HISTOIRE DE LA PHYSIQUE DE SON ORIGINE À NOS JOURS - PHYSIQUE - 2025

L' histoire de la physique remonte à l'Antiquité, où les philosophes de la Grèce classique se sont consacrés à l'étude du fonctionnement de l'univers. Beaucoup sont partis de l'observation, comme outil qui pourrait les amener à comprendre les lois qui régissent le monde.

Les mouvements de la Terre, les étoiles et la tentative de découvrir l'origine de la matière étaient plusieurs des principaux points de recherche à l'époque. En outre, bon nombre de ces arguments ont servi au développement de la mécanique.

Albert Einstein, l'une des figures les plus importantes de l'histoire de la physique du XXe siècle

Image de Jackie Ramirez de Pixabay

Des philosophes comme Leucippe et Démocrite ont proposé que la matière soit composée d'atomes, une particule plus petite et indivisible. De son côté, Aristarque de Samos a été le premier à discerner que la terre tournait autour du soleil, réalisant le premier modèle héliocentrique du système solaire, un plan astronomique qui plaçait le Soleil au centre au lieu de la Terre, comme on pensait autrefois que il a été localisé.

Aristarque de Samos

Aristote a fait valoir l'importance des quatre éléments - l'air, la terre, l'eau et le feu - dans le processus de formation de la matière. Il a également déclaré que tout ce qui bouge est entraîné par un moteur interne ou externe.

Buste d'Aristote, par Internet Archive, via Wikimedia Commons

D'autres personnages pertinents tels qu'Archimède de Syracuse au IIIe siècle, ont contribué à l'étude de la mécanique, élaboré les bases de l'hydrostatique et de la statique.

Archimède de Syracuse

Il pourrait également créer un système de poulie pour réduire l'effort lors du levage de poids. Hipparque de Nicée a réussi à créer une carte du mouvement des étoiles à travers la géométrie, ce qui a permis la détection d'événements astronomiques tels que les éclipses.

Hipparque de Nicée - Source: Transféré de de.wikipedia à Commons par Maksim - Sous le domaine public

Conclusions du monde islamique

De nombreuses études de l'Antiquité ont été traduites en arabe, au moment de la chute de l'Empire romain. Une grande partie de l'héritage grec a été récupéré par le monde islamique, ce qui a également permis à certains développements de se produire au sein de cette communauté. Certains d'entre eux peuvent être mentionnés:

-Omar Khayyám (1048-1131), qui a calculé la longueur d'une année solaire et a proposé un modèle de calendrier 500 ans avant le calendrier grégorien actuel.

-Avempace (1085-1138), l'un des principaux précurseurs de la troisième loi de Newton, a proposé que pour chaque force utilisée il y ait une force de réaction. Il s'intéressait également à la vitesse et était un grand commentateur des œuvres aristotéliciennes.

-Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274), décrit dans son ouvrage le mouvement circulaire des planètes sur leurs orbites.

Moyen-Age

Toutes les connaissances qui ont pu être héritées de la période antérieure au Moyen Âge ont été prises de première main par les membres de l'église. Le domaine académique se limitait à la copie de manuscrits d'églises. Cependant, plus tard, il y aurait un affrontement en raison de conflits de foi.

Le dilemme des chrétiens pour la traduction et l'acceptation de textes d'origine «païenne» du monde islamique, a provoqué une certaine aversion jusqu'à l'arrivée de Thomas d'Aquin, qui a réussi à intégrer les connaissances aristotéliciennes et une grande partie de la philosophie grecque avec le christianisme.

Saint Thomas d'Aquino

La Renaissance et la révolution scientifique

La clameur pour la connaissance des anciens s'est poursuivie pendant la Renaissance, mais étroitement liée à la religion, un aspect qui a entraîné diverses conséquences en termes de nouvelles découvertes. Tout ce qui s'oppose à la pensée aristotélicienne ou à l'église peut être condamné.

Ce fut le cas de Nicolás Copernic au 16ème siècle, lorsqu'il affirma que la Terre et les autres planètes tournaient autour du soleil. Cela a été immédiatement qualifié d'hérésie. Selon les croyances chrétiennes, la Terre était stationnaire et était au centre de l'univers.

Nicolas Copernicus - Source: UnknownDeutsch: UnbekanntAnglais: UnknownPolski: Nieznany

Les travaux de Copernic seront publiés juste avant sa mort en 1543, sur la base du modèle héliocentrique du système solaire développé par Aristarco de Samos. L'idée du mouvement de la Terre a réussi à être si révolutionnaire qu'elle céderait la place au développement de la pensée scientifique dans les siècles suivants.

