il est nommé à la chaire de physique théorique de Leyden, nouvellement créée pour lui. En dépit de nombreuses invitations à occuper des chaires à l’étranger, il est toujours resté fidèle à son Alma Mater. À partir de 1912, lorsqu’il accepte une double fonction à Haarlem, celle de conservateur du cabinet de physique de Teyler et celle de secrétaire de la « Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen » (Société néerlandaise des sciences), il continue à Leyde en tant que professeur extraordinaire, donnant ses célèbres conférences du lundi matin jusqu’à la fin de sa vie. Les directeurs clairvoyants de la Fondation Teyler ont ainsi permis à son esprit unique d’être libéré des obligations académiques routinières, lui permettant de déployer ses ailes encore plus loin dans les domaines les plus isolés de la science, qui sont accessibles à si peu de gens.

Dès le début de son travail scientifique, Lorentz s’est donné pour tâche d’étendre la théorie de l’électricité et de la lumière de James Clerk Maxwell. Déjà dans sa thèse de doctorat, il a traité les phénomènes de réflexion et de réfraction de la lumière de ce point de vue qui était alors tout à fait nouveau. Ses travaux fondamentaux dans les domaines de l’optique et de l’électricité ont révolutionné les conceptions contemporaines de la nature de la matière.

En 1878, il publie un essai sur la relation entre la vitesse de la lumière dans un milieu et la densité et la composition de celui-ci. La formule qui en résulte, proposée presque simultanément par le physicien danois Lorenz, est devenue connue sous le nom de formule de Lorenz-Lorentz.

Lorentz a également apporté des contributions fondamentales à l’étude des phénomènes des corps en mouvement. Dans un vaste traité sur l’aberration de la lumière et les problèmes qui s’y rapportent, il a suivi l’hypothèse d’A.J. Fresnel sur l’existence d’un éther immobile, qui pénètre librement tous les corps. Cette hypothèse a constitué la base d’une théorie générale des phénomènes électriques et optiques des corps en mouvement.

De Lorentz découle la conception de l’électron ; son opinion selon laquelle sa minuscule particule chargée électriquement joue un rôle au cours des phénomènes électromagnétiques dans la matière pondérable a permis d’appliquer la théorie moléculaire à la théorie de l’électricité, et d’expliquer le comportement des ondes lumineuses traversant des corps mobiles et transparents.

La transformation dite de Lorentz (1904) était basée sur le fait que les forces électromagnétiques entre charges sont soumises à de légères altérations dues à leur mouvement, ce qui se traduit par une infime contraction de la taille des corps en mouvement. Elle explique non seulement de manière adéquate l’absence apparente du mouvement relatif de la Terre par rapport à l’éther, comme l’indiquaient les expériences de Michelson et Morley, mais elle a également ouvert la voie à la théorie spéciale de la relativité d’Einstein.

On peut bien dire que Lorentz était considéré par tous les physiciens théoriques comme l’esprit prépondérant du monde, qui a achevé ce qui avait été laissé inachevé par ses prédécesseurs et préparé le terrain pour la réception fructueuse des nouvelles idées basées sur la théorie quantique.

En 1919, il fut nommé président de la commission chargée d’étudier les mouvements de l’eau de mer auxquels on pouvait s’attendre pendant et après la poldérisation du Zuyderzee aux Pays-Bas, l’un des plus grands travaux de tous les temps en matière de génie hydraulique. Ses calculs théoriques, résultat de huit années de travail de pionnier, ont été confirmés dans la pratique réelle de la manière la plus frappante, et ont depuis lors une valeur permanente pour la science de l’hydraulique.

Un nombre écrasant d’honneurs et de distinctions du monde entier ont été décernés à Lorentz. Il présidait avec une compétence exceptionnelle les réunions internationales, tant par sa personnalité aimable et judicieuse que par sa maîtrise des langues. Jusqu’à sa mort, il fut président de tous les congrès Solvay et, en 1923, il fut élu membre du « Comité international de coopération intellectuelle » de la Société des Nations. De ce comité, composé de seulement sept des plus éminents savants du monde, il devint le président en 1925.

Grâce à son grand prestige dans les cercles gouvernementaux de son propre pays, Lorentz put les convaincre de l’importance de la science pour la production nationale. Il a ainsi initié les étapes qui ont finalement conduit à la création de l’organisation maintenant généralement connue sous les initiales T.N.O. (Néerlandais pour la recherche scientifique appliquée).

Lorentz était un homme d’un charme personnel immense. L’image même de l’altruisme, plein d’un véritable intérêt pour quiconque avait le privilège de croiser son chemin, il s’est fait aimer à la fois des dirigeants de son époque et du citoyen ordinaire.

En 1881, Lorentz a épousé Aletta Catharina Kaiser, dont le père, J.W. Kaiser, professeur à l’Académie des Beaux-Arts, était le directeur du musée qui est devenu plus tard le célèbre Rijksmuseum (Galerie nationale) d’Amsterdam, et le concepteur des premiers timbres-poste des Pays-Bas. Deux filles et un fils sont nés de ce mariage. La fille aînée, le Dr Geertruida Luberta Lorentz, est une physicienne à part entière et a épousé le professeur W.J. de Haas, directeur du laboratoire cryogénique (laboratoire Kamerlingh Onnes) de l’université de Leyde.

Lorentz est décédé à Haarlem le 4 février 1928.