Il est le premier professeur « Cavendish » de physique expérimentale de Cambridge. Il développe la théorie cinétique des gaz (avec ses « démons ») et il formule les équations du champ électromagnétique qui représentent la première grande unification de la physique théorique (électricité et magnétisme). Maxwell est né en Ecosse à Edinbourg, et il intègre Cambridge pour y faire des études de mathématiques.

Sa gloire repose sur deux grandes découvertes disait Millikan (Prix Nobel 1923) :

L’étude et l’interprétation de la « décharge des pointes », les phénomènes connexes et l’invention du paratonnerre. La théorie de l’électron et l’unité du fluide électrique. »

Il commence sa vie avec autonomie et détermination. Il débuta comme ouvrier dans une imprimerie. Dans ce domaine il eu accès à de nombreux livres qu’il étudia la nuit avec assiduité. Il devint ensuite imprimeur, il était végétarien et vécu en toute simplicité avec une maîtrise certaine de lui-même. En tant que citoyen, il a créé la Société Philosophique, une Académie devenue l’Université de Pennsylvanie, le premier cabinet de lecture d’Amérique, la première force de Police et le premier corps des pompiers des colonies. Membre de l’Assemblée Générale (1736, Pennsylvanie et de toutes les colonies en 54), il passa 16 ans à Londres comme représentant en Angleterre puis 9 ans à Paris pour représenter la jeune République des Etats-Unis. Enfin, il siégea (1789-90) à la Convention qui élabora la Constitution des Etats-Unis.

Des facilités et de bonnes conditions

Il est né à Rudkoebing (Danemark) le 14 Août 1777 d’un père pharmacien. Il a découvert l’électromagnétisme et fondé l’école polytechnique au Danemark. Avec son frère Anders, ils font preuve, très tôt de grande intelligence et ils se stimulent mutuellement pour projeter des buts ambitieux. De nombreuses personnes les instruisent et ils acquièrent de nombreuses connaissances qui leurs permettent d’aller à Copenhague en 1793 et 1794 pour passer le baccalauréat. Son frère Anders allait devenir un célèbre jurisconsulte et homme d’état.

C’est un illustre physicien chimiste (plutôt inconnu) et d’une psychologie déroutante. Sans ami, sans passion, sans femme, il ne dépensait pas son argent,…, seulement, il vivait discrètement au milieu des livres et des expériences. Chaque jour une promenade, chaque semaine le dîner à la Royal Society Club, chaque heure une méditation ou une expérience : il n’y a rien d’autre dans sa vie ; sauf le costume (toujours le même) commandé une fois par an à son tailleur.

Autodidaxie et simplicité

Fils d’un ouvrier forgeron, Michaël Faraday naquit le 22 septembre 1791 dans les environs de Londres. Issu d’une famille modeste, il reçut une éducation sommaire (lecture, écriture et quelques rudiments d’arithmétique) et il commence à travailler à 13 ans comme coursier chez un libraire ; En 1805, il débute un apprentissage de relieur et libraire. Souvent malade, son père meurt en 1810.  Il n’avait donc que 20 ans et toute sa vie. Cette situation pousse le jeune Faraday à se débrouiller par soi-même avec volonté et en toute simplicité.

Dans les Fragments d’Hermès Trismégiste on prend conscience de la puissante logique grecque par déduction. Cette logique (structure du raisonnement), comme aime l’utiliser par la suite Aristote (qu’il nomme analyse), est basée sur la causalité des contraires. Mécanisme de réflexion exagéré d’ailleurs lorsque l’on compare « les perceptions réelles engendrées par le verbe » aux « hymnes du Rig Véda » qui expriment tant de choses dans le registre de la poésie et du langage intuitif.

Il était professeur de Sciences à Vienne, Graz, Munich ; partisan de l’atomistique mais adversaire de la théorie de  l’énergétique représentée par son collègue Ostwald[1] et tant d’autres… Boltzmann souffrait de dépression cyclique et termine sa vie par un suicide. La question fondamentale qu’il se pose s’inscrit dans les différences conceptuelles de la grande mécanique classique omnipuissante à l’époque {philosophie des « sciences rationnelles »} devant la toute petite thermodynamique naissante {philosophie des « sciences probabilistes »} – Voir la biographie de Lavoisier.

Dans l’histoire des mathématiques, l’Inde (et le Pakistan) sont oubliés comme le fût jadis (en Occident) les arabes. Nous devons à l’Inde (et pas aux Arabes) notre système décimal de position, le zéro et les bases du calcul écrit que nous pratiquons de nos jours. Le système décimal compose nos 10 caractères graphiques/numériques (chiffres de 0 à 9) qui permettent d’écrire tous les nombres. Et le zéro bien sûr pour distinguer les nombres positifs et les nombres négatifs pour étudier les limites en l’infini lorsqu’une valeur est divisée par zéro ou simplement pour qualifier le rien, le néant…

Lire la suite Brahmagupta (598-669) →

Pour certains, Aristote est le « père » des sciences de l’observation.

