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Définition traditionnelle
Description 
Avant d'appliquer les concepts récemment introduits, établissons une compréhension commune de ce qu'est la physique.
Pendant la Révolution scientifique, des figures clés comme Galileo Galilei, Isaac Newton et René Descartes ont contribué à séparer la physique de la philosophie naturelle, permettant ainsi de la consolider en tant que discipline autonome. Cette nouvelle science utilisait des modèles mathématiques pour décrire des phénomènes tels que le mouvement, l'optique et la mécanique. Dans son uvre Principia Mathematica (1687) [1], Newton a proposé une vision dans laquelle les phénomènes naturels pouvaient être expliqués par des lois mathématiques universelles, établissant ainsi une base solide, à la fois mathématique et empirique, pour la physique.
Galileo Galilei [2], Isaac Newton [3], René Descartes [4]
Au fil du temps, l'étude de phénomènes comme l'électricité, le magnétisme et la thermodynamique a élargi les domaines de la physique et renforcé l'approche expérimentale. Les contributions de Michael Faraday, James Clerk Maxwell et Ludwig Boltzmann ont favorisé une physique plus quantitative, dans laquelle la matière et l'énergie étaient comprises à travers des lois universelles et des méthodes expérimentales, consolidant la physique en tant que science fondée sur des principes mesurables et reproductibles.
Michael Faraday [5], James Clerk Maxwell [6], Ludwig Boltzmann [7]
Au XXe siècle, la physique moderne, comprise comme l'étude de la matière et de l'énergie à toutes les échelles, s'est consolidée avec le développement de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité. Des figures comme Albert Einstein, Niels Bohr et Werner Heisenberg ont élargi la compréhension de la physique pour inclure les phénomènes à l'échelle subatomique, tandis qu'Edwin Hubble a étendu son application au cosmos et aux galaxies.
Albert Einstein [8], Niels Bohr [9], Werner Heisenberg [10], Erwin Hubble [11]
Ainsi, la physique tend à être définie comme la science qui utilise des modèles mathématiques et des expériences pour expliquer les propriétés et le comportement de la matière et de l'énergie, couvrant des phénomènes allant du niveau subatomique au niveau galactique.
Cependant, bien que cette définition décrive l'étendue vaste de la physique, elle n'approfondit pas son approche méthodologique, son mode de fonctionnement ni les types de résultats qu'elle peut atteindre.
Livres
[1] Principia Mathematica (Principes mathématiques), Isaac Newton (1687)
Images
[2] Justus Sustermans, Public domain, via Wikimedia Commons
[3] James Thronill after Sir Godfrey Kneller, Public domain, via Wikimedia Commons
[4] After Frans Hals, Public domain, via Wikimedia Commons
[5] Thomas Phillips, Public domain, via Wikimedia Commons
[6] George J. Stodart, Public domain, via Wikimedia Commons
[7] Universität Wien, Public domain, via Wikimedia Commons
[8] Bettmann / Contributor via Getty Images
[9] The American Institute of Physics credits the photo [1] to AB Lagrelius & Westphal, which is the Swedish company used by the Nobel Foundation for most photos of its book series Les Prix Nobel., Public domain, via Wikimedia Commons
[10] Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Unknown author / CC-BY-SA 3.0
[11] Johan Hagemeyer, Public domain, via Wikimedia Commons
ID:(15900, 0)
Méthode de travail de la physique
Description
Lessence de la physique réside dans le fait quen tant que science, elle utilise la méthode scientifique pour développer des hypothèses qui mènent à des modèles explicatifs du fonctionnement du monde qui nous entoure. Elle ne se limite pas à une simple description, mais permet des estimations précises des valeurs des paramètres impliqués, en sappuyant sur des constantes universelles, des constantes spécifiques et des relations mathématiques idéalement dérivées de principes fondamentaux. Ces évaluations permettent une application rigoureuse de la méthode scientifique, puisque les valeurs calculées peuvent être mesurées et vérifiées, confirmant ainsi l'exactitude du modèle par rapport à la réalité.
