Histoire de la physique
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de la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain...)
de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...)
de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie....)
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L'histoire de la physique (L'histoire de la physique essaie de retracer l'origine et l'évolution des idées, des méthodes, des hommes et des connaissances des sciences physiques.) essaie de retracer l'origine et l'évolution des idées, des méthodes, des hommes et des connaissances des sciences physiques.

Les physiciens en ont souvent une conscience aiguë (Einstein, Heisenberg, Schrödinger, Prigogine, Feynman, etc.). La place de la physique est d'ailleurs primordiale dans l'histoire des sciences, et l'épistémologie repose largement sur son histoire.

Pour échapper à la pure chronologie, on peut noter l'imbrication de plusieurs problématiques parallèles :

  • déterminisme et physique probabiliste ; Laplace a à peine conçu le projet d'une explication mécaniste totale de la nature --une tradition qui culminera avec Einstein--, que Fourier s'intéresse aux échanges de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), ouvrant une voie qui y échappera complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité...)
  • équilibre stable et turbulences ; jusqu'au XXe siècle, la physique s'était intéressée aux lois qui gouvernaient les états d'équilibres, considérant les phénomènes hors de l'équilibre comme dissipatifs (entropie) ; plus récemment, une nouvelle tradition s'est intéressé aux phénomènes d'ordre loin de l'équilibre (Prigogine, Maturana)
  • objectif et subjectif (ou universalisme et relativisme) : la physique existe-t-elle en dehors de toute observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) de la Nature, ou la fondons-nous sur une idée d'expérimentateur qui participe involontairement au phénomène qu'il pense simplement décrire ? Ce dernier point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.), en gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la...) dans la tradition empiriste, a gagné du terrain avec les notions de relativité (de Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642) est un physicien et astronome italien du XVIIe siècle, célèbre pour avoir jeté les...), puis de Lorentz et Einstein, en passant par l'étrange principe de Mach), l'interprétation de Copenhague en mécanique quantique (Fille de l'ancienne théorie des quanta, la mécanique quantique constitue le pilier d'un ensemble de théories physiques qu'on regroupe sous l'appellation générale de physique quantique. Cette dénomination s'oppose à celle de physique...) et l'hypothèse d'Everett.
  • réfutabilité : tous les concepts de la physique sont-ils bien réfutables au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du...) de Karl Popper ?

Préhistoire

Durant la préhistoire, les hommes faisaient des observations (Stonehenge ou Carnac en témoignent) et étaient amenés à reproduire des phénomènes. C'est sur les berges des fleuves Tigre (Le tigre (Panthera tigris) est un mammifère carnivore de la famille des félidés (Felidae) du genre Panthera. Aisément reconnaissable à sa fourrure rousse...) et Euphrate (Irak actuel) et du fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans l'océan – ou, exceptionnellement, dans un désert,...) Nil (Égypte), puis plus tard en Grèce que les prémices des sciences ont vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...),il y a 5000 ans. Celles-ci étaient transmises par des religieux, ce qui assurait une continuité (En mathématiques, la continuité est une propriété topologique d'une fonction. En première approche, une fonction est continue si, à des variations infinitésimales de...) du savoir, la navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) assurant la propagation des connaissances et l'écriture, sur tablettes ou papyrus, son " stockage ".

Dans l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la...) de phénomènes se reproduisant en cycles (diurne, lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) ou annuel), la découverte des invariants de ces cycles constitue un début de raisonnement scientifique ; il y a là la notion que le monde (Le mot monde peut désigner :) obéit à des règles, et que l'on peut probablement utiliser ces règles.

Cette période vit l'apparition de techniques agraires, architecturales et guerrières, l'invention de la métallurgie (La métallurgie est la science des matériaux qui étudie les métaux, leurs élaborations, leurs propriétés, leurs traitements. Par extension, on désigne ainsi...) (âge du bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain désigne aussi le bronze, mais est plutôt employé en poésie et dans les textes littéraires,...) au IIIe millénaire (Un millénaire est une période de mille années, c'est-à-dire de dix siècles.) av. J.-C., âge du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus...) vers 1000 av. J.-C.), le début de l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) et de la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...).