Galileo Galilei fait également partie de ceux qui se sont opposés à l'académie rigide imposée par l'Église. De cette manière, et en prenant les œuvres de Copernic comme référence, après avoir construit son propre télescope, il a réussi à découvrir de nouveaux éléments au sein du système solaire. La surface montagneuse de la Lune, les lunes de Jupiter et les phases de Vénus.

Galileo Galilei - Source: Domenico Tintoretto

L'appréciation de Galilée pour les études de Copernic et ses nouvelles découvertes a amené l'inquisition à le condamner à l'assignation à résidence à 68 ans, cependant, il a continué son travail de chez lui et est entré dans l'histoire des plus grands représentants concernant le développement de la physique moderne.

La méthode scientifique

René Descartes

René Descartes est l'un des philosophes modernes les plus éminents de l'histoire. Source: wikipedia.org

René Descartes est l'un des personnages principaux qui marquent le début de la méthode scientifique dans le cadre du XVIIe siècle. Il est connu pour le développement du réductionnisme, une méthode d'étude qui consiste à décomposer un problème en ses différentes parties pour analyser chacune d'elles indépendamment, et ainsi comprendre ensuite le phénomène ou le problème dans son intégralité.

Descartes a affirmé que la seule façon de comprendre les principes de la nature était la raison et l'analyse mathématique.

Mécanique

L'étude de la mécanique est une autre des grandes étapes fondamentales du développement de la physique. Isaac Newton est l'un des plus influents dans ce domaine.

Isaac Newton

Sa théorie de la gravitation dans sa publication Mathematical Principles of Natural Philosophy en 1687, explique comment la masse est attirée vers une autre masse par une force inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Une force connue sous le nom de «gravité», qui est présente dans tout l'univers.

Les trois lois de Newton sont actuellement les contributions les plus reconnues:

-Le premier d'entre eux établit qu'un corps ne peut modifier son mouvement que si un autre corps agit sur lui.

-La seconde, dite «loi fondamentale», stipule que la force nette appliquée à un corps est proportionnelle à l'accélération que le corps acquiert.

-La troisième loi nous dit le principe de l'action et de la réaction, établissant que "si un corps A exerce une action sur un autre corps B, il effectue une autre action égale sur A et en sens inverse sur B."

Etudes de chaleur

À la suite d'inventions telles que la machine à vapeur de Thomas Newcomen (1663-1729), les études de physique ont commencé à se concentrer sur la chaleur. La chaleur a commencé à être liée à la force de travail, par le biais de mécanismes tels que les roues hydrauliques.

Plus tard, l'américain et inventeur Benjamin Thompson, connu sous le nom de comte Rumford, a remarqué la relation entre le travail et la chaleur, en observant comment la surface d'un canon était chauffée lorsqu'il était percé au moment de la construction.

Portrait de Benjamin Thompson. Non précisé

Plus tard, le physicien britannique James Prescott Joule (1818-1889) établira une équivalence mathématique entre le travail et la chaleur. De plus, découvrez ce que l'on appelle la loi de Joule, qui relie la chaleur générée par le courant à travers un conducteur, la résistance du conducteur, le courant lui-même et son temps d'émission.

James Prescott Joule

Cette découverte nous permet de commencer à jeter les bases des lois de la thermodynamique, qui étudient l'effet de la chaleur et de la température sur le travail, le rayonnement et la matière.

Théorie de l'électricité et de l'électromagnétisme

Au XVIIIe siècle, la recherche sur l'électricité et le magnétisme était un autre grand point d'étude pour la physique. Parmi les découvertes, la suggestion du philosophe et homme d'État Francis Bacon ressort que la charge électrique a deux aspects, un positif et un négatif, qui, étant égaux, se heurtent et étant différents, s'attirent.

Francis Bacon

Bacon a également développé une nouvelle méthode d'étude pour la science dans sa publication Novum Organum, dans laquelle il spécifiait certaines étapes de la recherche empirique, des études menées à travers l'expérience et l'expérience:

1. La description des phénomènes.
2. La classification des faits en trois catégories ou tableaux: premièrement, les circonstances données au moment de la réalisation de l'expérience; deuxièmement, les circonstances absentes, les moments où le phénomène n'apparaît pas; troisièmement, les variables présentes à différents niveaux ou degrés d'intensité.
3. Tableau du rejet des résultats non liés au phénomène et de la détermination de ce qui y est lié.

Le Britannique Michael Faraday (1791-1867) est un autre expérimentateur décisif dans ce domaine. En 1831, il fit sa découverte grâce aux courants induits. Il a expérimenté un circuit filaire dont le courant était maintenu si le fil se déplaçait à proximité d'un aimant ou, sinon, si l'aimant se déplaçait à proximité du circuit. Cela jetterait les bases de la production d'électricité par des procédés mécaniques.

