Cliquer sur "Home
page" pour obtenir la page principale.
Cette période est celle des remises en causes,
celle de nouvelles découvertes, celle de l'affrontement entre les
équivalentistes-énergétistes-relativistes et mécanistes-atomistes,
comme je l'ai déjà écrit plus haut.
Dans cette partie je ne m'en tiens pas uniquement
aux ondes. Pour une bonne compréhension de l'évolution des
concepts en physique, il est important de connaître les expériences
qui les modifièrent. Mais il est aussi très important de
connaître les préjugés des différentes écoles.
Comme je l'ai déjà signalé; sous la pression des équivalentistes-énergétistes, la notion de fluide électrique, développée par Charles Augustin Coulomb (1736-1806), est considérée comme désuète. Le courant électrique ne doit pas être comparé à un fluide circulant dans un tuyau. Personne n'a jamais vu ce fluide électrique, il n'existe donc pas.
Le fluide calorique est également abandonné. On pourrait croire, et on nous fait croire, que c'est l'explication de la température d'un milieu matériel par l'agitation de ses atomes qui est cause de cet abandon, mais ce n'est pas le cas. C'est le fait que le travail puisse se transformer en chaleur (et réciproquement), qui est pour les energétistes-équivalentistes la preuve que cette chaleur est une propriété des milieux matériels, qui n'a rien à voir avec un fluide. Le travail mécanique devrait créer du fluide calorique ce qui semble impossible. De plus les fluides matériels tels l'air ou l'eau ont des masses inertes et pesantes, ils peuvent être compressés, mis en bouteilles, etc., les fluides caloriques et électriques n'ont pas apparemment ces propriétés, les énergétistes leur refusent donc le qualificatif de fluide.
Pour les atomistes, l'abandon du fluide calorique est une nécessité dictée par leur conception même de la chaleur, mais le fluide électrique est pour eux une réalité. Certains atomistes pensent déjà à une structure granulaire de l'électricité ce qui donnera naissance aux électrons.
L'expression "la théorie
mécanique de la chaleur", abondamment employée vers
1860, est aussi rejetée par les énergétistes, elle
est remplacée par "la thermodynamique",
ou mieux, par "l'énergétique",
afin d'éviter toute référence directe à l'agitation
atomique.
Les équivalentistes-énergétistes-relativistes
sont très friands de principes physiques et métaphysiques,
capables de rapidement tout expliquer ou d'aider à l'élaboration
de nouveaux principes, et en cette période ils sont très
actifs.
J'ai regroupé ci-dessous quelques-un des
principes que l'on retrouve toujours, mais de façon éparse
et parfois diffuse, chez les énergétistes-relativistes. Je
les ai, pour certains, exprimés d'une façon qui me parait
plus claire. Ces principes sont d'ailleurs souvent communs aux mécanistes.
1° Le principe d'égalité entre l'action et la réaction (principe de Newton).
2° Le principe de l'équivalence
chaleur travail, et de conservation de l'énergie totale d'un système
isolé (principe de Mayer).
2° bis. Le principe de la conservation
des masses, résumé par la célèbre phrase attribuée
à Lavoisier : "Rien ne se perd, rien ne se
créé, tout se transforme." (Principe de Lavoisier).
3° Le principe de moindre action. Pour
passer d'un état donné, à
un autre état donné (infiniment
voisin), la nature suit toujours le chemin le plus court, fait le plus
petit effort possible, dépense le minimum d'énergie, rend
minimale certaines expressions. Le principe de moindre action fut encore
appelé principe des causes finales par Euler et d'Alembert.
Ces principes deux et trois sont la base de la théorie
énergétique de la matière.
3° bis. Le principe du travail maximum
énoncé par Marcellin Berthelot en 1879 dans son ouvrage "Mécanique
chimique" : "Tout changement chimique accompli
sans l'intervention d'une énergie étrangère tend vers
la production du corps ou du système de corps qui dégage
le plus de chaleur." (Bien que cela ne soit pas évident 3°
et 3° bis ne sont pas en contradiction.)
4° Dans un système isolé, une transformation dont le seul résultat serait le transfert de la chaleur des sources froides aux sources chaudes, est impossible (principe de Clausius formulé en 1850, encore appelé principe de Carnot). Une variante en a été donnée par Lord Kelvin en 1854.
5° Le principe ou théorème d'entropie : tout système isolé tend vers son état d'entropie maximal (tend à transformer toute son énergie en chaleur uniforme) principe également donné par Clausius en 1865. (Les principes 4 et 5 sont maintenant souvent regroupés en un seul. De plus, comme le principe de Nernst -actuellement troisième principe de la thermodynamique-, ne fut donné qu'en 1906, je ne le mets pas dans cette liste.)
6° Un premier principe de continuité. La nature ne varie que par sauts infiniment petits.
7° Un second principe de continuité. Les corps matériels sont continus, les atomes n'existent pas.
8° Le principe d'idéalisation des
corps. On peut construire des objets solides qui s'approchent de très
près, sinon d'aussi près que l'on veut de notre intuition
de corps géométriques totalement rigides, et dont les dimensions
ne sont changées par aucun événement.
Ces corps idéalement rigides forment les
unités de mesure, les systèmes de référence.
Ce principe d'idéalisation des corps s'accompagne du principe de
la conservation des propriétés intrinsèques des corps
par rotation et translation.