Sciences et Religion se mélaient : les artisans faisaient des prières pendant la fabrication de leurs objets, prières qui pouvaient être un moyen de mesurer le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) lorsque la durée avait une importance dans le procédé.

Antiquité

Depuis l'Antiquité, on a essayé de comprendre le comportement de la matière : pourquoi les objets sans support tombent par terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande...), pourquoi les différents matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) ont des propriétés différentes, et ainsi de suite. Les caractéristiques de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), comme la forme de la Terre et le comportement des corps célestes comme la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la...) et le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...) étaient un autre mystère. Plusieurs théories furent proposées pour répondre à ces questions. La plupart de ces réponses étaient fausses, mais cela est inhérent à la démarche scientifique ; et de nos jours, même les théories modernes comme la mécanique quantique et la relativité sont simplement considérées comme " des théories qui n'ont pas pour le moment été contredites " (bien qu'elles soient dans leur état actuel incompatibles l'une avec l'autre).

Les théories physiques de l'Antiquité étaient dans une large mesure considérées d'un point de vue philosophique, et n'étaient pas toujours vérifiées par des expérimentations systématiques. Il est ici important d'avoir conscience que, dans la Grèce antique, la philosophie est née des débats et discours (logos) issus de l'observation de la nature (physikê en grec). On trouve donc les étymologies de beaucoup de termes employés aujourd'hui dans les sciences : suffixe -logie (technologie,...), et physique.

La physique était considérée dans la Grèce antique, au plus tard à l'époque des Stoïciens, mais sans doute déjà auparavant, comme une des trois branches de la philosophie. On ne la distinguait pas véritablement de la métaphysique.

Pour revenir à l'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives...), l'une d'entre elles jouera un rôle important : l'effet de rame brisée qui conduira à l'étude de la réfraction. Néanmoins, l'idée de méthode expérimentale (Une des bases de la démarche scientifique est l'expérimentation, c'est-à-dire le recueil de données sur le domaine d'étude, et la confrontation du...) commença d'être élaborée de manière précise par Epicure et les sceptiques, méthode qui jouera également un rôle important dans le développement de la médecine.

Hormis pour des précurseurs comme les philosophes de l'école milésienne, Démocrite, et bien d'autres, le comportement et la nature du monde étaient expliquées par l'action de dieux. Vers -600 av. J.-C., un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de philosophes grecs (par exemple Thalès de Milet) commençaient à admettre que le monde pût être compris comme le résultat de processus naturels. Certains reprirent la contestation de la mythologie amorcée par ce même Démocrite concernant par exemple les origines de l'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique....) humaine. (Ils anticipaient en cela les idées de Charles Darwin — mais cela entre dans l'histoire de la biologie (L’histoire de la biologie retrace les études de l'homme sur le monde du vivant depuis la nuit des temps jusqu'à nos jours. Cependant, le concept de biologie comme n'étant qu'une seule discipline ne naquit...) plutôt que dans celle de la physique.)

Faute de matériel expérimental perfectionné (télescopes...) et d'instruments précis de mesure du temps, la vérification expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel...) de telles idées était difficile sinon impossible. Il y eut quelques exceptions : par exemple, le penseur grec Archimède décrivit correctement la statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :) des fluides après avoir remarqué un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit...), si l'on en croit la légende, que son propre corps déplaçait un certain volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) alors qu'il entrait (L'entrait (ou tirant) - terme de charpente - est un élément de la ferme. C'est une pièce de bois horizontale servant à réunir les arbalétriers, et qui est...) dans son bain. Un autre exemple remarquable fut celui d'Ératosthène, qui - persuadé pour d'autres raisons, dont les éclipses de lune que la Terre était sphérique - parvint à calculer sa circonférence en comparant les ombres portées par des bâtons verticaux en deux points éloignés de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) du globe. Il est à noter qu'en appliquant le résultat des mêmes observations à une Terre plate il en eût déduit la distance du soleil, ce qui nous rappelle que toute interprétation s'appuie nécessairement sur des présuppositions antérieures (voir inférence bayésienne).