Michael Faraday

Pour sa part, James Clerk Maxwell a apporté une contribution fondamentale à la théorie électromagnétique, définissant que la lumière, l'électricité et le magnétisme font partie du même champ, appelé "champ électromagnétique", dans lequel ils restent en mouvement et sont capables de émettent des ondes transversales d'énergie. Plus tard, cette théorie apparaîtra comme une référence importante pour les études d'Einstein.

Physique moderne

Après la découverte des particules subatomiques, des électrons, des protons et des neutrons et de la théorie électromagnétique, l'entrée au XXe siècle serait également composée de théories pertinentes à la contemporanéité. C'est ainsi qu'Albert Einstein figure parmi les personnalités les plus marquantes de cette époque.

Einstein en 1933. Par Acme, via Wikimedia Commons

Les études d'Einstein ont démontré la relativité qui existe lors de la mesure de la vitesse et de sa relation avec le temps, l'espace et l'observateur. À l'époque d'Einstein, la vitesse d'un objet n'était mesurée que par rapport à la vitesse d'un autre objet.

La théorie d' Einstein de la relativité restreinte a révolutionné le concept d'espace-temps qui existait jusqu'à ce moment, et a été publiée en 1905. Elle a déterminé que la vitesse de la lumière dans le vide était indépendante du mouvement d'un observateur, c'est-à-dire reste constante et que la perception de l'espace-temps est relative pour chaque observateur.

De cette manière, un événement qui se produit en deux parties peut être simultanément perçu différemment par deux observateurs qui se trouvent à deux endroits différents. La loi suggère que si une personne pouvait se déplacer à grande vitesse, la perception de l'espace-temps serait différente de celle d'une personne au repos et que rien n'est capable d'égaler la vitesse de la lumière.

Concernant la théorie de la relativité générale publiée en 1915, elle explique que les objets à grands volumes comme les planètes sont capables de plier l'espace-temps. Cette courbure est connue sous le nom de gravité et est capable d'attirer des corps vers eux.

Mécanique quantique

Enfin, dans les domaines d'études les plus récents et les plus significatifs, la mécanique quantique se démarque, centrée sur l'étude de la nature aux niveaux atomique et subatomique et sa relation avec le rayonnement électromagnétique. Il est basé sur l'observable par la libération de différentes formes d'énergie.

La découverte de particules subatomiques a ouvert la voie à l'un des domaines les plus récents de la physique, la mécanique quantique

SVG par Indolences. Recoloration et aplanissement de certains pépins réalisés par Rainer Klute. / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Dans ce domaine, se distingue Max Planck, connu comme le père de la théorie quantique. Il a découvert que le rayonnement est émis en petites quantités de particules appelées «quanta».

Max Planck

Plus tard, il découvre la loi de Planck qui détermine le rayonnement électromagnétique d'un corps à une certaine température. Cette théorie a été développée au début du XXe siècle presque à égalité avec les théories d'Einstein.

Références

1. Slavin A (2019). Une brève histoire et philosophie de la physique. Département de physique, Université Trent. Récupéré de trentu.ca
2. Les éditeurs de l'Encyclopaedia Britannica (2020). Méthode baconienne. Encyclopædia Britannica, inc.. récupéré de britannica.com
3. Tilghman R, Brown L (2020). La physique. Encyclopædia Britannica. récupéré britannica.com
4. Histoire de la physique. Wikipedia, l'encyclopédie libre. Récupéré de en.wikipedia.org
5. Aristote, Galileo, Newton et Einstein. Institut d'astrophysique des îles Canaries. Récupéré de iac.es
6. Quelle est la loi de Joule? Formule de la loi de Joule. Electronique Unicom. Récupéré de unicrom.com
7. Francis Bacon. Wikipedia, l'encyclopédie libre. Récupéré de en.wikipedia.org
8. Valenzuela I. James Clerk Maxwell, le père de la théorie électromagnétique.VIX. Récupéré de vix.com
9. La théorie de la relativité d'Einstein expliquée en quatre étapes simples. National Geographic. Récupéré de nationalgeographic.es
10. Cruz J (2107). Quelle est la théorie de la relativité spéciale et générale?. Nouvelles RPP. Récupéré de rpp.pe
11. BBC News World (2019). Max Planck, le père de la théorie quantique qui a tenté de convaincre Hitler de permettre aux scientifiques juifs de travailler. Nouvelles de la BBC. Récupéré de bbc.com
12. Jack Challoner. L'histoire de la science: une histoire illustrée. Récupéré de books.google.co.ve