D’un point de vue technologique, il étudie et expérimente :

• le rôle des forces motrices et résistantes ;
• la loi de la chute des corps dans laquelle il fait des erreurs ;
• le rôle de l’évaporation et de la condensation dans les phénomènes météorologiques…

Au Ve siècle avant notre ère, Empédocle invente les quatre éléments, Aristote récupère le concept. Aristote se distingue de Platon par la philosophie matérialiste qu’il met en place. Il récupère le concept et l’analyse des « quatre éléments[1] » comme condition du raisonnement par analogie :

• Le FEU est sec et chaud
• L’AIR est humide et chaud
• L’EAU est humide et froid
• La TERRE est sec et froid

La théorie d’Aristote est une base essentielle dans le développement des sciences de la matière, mais trop de commentaires négligent son principe de raisonnement basé sur l’analogie. Lorsqu’il identifie le FEU à des propriétés « sec et chaud », il ne parle pas seulement du feu que l’on connait dans les combustions, mais plus généralement de tous les éléments qui peuvent être définis par ses propriétés. Le sable du désert est, dans ce sens, comme le FEU puisqu’il est « sec et chaud ». Par contre, en bord de plage, le sable est « humide et froid » comme l’EAU. L’AIR défini tous les corps volatils…

Cette représentation analogique du monde lui vient de Platon qui le tire lui-même de l’Orient. L’orient est à la base du raisonnement par analogie et de l’analyse systémique qui en découle naturellement. Dans la vallée de l’Indus, ce raisonnement est appliqué à l’homme pour comprendre sa place dans l’univers en prenant soin de distinguer les « différentes marches » de l’escalier cosmique. La pensée chinoise est également basée sur le raisonnement par analogie mais étant plus rigoureuse et donc plus contrainte à l’identification céleste exagérée (Yin-Yang, représentation binaire et manichéenne) qui, le transmettant à la perse et aux arabes, conduit l’Europe post-renaissance dans les méandres sans issus de la pensée dite cartésienne ou rationnelle.

Je prendrais du temps pour expliquer cela…

Mais les théories d’Aristote sont considérées, avec trop d’insistances en Europe, comme fondamentales, peut-être parce que nous les avons trop rabâchées ! Le raisonnement d’Aristote marque un point d’arrêt avec le fonctionnement interne du système cognitif pratiqué en Orient. La différence est nette avec notre fonctionnement rationnel qui s’applique à décortiquer les détails en omettant de considérer un point de vue global et une vision synthétique qui fait défaut à l’idéal positiviste en reniant l’incertitude.

D’Aristote jusqu’au début du XX^ième siècle une « manière de penser le monde » s’installe dans notre représentation scientifique et philosophique. Il faut attendre la « vision atomistique » de la matière pour voir se fendre l’armure du raisonnement matérialiste et simpliste qui protège un monde d’illusion par une compréhension phénoménologique exclusivement linéaire. Comme si, le monde qui nous entoure l’est, linéaire et binaire ? Car il s’agit bien de cela, de notre vie qui, majoritairement dans le temps et à chaque époque, se trouve assaillie de préjugés mastiqués, décalés et inappropriés. Des sociétés bienheureuses ont perdurées dans la vallée de l’Indus, mais l’heure a sonné et notre civilisation occidentale ne peut plus vivre à crédit, elle crée moins de richesse, de bien matériel, de savoir, et tout se délite, l’industrie se délocalise et la recherche fondamentale en sciences est décapitée par les restrictions budgétaires de l’état qui projette de retrouver l’équilibre financier. Notre civilisation occidentale, s’est abreuvée avec déraison du jus d’Aristote et de sa phénoménologie matérialiste et détournée de la monade de Platon et des conséquences abstraites qui en résultent. En science, pour l’amour de la science et de la compréhension du monde, de nos jours, les découvertes scientifiques sont brevetées et d’usage exclusif à la consommation dans le but d’enrichir « l’esprit humain » d’un poids monétaire conséquent.

Cette digression est essentielle pour visualiser l’évolution des théories scientifiques et les conséquences sociologiques qui en émergent car, au fil du temps, les civilisations dominent périodiquement la liberté de penser et la représentation conventionnelle du monde. Mais revenons à Aristote…

Malheureusement Aristote ne repris pas l’hypothèse héliocentrique d’Héraclide car il édifia son système cosmologique sur le système géocentrique (repris par Ptolémée puis par les exégètes chrétiens…). Ceci est une erreur qui plonge le monde occidental dans l’ignorance pendant près de 2000 ans !

Voilà quelques thèmes traités par Aristote dans l’un de ses ouvrages :

PHYSIQUE : (Chap. II) Rapports et différences des mathématiques et de la physique. Critique de la théorie des idées, qui se perd dans les abstractions[i]. (chap. V) La causalité des contraires ; le hasard est indéterminé et toujours obscur pour l’homme ; il n’est pas raisonnable. (Chap. IX) Le physicien doit étudier la matière – Démocrite[2], les atomes et le vide – et surtout la fin des choses – les causes de la forme.