Des mathématiciens grecs, dont à nouveau Archimède, ont songé à calculer le volume d'objets comme les sphères et les cônes en les divisant en tranches imaginaires d'épaisseur infiniment petite ; ce qui faisait d'eux des précurseurs, de près de deux millénaires, du calcul intégral (Le calcul intégral est la deuxième des idées du calcul infinitésimal.). Mais ils comprenaient mal pourquoi on ne convergeait pas ainsi vers la valeur de \sqrt2 en divisant la diagonale (On appelle diagonale d'un polygone tout segment reliant deux sommets non consécutifs (non reliés par un côté). Un polygone à n...) du carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est à...) en petites marches d'escalier successives !

On connaît mal le détail des idées anciennes en physique et leurs vérifications expérimentales. La quasi-totalité des sources directes les concernant a été perdue lors des deux grands incendies de la bibliothèque d'Alexandrie : -48 avec plus de 40 000 rouleaux perdus, et 696 par le général `Amr ben al-`As qui présida à la destruction totale du fonds (hormis Aristote (Aristote (en grec ancien Ἀριστοτέλης / Aristotélês) est un philosophe grec né à Stagire (actuelle Stavros) en Macédoine...) dont les rouleaux furent sauvés in extremis et clandestinement par des admirateurs de ses œuvres).

Moyen Âge

Le Moyen Âge a été réévalué depuis une trentaine d'années, par des historiens tels que Georges Duby, Jean Favier, Pierre Riché, ou Jacques Le Goff.

Au Moyen Âge précoce, à la suite des grandes invasions, l'occident (L'Occident, ou monde occidental, est une zone géographique qui désignait initialement l'Europe. L'extension de l'espace considéré a varié au cours de l'Histoire. À une période...) a oublié une partie de l'héritage de l'Antiquité, surtout les textes de la Grèce antique. La période 550-750 peut être qualifiée de temps obscurs, au cours desquels se conserva malgré tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.), grâce à Boèce, Cassiodore, Isidore de Séville, et Bède le Vénérable, un savoir de base autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) des arts libéraux. Les arts libéraux formèrent l'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un élève...) de base des écoles carolingiennes. Cependant la physique n'en faisait pas partie.

La civilisation arabo-musulmane conserva la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) de la science grecque. Les principaux progrès scientifiques au cours du Science du Moyen Âge#Haut Moyen Âge (768-1024) sont d'ailleurs le fait de savants arabes (mathématiques, mécanique, médecine, astronomie) et indiens (mathématique, avec l'invention du zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position...) vers l'an 500).

La période de l'An mil n'est pas cette période de terreurs légendaires, image véhiculée par les historiens du XIXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans...), comme Jules Michelet, mais plutôt une renaissance. Un peu avant l'An mil, un certain Gerbert d'Aurillac fit un séjour en Catalogne, dont il ramena des connaissances scientifiques, qui permirent de réintroduire le quadrivium en occident. Cette période voit ainsi le début de la mise en place d'outils mathématiques (algèbre, algorithmique (L'algorithmique est l’ensemble des règles et des techniques qui sont impliquées dans la définition et la conception d'algorithmes, c'est à dire de processus systématiques...), entre autres) qui seront précieux pour la suite

Le mot physique apparaît au XIIe siècle, dans le sens de médecine, science de la nature (aujourd'hui : sciences naturelles). La physique correspondait à l'un des traités d'Aristote, qui fut traduit à partir du XIIe siècle en occident. Dans la philosophie d'Aristote, l'observation de la nature tient en effet une grande place. Dans le sens plus proche de l'utilisation moderne du terme, on voit des progrès dans les techniques d'architecture (chantiers des églises romanes et gothiques), de navigation. Les disciplines sont la mécanique, la métallurgie, l'hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs domaines :), l'orfévrerie,...

La physique en elle-même ne semble pas avoir fait encore de progrès décisifs dans cette période, hormis la mécanique, et la métallurgie.

