01-3-La PHYSIQUE

La diffraction de la lumière blanche par une fente fait apparaître tout le spectre des couleurs.

Une définition

 Physique  vient du mot grec ancien φυσική (phusikế ) qui signifie « Connaissance de la Nature » (wkpd). C’était dans la Grèce antique, une des 3 branches de la PHILOSOPHIE, avec l’ Éthique et la Logique . Aujourd’hui on pourrait définir la physique comme l’étude de l’univers et de ses constituants, de l’infiniment petit à l’infiniment grand ainsi que les lois de son évolution temporelle et spatiale, à l’exclusion des phénomènes liés au «vivant». 

Un résumé des notions de base : [ Physique-Notions de base ]

Un autre résumé illustré par [ Dominic Walliman ]

La complexité de notre monde est infinie à l’échelle des capacités humaines. La preuve en est encore apportée avec la crise sanitaire de mars 2020, lorsqu’un arrangement moléculaire, pas plus grand qu’un centième de micron, baptisé SARS-CoV-19, vient mettre à genoux l’humanité toute entière.
Une attitude devant ce constat, consiste à renoncer à comprendre, évoquer un créateur et/ou vivre sa vie animale sans trop se poser plus de questions. Une autre consiste à se poser des questions en permanence tout en restant conscient qu’il s’agit là d’une quête sans fin. Assumer notre part d’humain nous conduit à choisir la deuxième voie et les métiers d’enseignant et de chercheur nous mettent naturellement dans cette deuxième situation sans que ce soit la condition sine qua non. En pratique, la prise de conscience de l’immensité de la tâche et de nos limites dans ce questionement, l’impérieux besoin des humains de se positionner dans une durée qui va au-delà de leur propre existence, peut amener, même les plus érudits à une quête métaphysique voire « spirituelle ». 
L’activité pédagogique, en particulier, contraint à revenir constamment aux notions les plus fondamentales qui sont pour le Physicien, l’énergie, la matière, l’espace, le temps. Avoir une vision globale et complète du « Monde » et de ses lois pour s’adapter aux situations concrètes et complexes est tâche impossible. On voudrait accéder au « réel » mais le réel nous est-il accessible? La Physique est une voie pour s’en approcher. Une bonne connaissance de ses lois est indispensable à l’ingénieur et au chercheur et un philosophe pragmatique ne pourra pas non plus s’en passer. De même, toute personne curieuse des rouages du monde dans lequel il/elle évolue devra toujours y retourner, car le monde est avant tout « physique », ce que « croit » en tout cas le Physicien.
Comment et par quoi commencer ? Je propose une approche basée sur l’étude d’une loi physique qui me paraît fondamentale, la loi de la résonance, loi observée à toutes les échelles de la Physique et également dans maintes situations non physiques.
Tout système physique subit des oscillations autour de son état d’équilibre. Ces oscillations, ou vibrations sont une manifestation de l’énergie qu’il contient. Cette énergie s’en échappe parfois pour donner naissance à des ondes. L’étude des vibrations et des ondes est un prérequis indispensable à tout cursus d’ingénieur; c’est aussi l’une des clés de la compréhension de l’univers. Une description pragmatique de la physique pourrait être une présentation organisée autour de ces notions.

Références

Sur la physique, comme dans d’autres domaines, il est facile de progresser dans nos connaissances avec une encyclopédie en ligne comme wikipedia. Il existe aussi de nombreux ouvrages généralistes. A côté des séries adaptées à l’enseignement de la physique en 1er et 2èmecycles universitaires et en écoles d’ingénieurs (Feynman, Benson, J.-Ph. Pérez, ….) les ouvrages suivants sont particulièrement instructifs :

« Toute la Physique », H. Stöcker, F. Jundt, G. Guillaume, Dunod, ISBN 2 10 003942 3

« Matière et matériaux, de quoi est fait le monde? », sous la direction d’Etienne Guyon, Belin : Pour la science, 2010, ISBN 978-2-7011-5182-3

« De l’atome antique à l’atome physique, A la recherche des mystères de la matière », C. Gruber, Ph-A. Martin, Presses polytechniques et universitaires romandes, ISBN 978-2-88915-003-8

« Traité de la lumière », L. Zuppiroli, M-N. Bussac, Presses polytechniques et universitaires romandes, ISBN 978-2-88074-801-2.

La Physique nous révèle l’invisible : L’atome et ses constituants

Questionnement

Relativité

Rien ne peut se déplacer plus vite que la « lumière ». c=(approximativement) 300 000km/s. Vraiment?

Gravitation

Newton : les corps (dotés d’une « masse ») s’attirent. Il en résulte une force qui agit à distance.
Einstein : Un corps massif modifie l’espace qui l’entoure. Il en résulte un champ auquel sera sensible un autre corps (qui lui même a son propre champ).

Le temps

Qu’est-ce que le temps?
« Si on ne me demande pas de l’expliquer, je ne sais plus » (disait Saint-Augustin)
Faut-il vraiment « expliquer » une notion si intuitive?
Ne confond-t-on pas l’instant (l’indication de l’horloge) et le processus d’évolution des phénomènes?
Comment définir la simultanéité de 2 évènements?

Dilatation du temps
Si je bouge ( par rapport à quoi?) mon temps ralentit …. notion inaccessible à notre entendement.

Espace

Entité fondamentale dont nous avons une connaissance intuitive
Question : son étendue? finie-infinie?
Comment définir un repère si tout bouge par rapport à tout?
De quoi l’espace est-il constitué? Cette question a-telle un sens?
L’espace se contracte …. dit la théorie de la relativité. Comme pour le temps qui se dilate ou se contracte, nos instruments nous permettent de le vérifier, mais notre entendement ne suit pas.

Intrication quantique

Le plus grand mystère de la réalité physique… incompréhensible … mais vérifié … d’après l’expérience réalisée par Alain Aspect …. : deux entités (?) peuvent rester corrélées, quelle que soit la distance qui les sépare. « quelque chose » peut passer instantanément de l’un à l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare.

Energie – champ quantique

Un sujet de réflexion qui ne sera jamais épuisé …..