Tous ces sujets et leurs interprétations posent les bases de la physique dite « classique ». Les « différences entre mathématiques et physique » s’inscrivent dans l’approche expérimentale (concrète en physique) et abstraites ou sans rapport direct avec la réalité phénoménologique pour les mathématiques. Aristote veut se démarquer de Platon par la « critique des idées » et le renoncement aux abstractions, c’est un sujet philosophique… Par contre « La causalité des contraires » contient deux approches bien connues des physiciens : le principe de causalité (les mêmes causes produisent les mêmes effets, la flèche du temps et son irréversibilité) et l’analyse des symétries qui permet d’englober de nombreux phénomènes dans un raisonnement « dual » comme la charge positive et négative en électricité, la divergence du champ électrique et le rotationnel du champ magnétique… Ce raisonnement est surtout développé (en philosophie) par le manichéisme au début de l’ère chrétienne (et avant eux par les chinois).

Le « hasard est indéterminé », cette idée conditionne la pensée occidentale jusqu’à la découverte des lois de probabilités et surtout leurs utilisations dans la théorie physique et quantique. Nous savons maintenant que le hasard suit des lois déterminées. La théorie du chaos est une loi déterministe. Jusqu’au début du XXe siècle, les positivistes insistent sur le déterminisme, mais le principe d’incertitude (ou d’indétermination) d’Heisenberg dans la physique quantique sonne le glas et achève l’idée superstitieuse qui considère le hasard comme « obscur pour l’homme et pas raisonnable ». Enfin, le physicien « doit étudier la matière et la voir » non plus comme un agrégat de corpuscules mais comme une combinaison linéaire de fonction d’onde… C’est toute une histoire que la représentation du monde au cours du temps !

[1] Initialement défini par Empédocle

[2] Sans se nourrir, il s’est laissé mourir après avoir humé du miel…

[i] Abstraction : processus cognitifs impliquant le raisonnement, propriété d’un concept, activité d’apprentissage par extraction de connaissances générales… L’abstrait s’oppose au concret. La concrétisation est circonscrite par des propriétés appartenant à la  phénoménologie des objets).

Deuxième empereur de la dynastie des Tcheou. C’est au cours de son mandat que furent inventés les chars magnétiques pour s’orienter dans les déserts et pendant les tempêtes de sables. Ces chars comportaient une statuette mobile portant un aimant et un odomètre pour mesurer le chemin parcouru.

HIU-KIUN (vers 121 ap. J.-C.) – La boussole

Il compile un dictionnaire étymologique (Tchuwen) dans lequel on trouve le mot aimant : « nom d’une pierre avec laquelle on donne la direction d’une aiguille ». La découverte et l’utilisation de l’aimant par les chinois remonte à une haute antiquité. Dans un grand dictionnaire Pei-wen-yun-fou du IXe siècle, il est mentionné que sous la dynastie des Tsin (265-419) les marins avaient trouvé la direction du sud au moyen de l’aimant. De plus, et cela montre les qualités d’observations exceptionnelles des chinois, dans l’ouvrage de Ken-tsung-chi (XIIe s.), on trouve la description de la déclinaison magnétique : « si on frotte la pointe d’une aiguille avec la pierre magnétique, elle indique ensuite le sud, mais pas exactement, et dévie un peu vers l’est. »

Sous la dynastie des Tangs (VIIe-VIIIe siècle), on sait que les chinois entrepris de longs voyages en mer avec l’aide de la boussole. Partant de Canton, ils traversaient le détroit de Malacca pour aller à Ceylan, à la côte Malabar et même jusqu’à l’embouchure de l’Indus et de l’Euphrate. Ces voyages représentent certainement les premiers contacts entre la Chine et les Arabes. De là, émerge l’introduction en Europe des inventions de la Chine ; L’occident doit encore remercier la Chine pour cela… et les Arabes qui ont permis le transit des informations.

L’imprimerie en Chine (vers le VI^e siècle)

Le papier était connu en Chine depuis des siècles lorsqu’il fut introduit au Japon en 601 et connu des Arabes vers 700 avant d’être importé en Europe au XI^e siècle.

L’imprimerie était (également) connue depuis longtemps. La technique se perfectionne vers le VI^e siècle lorsque les empereurs ordonnent de faire imprimer, entre autres, les quatre livres de Confucius et plusieurs classiques à l’usage de l’éduction des jeunes.

« Le Maître dit : Ne crains point de rester méconnu des hommes, mais bien plutôt de les méconnaître toi-même. »                 Confucius, Livre I-16 de l’Étude

La xylographie (planches gravées sur bois) était la technique employée. Vers le X^e siècle, les chinois (les Rois de Chou de l’actuel Sse-Tchouen) utilisaient des lettres de cuivre séparées pour faire la composition du texte. Cette technique fut transmise au Japon en 1205. Puis ces techniques se répandent en Europe qu’au XVI^e siècle.

Y HOANG (VIII^e siècle)

En tant qu’astronome, il construit une horloge à deux aiguilles représentant le mouvement du soleil, de la lune et des planètes.