Problèmes de physique tirés de l'histoire des sciences. 40 activités et exercices corrigés pour le l

La notion de potentiel est l'une des rares en physique qui ne tire son origine, ni de l'expérience, ni même de l'intuition, mais seulement de considérations théoriques. La fonction inventée par Lagrange pour résoudre le problème à N corps ne se déduit de rien, au contraire, c'est à partir d'elle qu'on peut déduire l'expression de la force de gravitation et tout ce qui s'ensuit. La notion de potentiel est l'une des rares en physique qui ne tire son origine, ni de l'expérience, ni même de l'intuition, mais seulement de considérations théoriques. La fonction inventée par Lagrange pour résoudre le problème à N corps ne se déduit de rien, au contraire, c'est à partir d'elle qu'on peut déduire l'expression de la force de gravitation et tout ce qui s'ensuit. Un pareil objet théorique ne devait pas tarder à prendre une place de choix dans la physique en tant qu'organisation déductive. Et cela ne concerne pas seulement la théorie de la gravitation mais aussi celle de l'électromagnétisme. En outre, le cheminement de la fonction potentielle traverse les domaines conceptuels pour permettre l'émergence de grandeurs nouvelles et tout aussi fondatrices : l'énergie potentielle et les potentiels thermodynamiques. C'est donc le récit de cette aventure intellectuelle qui est retracé ici. On peut voir comment la notion de potentiel est la marque flagrante de l'émergence d'une physique mathématique, où le terme de mathématique n'est pas à entendre comme un support utile à la pensée du physicien, mais bien comme la matrice idéelle. Au coeur de la physique du xixe où les physiciens sont avant tout des " géomètres " (c'est-à-dire, en réalité, des virtuoses de l'analyse), la notion de potentiel vient réordonner, tant d'un point de vue déductif qu'ontologique, l'ancienne physique mathématique encore balbutiante. Il s'agit alors de montrer comment ces objets physiques se constituent en refuge pour la métaphysique.

La physique est une oeuvre de l'esprit dont les pensées vont d'étonnements en émerveillements. Elle traverse les époques au gré des sensations et des imaginations car elle a entrepris depuis son commencement rien moins que de rendre compte de la nature. En cherchant à donner une idée "universelle" de la nature, la physique a petit à petit épousé la mathématique et c'est la raison pour laquelle on ne parle plus aujourd'hui que de physique mathématique. Mais sur quels éléments de pensée repose cette physique moderne ? C'est ce cheminement tout à la fois intellectuel et mental que les Méditations sur la physique souhaitent retracer, en s'appuyant sur l'étude de douze extraits d'oeuvres de savants et philosophes. Depuis le travail d'abstraction, qui constitue le premier mouvement, jusqu'à l'établissement d'une théorie, qui en est l'achèvement, cette anthologie entreprend de suivre la voie que, peu ou prou, tout physicien est amené à prendre pour avancer vers une connaissance de la nature. Cet ouvrage n'est donc pas un ouvrage de physique, mais sur la physique en tant qu'oeuvre de l'esprit. C'est une analyse du travail ainsi que des concepts que le physicien se donne pour entreprendre de saisir sinon la nature, du moins les phénomènes qui l'entourent.

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