Vers la fin du XVe siècle, le mot physique prit le sens de science des causes naturelles (première utilisation en 1487 selon le Petit Robert), toujours dans la philosophie scolastique.

Renaissance et XVIIe siècle

Les débuts de la physique au sens moderne datent sans doute de Galilée (1564–1642), dont on peut dire qu'il fut le premier physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les...) dans le sens actuel : sa foi en les mathématiques pour décrire le monde et les phénomènes fut ce qui le distingua de ses prédécesseurs, même si on ne peut pas toujours dire qu'il ait été un expérimentateur très scrupuleux. Galilée perfectionna des instruments optiques pour l'astronomie, la fameuse lunette astronomique (Une lunette astronomique est un instrument optique qui permet d'augmenter la taille apparente et la luminosité des objets du ciel lors de leur observation.), apporta des progrès décisifs en cinématique (En physique, la cinématique est la discipline de la mécanique qui étudie le mouvement des corps, en faisant abstraction des causes du mouvement (celles-ci sont généralement modélisées...) (mouvement uniformément accéléré).

La rigueur qui manquait encore à Galilée dans la formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits homogènes, stables et possédant des propriétés spécifiques, en mélangeant...) mathématique (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les transformations. Les...) fut sans doute apportée par Descartes : coordonnées cartésiennes, travaux en optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) (la loi de Descartes est en fait la loi de Snell). Le fameux Discours de la Méthode, écrit en français, chercha à décrire une manière déductive de traiter les problèmes, beaucoup moins fondée sur l'intuition. On peut dire qu'il marque le début de la démarche des sciences dites " exactes ", fondées sur les raisonnements logiques de déduction. Cette démarche fit progresser la physique dans des domaines comme la mécanique classique, l'optique, le calcul différentiel (Un différentiel est un système mécanique qui a pour fonction de distribuer une vitesse de rotation de façon adaptative aux besoins d'un ensemble mécanique.), la géométrie analytique (La géométrie analytique est une approche de la géométrie dans laquelle on représente les objets par des équations ou inéquations. Le plan ou l'espace est nécessairement muni d'un repère.)...

Descartes s'aventura plus loin sur le plan philosophique : dans les méditations sur la philosophie première (1641), il dénonça la science aristotélicienne, qui était coupable de n'avoir pas compris le mouvement des planètes comme l'annonçaient Copernic et Galilée. L'expression aristotélicien prit alors un sens très péjoratif, pour dénoncer les errements de la scolastique alors en déclin.

Blaise Pascal (Blaise Pascal (19 juin 1623, Clermont (Auvergne) - 19 août 1662, Paris) est un mathématicien et physicien, philosophe, moraliste et théologien français.) (1623–1662) décrivit les phénomènes de pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.), et fit de nombreux apports en hydrostatique et hydrodynamique. En mathématiques, il inventa les probabilités, qui eurent des applications ultérieurement en physique.

Isaac Newton (Sir Isaac Newton était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais né le 4 janvier 1643 du calendrier grégorien[1] au manoir de Woolsthorpe près de Grantham et mort le...) 1643-1727 a formulé les " lois " qui portent son nom, qui ont permis l'essor de ce qu'on appelle la mécanique classique. En mathématique infinitésimale, il trouva un moyen de lever les indéterminations dans le calcul des tangentes ou dérivées. En 1685, il généralisa les lois de la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) que Robert Hooke venait de formuler et les utilisa comme base de son système du monde, où la gravitation, force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au...) d'attraction universelle, est la cause du mouvement.

Son ouvrage majeur, Principes mathématiques de la philosophie naturelle publié en 1687, décrivit la gravitation de façon universelle et mathématique. Il permit de confirmer la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent...) de l'héliocentrisme (L'héliocentrisme est une conception du monde et de l'Univers qui place le Soleil en son centre. Malgré quelques précurseurs, comme Aristarque de Samos, on attribue en général le principe de...) sur le plan de sa formulation mathématique (la preuve optique n'était pas encore obtenue). Les méthodes de calcul qu'il y utilise en font un précurseur du calcul vectoriel. Isaac (ISAAC est un algorithme capable de générer des nombres pseudo-aléatoires, tombé dans le domaine public en 1996. Son auteur, Bob Jenkins, l'a conçu de manière à ce qu'il soit...) Newton ouvrit une ère nouvelle pour la physique en introduisant le calcul différentiel pour ses calculs de mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets astronomiques tels que les étoiles et planètes à l'aide des théories...).

