Zoom sur l'histoire de la physique

Sommaire

1. L’histoire de la physique de la Préhistoire à l’Antiquité
2. L’histoire de la physique durant le Moyen-âge 
3. La révolution copernicienne 
4. L’électromagnétisme et la thermodynamique
5. Les progrès de la physique grâce à Einstein
6. Où en sommes-nous aujourd’hui ?

Vous êtes-vous déjà demandé quand, où et comment était née la physique ? De la préhistoire à aujourd’hui, nous allons retracer l’histoire de la physique ! Nous découvrirons, par la même occasion, les physiciens qui ont marqué la science, tels que Galilée, Newton ou encore Einstein ! 🔭

1 - L’histoire de la physique de la Préhistoire à l’Antiquité

L’origine de la physique remonte à la préhistoire. 

• C’est à cette époque que naît la métallurgie, puis l'architecture et enfin la mécanique.
• Les hommes de la préhistoire ont tenté de reproduire certains phénomènes, ils ont ainsi fondé le premier élément d'une démarche scientifique qui est l'observation (notamment l'observation de phénomènes se reproduisant en cycles).
• Les premiers objets servant à mesurer le temps ont vu leur apparition. 

Dans la physique de l'antiquité, on s’intéressait aussi à la mesure du temps. Le gnomon, la clepsydre et le cadran solaire sont apparus à l'antiquité. ⏳ 

Mais les Grecques nous ont laissé des savoirs bien plus importants que l’on doit à des scientifiques qui ont marqué l’histoire. 

• Démocrite (-460 - -370 Av-JC) suppose que la matière est constituée de particules séparées par du vide. Le mot « atome » nous vient du grec atomon » qui signifie « indivisible ».
• Archimède (-287 - -212 Av-JC) a travaillé sur la mécanique statique. Mais on le connaît surtout pour ses travaux sur la mécanique des fluides et le fameux « Eurêka ». On dit qu’il l’aurait crié après avoir fait une découverte scientifique par hasard, en prenant son bain. Il énonce alors le "principe d'Archimède". 
• Ératosthène a calculé la circonférence de la Terre à partir de menhirs et en utilisant des mathématiques simples. Il calcule la circonférence de la Terre de 40349 km, soit une erreur de 10% par rapport à la valeur mesurée de nos jours avec précision. 

Cela marque déjà le début de l’histoire de la physique classique. 

À lire aussi : Pourquoi a-t-on inventé les maths ? 

2 - L’histoire de la physique durant le Moyen-âge 

Quel est l’histoire de la physique durant le Moyen-âge ? 

Durant le Moyen-Âge, le savoir grec accumulé de l'Antiquité se perd. Pendant ce temps, la civilisation arabo-musulmane poursuit le travail engagé par les Grecs, notamment en conservant les écrits de découvertes, et en reprenant ces travaux pour les approfondir.

• Grâce à l’invention du zéro par les Arabes, des scientifiques, tel Averroès (1126-1198), vont faire progresser la science et faire de nombreuses découvertes mathématiques. 
• Alhazen (965-1039) est un astronome qui a inventé le premier télescope à eau. Il est aussi le premier à parler de phénomène de réfraction. En mécanique, il énonce le principe de l'inertie, et parle également de l'attraction des masses. 
  
  

3 - La révolution copernicienne

À la Renaissance, de nombreux scientifiques ont révolutionné le monde des sciences physiques.

• Copernic (1473-1543) a marqué les débuts d'un bouleversement majeur dans les sciences physiques. Contrairement à Aristote et Ptolémée, Copernic voyait la Terre animée d'un mouvement de rotation autour du Soleil (héliocentrisme). Cette transformation est souvent appelée la révolution copernicienne. 🪐
• Galilée (1564-1642) effectue des travaux en dynamique qui lui apprennent à comprendre le mouvement des planètes (il soutient le système héliocentrique de Copernic). Aussi, il montre que lors de la chute d’un corps, la vitesse du corps est indépendante de sa masse. 
• René Descartes (1596-1650), travaille davantage sur l'optique et exprime mathématiquement la loi de la réfraction de la lumière, et celle de la réflexion.
• Isaac Newton (1643-1723) poursuit les travaux de Descartes (et de Snell) sur la réfraction de la lumière. En mécanique, Newton explique le mouvement des corps de façon mathématique se servant des vecteurs pour modéliser les forces. Ainsi il établit trois lois que l'on appellera par la suite les "lois de Newton" et parvient à expliquer le fonctionnement de la gravité en énonçant la loi de la gravitation universelle. 

4 - L’électromagnétisme et la thermodynamique

Électromagnétisme

L’origine de l'électromagnétisme en physique nous vient de Maxwell (1831-1879). Cette nouvelle branche unifie l'électricité au magnétisme. 

• Charles-Augustin Coulomb (1736 – 1806) obtient les premiers résultats significatifs dans ce domaine. Il réussit l’exploit de mesurer la force qui s'exerce entre deux charges électriques. Il en déduit la loi qui porte aujourd’hui son nom.
• Benjamin Franklin (1706 - 1790) montre que la foudre est un phénomène électrique. Il invente le paratonnerre.
• Alessandro Volta (1745 - 1827) invente la pile électrique.
• Hans Christian Oersted (1777 – 1851) met en évidence l’existence d’un champ magnétique à proximité d'un fil parcouru par un courant électrique. 
• Michael Faraday (1791 - 1867) trouve la loi qui relie la force électromotrice aux variations de flux magnétique.

Thermodynamique

Cette branche unit cinématique et dynamique. Son nom vient du grec ancien "thermos" : la chaleur, et "dunamis" : la puissance, la thermodynamique met en relation le mouvement et l'énergie (la chaleur est liée à l'énergie). 

• Francis Bacon (1561 – 1626) est l’un des premiers scientifiques à procéder à des expériences sur la chaleur. Il suggère que la chaleur est reliée au mouvement.
• Edward Morlev (1838-1923) et Albert Abraham Michelson (1852-1931) constatent que la vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels d'un même milieu, découverte qui crée un bouleversement dans la dynamique.

5 - Les progrès de la physique grâce à Einstein

Einstein a bouleversé l’histoire de la physique !

• En 1905, Einstein publie sa théorie de la relativité restreinte. Il prouve que si la vitesse de la lumière ne change pas, alors l'espace et le temps ne sont pas constants, mais se dilatent et se contractent.
• La relativité générale réduit le champ d'application de la mécanique Newtonienne et conduit également à de nouveaux concepts, comme le trou noir. 
• Hubble (1889-1953) montre que les galaxies s'éloignent les unes des autres d'où l'idée de l'expansion de l'Univers, à la suite d’un événement qui est désormais nommé "Big Bang".
• Ernest Rutherford (1871-1937) découvre les rayons ionisants comme la radioactivité, les rayons alpha, et bêta.

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6 - Où en sommes-nous aujourd’hui ?

La physique a des bases solides ce qui permet de nouvelles découvertes, et de nouvelles inventions. 

Toutes les découvertes de ces deux cents dernières années semblent conduire à l'existence d'une théorie du tout qui est l'objet d'intenses recherches par les physiciens. 

Les ordinateurs et les machines permettent à la physique d'avancer plus rapidement avec plus de précision.  💻 

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