8° bis. Le principe d'idéalisation
des horloges. On peut construire des horloges qui s'approchent de très
près de notre intuition d'horloge parfaite, et dont le fonctionnement
n'est modifié par aucun phénomène.
(Et si l'horloge, ou la dimension varie quand même, on attribuera
ces variations à une propriété de l'espace-temps et
non à une quelconque influence d'ordre physique. Les actuelles horloges
atomiques sont considérées comme quasi-parfaites.)
9° Le principe de la conservation des principes précédents par changement de repère (galiléen).
A ces principes physiques s'ajoutent des principes métaphysiques.
10° Un premier principe de relativité : un scientifique ne peut et ne doit exposer que des relations et non prétendre décrire les réalités ultimes.
11° Un second principe de relativité : toute loi scientifique fondamentale doit être indépendante de l'observateur (et qui par la suite sera remplacé par : indépendante du repère considéré).
12° Un principe d'économie de pensée
attribué à Ernst Mach, qui se résume en: il faut toujours
choisir la conception, la description, la loi physique (exacte) qui nécessite
le minimum d'effort intellectuel. C'est le principe de moindre action appliqué
à la pensée.
Ce dernier principe a beaucoup influencé
Einstein.
13° Le principe d'une science toujours incomplète. Les relations données par l'homme entre les éléments de la nature sont et resteront toujours entachées d'erreurs, elles ne pourront que la décrire de façon plus ou moins approximative. On parle parfois d'une science qui tend vers la vérité de façon asymptotique.
14° Le principe de symétrie (donné par Pierre Curie). Des causes symétriques produisent des effets symétriques.
Des principes deux et trois, voici ce qu'Henri Poincaré
en a pensé.
Dans "La science et l'hypothèse"
publié en 1902, au chapitre VIII on peut lire :
"La théorie énergétique
présente sur la théorie classique les avantages suivants
:
1° Elle est moins incomplète;
c'est à dire que les principes de la conservation de l'énergie
et de Hamilton nous apprennent plus que les principes fondamentaux de la
théorie classique et excluent certains mouvements que la nature
ne réalise pas et qui seraient compatibles avec la théorie
classique.
2°
Elle nous dispense de l'hypothèse des atomes, qu'il était
presque impossible d'éviter avec la théorie classique."
Poincaré légitime par ces principes,
la position des anti-atomistes, mais ce qu'il écrit plus bas montre
qu'il se méfie beaucoup de principes aussi généraux.
(Le principe de Hamilton est une variante du principe de moindre action.)
Dans le même chapitre, il est écrit
:
"L'énoncé même
du principe de moindre action a quelque chose de choquant pour l'esprit.
Pour se rendre d'un point à un autre, une molécule matérielle,
soustraite à l'action de toute force, mais assujettie à se
mouvoir sur une surface, prendra la ligne géodésique, c'est
à dire le chemin le plus court. Cette molécule semble connaître
où on veut la mener, prévoir le temps qu'elle mettra à
l'atteindre en suivant tel ou tel chemin, et choisir ensuite le plus convenable.
L'énoncé nous la présente pour ainsi dire comme un
être animé libre. Il est clair qu'il vaudrait mieux le remplacer
par un énoncé moins choquant, et où comme diraient
les philosophes, les causes finales ne sembleraient pas se substituer aux
causes efficientes."
Dans ce même chapitre, Henri Poincaré trouve que, l'énergie dans sa généralité, est quelque chose de mal défini.
On constate que les principes de la thermodynamique
souvent dégagés par des atomistes, ont énormément
influencé les énergétistes-équivalentistes-relativistes.
Les principes cités sont acceptés
par les atomistes, sauf le 7°, le 10°, la généralisation
du 11°, le 12° et le 13°.
Ces principes sont convaincants et semblent révéler
certaines données métaphysiques essentielles.
Ils sont toujours d'actualité en physique
contemporaine, le 2° bis, le 6° et le 7° exceptés.
Mais comme l'a fait remarquer Henri Poincaré
à propos du principe de moindre action, certains de ces préceptes
teintent la physique d'une pensée choquante, tandis que d'autres
sont vagues et ambigus. L'économie de pensée et les causes
symétriques sont des concepts vagues; la vérité qui
ne peut être qu'asymptotique est une conviction mystique choquante.
Des influences spiritualistes, ou de croyance en
Dieu ou aux esprits ne sont pas à écarter. Pierre Duhem était
un fervent catholique, et le spiritisme très à la mode chez
certains scientifiques. Les écoles initiatiques, pour lesquelles
l'esprit transcende toute matière, ont peut être aussi contribué
à cette orientation de la physique.
Dans son cours de 1936, Enrico Fermi expose la thermodynamique
de façon classique, en admettant ses lois fondamentales comme des
postulats, sans faire intervenir les conceptions atomiques. Mais il précise,
dans son introduction :" Par contre il est quelquefois
désagréable d'obtenir des résultats sans connaître
en détail comment les choses se passent réellement. Il est
donc très souvent souhaitable de compléter les résultats
par un minimum d'interprétation cinétique."
Fermi, préfère toujours, comme les
atomistes, l'explication mécaniste aux principes, ce que l'on devrait
toujours faire, ce que je fais en relativité.