Leibniz (1646–1716) inventa le calcul infinitésimal (Le calcul infinitésimal (ou calcul différentiel et intégral) est une branche des mathématiques, développée à partir de l'algèbre et de la...) un peu avant Newton. Ses apports en physique furent considérables : l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), la loi de conservation (En physique, une loi de conservation (rien ne se perd, rien ne se crée) exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique isolé...), les définitions de l'espace et du temps, la dualité onde-corpuscule.

On peut dire que c'est de cette époque que le mot physique commence à changer de sens : de science des causes naturelles, la physique devient la science qui étudie les propriétés générales de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière...) et établit des lois qui rendent compte des phénomènes matériels : la première utilisation dans ce sens date de 1708 (Petit Robert).

Ère industrielle

Avec Sadi Carnot apparait la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en...), initialement pour améliorer les performances des machines à vapeur (). C'est la fin du rêve du " mouvement perpétuel " : une théorie scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) établit maintenant qu'il n'est pas possible de tirer de l'énergie de nulle part, et que l'énergie se " dégrade ". Boltzmann comprend alors l'origine statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat...) du second principe, le seul qui fasse apparaître une distinction entre passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent. L'intuition du...) et futur en physique !

Une autre théorie très importante est l'électromagnétisme (L'électromagnétisme est une branche de la physique qui fournit un cadre très général d'étude des phénomènes électriques et magnétiques dans leur...), unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que d'autres systèmes de logique et est sans doute ce qui distingue le plus Prolog des autres langages de...) de l'étude de l'électricité et du magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives ou répulsives d'un objet sur un autre, ou avec des charges électriques en mouvement. Ces objets, dits...). C'est James Maxwell (1831–1879) qui finira d'unifier les deux théories, et qui introduira les derniers termes dans les équations qui portent maintenant son nom et qui décrivent le comportement des champs électriques et magnétiques. À l'époque, une constatation est faite : les équations de Maxwell (Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent les postulats de base de...) ne sont pas invariantes par transformation de Galilée (Les transformations de Galilée désigne le groupe de transformations qui permet de lier deux systèmes de coordonnées de deux référentiels galiléens,...), mais par une transformation plus bizarre : la transformation de Lorentz. À l'époque, une controverse fait rage : si la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) est une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.), elle se déplace dans un milieu, puisque c'est le cas pour toutes les ondes que l'on connaît. Oui, mais lequel ? L'éther est évoqué comme une hypothèse possible.

Les expériences de Michelson et Morley conduisent cependant à penser que la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un phénomène ondulatoire), est une constante physique, et...) est la même quelle que soit la direction, ce qui est en contradiction (Une contradiction existe lorsque deux affirmations, idées, ou actions s'excluent mutuellement.) avec l'idée d'un éther fixe dans lequel la lumière se propagerait sauf si on accepte l'hypothèse de la contraction des longueurs émise par Fitzgerald et Lorentz. C'est surtout l'expérience de Kennedy-Thorndike qui donna le coup de grâce au concept d'éther.

L'ère de la mécanique classique se referma sans doute lorsque fut découverte la relativité restreinte (On nomme relativité restreinte une première version de la théorie de la relativité, émise en 1905 par Albert Einstein, qui ne considérait pas la question des accélérations d'un référentiel, ni les interactions d'origine...), par Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un...) et Henri Poincaré (Henri Poincaré (29 avril 1854 à Nancy, France - 17 juillet 1912 à Paris) est un mathématicien, un physicien et un philosophe français. Théoricien de génie, ses apports à maints domaines des mathématiques et...) simultanément. Cette théorie, en postulant que le temps pouvait être relatif, mettait un point final aux débats sur l'existence de l'éther, et permettait de constater que la mécanique de Newton n'avait qu'un domaine limité de validité.

Einstein, continuant dans cette voie, mettra au point la théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de relativité date de Galilée. Les travaux d'Einstein en ont fait un important champ d'étude,...) générale, avec l'aide de David Hilbert en utilisant un domaine tout jeune des mathématiques. Cette théorie conduira à expliquer les constatations de Edwin Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est nommé en l'honneur de...), qui annonce en 1929 que les galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs...) qui nous entourent s'éloignent de la notre. Cette constatation conduira à l'hypothèse du commencement de l'univers dans une grande explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la matière...) appelée ironiquement " Big Bang ".

Au début du XXe siècle, suite aux travaux de Max Planck et d'Einstein démontrant l'existence du photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d'un...) (quantum de lumière) se produisit la plus grande révolution conceptuelle de la physique : la naissance de la mécanique quantique. Cette théorie mit un terme définitif à l'âge d'or de la mécanique de Newton : on considère que celle-ci ne décrit guère qu'une petite partie des phénomènes naturels, ceux qui se produisent à notre échelle, en gros.

  • 1896 : radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie Curie pour le thorium, est un phénomène physique naturel au cours...), Antoine Henri Becquerel (Antoine Henri Becquerel est un physicien français né le 15 décembre 1852 à Paris et décédé le 25 août 1908 au Croisic.), France
  • 1896 : radium (Le radium est un élément chimique de symbole Ra et de numéro atomique 88.), Pierre et Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une physicienne polonaise naturalisée française[1].), France
  • 1897 : électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.), Joseph John Thomson, Royaume-Uni
  • 1898 : polonium (Le polonium est un élément chimique de symbole Po et de numéro atomique 84. C'est un métalloïde dont l'isotope 210Po est présent naturellement à l'état de traces dans les minerais d'uranium.), Pierre et Marie Curie, France

La découverte de la radioactivité et son interprétation se produit en même temps — le début du XXe siècle est une succession de découvertes scientifiques qui remettent complètement en cause notre vision de l'univers et du monde.

Si la radioactivité est découverte par Henri Becquerel, Ernest Rutherford jouera un rôle essentiel dans la compréhension de ce phénomène : c'est lui qui comprend que plusieurs rayonnements sont à l'œuvre (il les appellera alpha et bêta) et que la radioactivité s'accompagne d'une transmutation (La transmutation est la transformation d'un élément chimique en un autre par une modification du noyau atomique de l'élément. Elle est aussi appelée transmutation...). Il découvre aussi que les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) comportent un noyau, sorte de graine (Dans le cycle de vie des « plantes à graines », la graine est la structure qui contient et protège l'embryon végétal. Elle est souvent...) positive.

Ère informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par...)

Toute information peut être " mémorisée " grâce à des procédés de stockage, et consultable à distance et dans le temps.

Les capacités de stocker les mesures sont telles que, même si on n'a pas de modèle pour expliquer un phénomène, on est de plus en plus capable de suivre son évolution 'numériquement' (voir météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment...) par exemple).

Les outils d'informatique scientifique et technique devraient profondément aider les scientifiques et les ingénieurs à fiabiliser les méthodes expérimentales (Une des bases de la démarche scientifique est l'expérimentation, c'est-à-dire le recueil de données sur le domaine d'étude, et la confrontation du modèle aux...) et à éliminer toutes les pseudo-hypothèses qui renaissent de façon récurrente.

Cependant, un problème subsiste lorsqu'on utilise l'informatique pour des usages de gestion : par rapport à l'immense quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la...) d'informations nécessaires à l'élaboration d'un produit, à l'évaluation d'un marché potentiel, à la prise de décision de l'encadrement, lesquelles choisir ? Quelles sont les interactions avec les partenaires ? Comment anticiper ?

On est alors confronté à des questions qui relèvent davantage de l'intelligence économique que de la physique proprement dite.

Bibliographie

  • Dominique Lecourt (dir.), Dictionnaire d’histoire et philosophie des sciences (1999), 4e réed. Quadrige/PUF, 2006.
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