Francis Bacon [4], René Descartes [5], Karl Popper [6]
La base de la méthode scientifique moderne repose sur les travaux de Francis Bacon [1], qui proposa une approche inductive en soulignant l'importance de l'observation et de l'expérimentation. Cette approche a été complétée par la méthode systématique et déductive de René Descartes [2]. Enfin, le concept de falsifiabilité des hypothèses, introduit par Karl Popper [3], a consolidé cette structure, affirmant qu'une théorie scientifique doit pouvoir être réfutée pour être considérée comme valide.
Livres
[1] Novum Organum Scientiarum (Nouvel Instrument de la Science), Francis Bacon (1620)
[2] Discours de la méthode (Discours de la méthode), René Descartes (1637)
[3] The Logic of Scientific Discovery (La Logique de la Découverte Scientifique), Karl Popper (1934)
Images
[4] National Portrait Gallery, Public domain, via Wikimedia Commons
[5] After Frans Hals, Public domain, via Wikimedia Commons
[6] Lucinda Douglas-Menzies link, No restrictions, via Wikimedia Commons
ID:(15901, 0)
Développement continu de la physique
Description
Il est essentiel de rappeler que la méthode scientifique exige la création de modèles vérifiables empiriquement; cela ne signifie pas que ces modèles soient absolument vrais, mais plutôt que, compte tenu de nos connaissances actuelles, ils concordent avec ce que nous observons dans le monde réel. Cependant, il est possible que de nouvelles situations révèlent à l'avenir des divergences ou montrent que les bases d'un modèle ne sont plus valables. Dans de tels cas, les équations, le modèle lui-même et notre compréhension du fonctionnement du monde doivent être ajustés.
Dans ce contexte, lorsqu'une divergence révèle qu'un modèle est inadéquat, reconnaître ses limites et développer un nouveau modèle n'est pas un échec, mais un progrès dans notre quête continue pour comprendre l'univers. Chaque correction et ajustement nous rapproche d'une compréhension plus profonde et plus précise de la réalité.
Dans certains cas, les modèles précédents continuent d'être utilisés dans les domaines où ils ne montrent pas de divergences significatives, car ils sont souvent plus simples que leurs successeurs. Un exemple classique est la théorie de la relativité d'Einstein, qui généralise certains aspects de la mécanique classique. Cependant, à basse vitesse et dans des situations courantes, le modèle newtonien est plus facile à appliquer, et les différences avec les résultats expérimentaux sont négligeables.
ID:(15902, 0)
Autres domaines appuyés par la physique
Description
Aujourd'hui, la méthode scientifique en physique est appliquée non seulement dans les domaines traditionnels, qui vont du monde subatomique aux galaxies, mais aussi dans des domaines non traditionnels qui ont adopté les principes et les méthodes de la physique pour relever leurs propres défis.
Domaines Traditionnels de la Physique
La physique continue de progresser dans des domaines traditionnels tels que la physique des particules (qui étudie les particules subatomiques et les forces fondamentales), la physique nucléaire, l'astrophysique et la cosmologie (qui explorent l'univers à grande échelle). Elle reste également active dans des disciplines fondamentales comme la mécanique, l'électromagnétisme, l'optique, la thermodynamique et la physique de la matière condensée.
Domaines Non Traditionnels de la Physique
Ces dernières années, la physique a étendu son influence à des disciplines qui, auparavant, étaient considérées en dehors de son champ d'application, en appliquant ses principes pour analyser des problèmes complexes et diversifiés. Ce phénomène a donné naissance à la "physique thématique", dans laquelle des modèles physiques sont utilisés pour étudier des phénomènes spécifiques dans diverses disciplines. Exemples de ces domaines :
Physique en odontologie : Analyse la mécanique des matériaux dentaires, les forces de mastication et le comportement des tissus dentaires, contribuant ainsi au développement de prothèses et de traitements orthodontiques.
Physique en médecine : Applique les principes physiques dans le diagnostic et le traitement médical, notamment l'IRM, la tomographie et la radiothérapie, améliorant ainsi le diagnostic et le traitement des maladies.
Physique en kinésiologie : Étudie le mouvement humain, en analysant la biomécanique et les forces impliquées dans la locomotion et l'exercice physique, essentielles pour la rééducation et le développement thérapeutique.
Physique des océans : Étudie la dynamique des océans, y compris les courants, les marées et l'interaction entre l'océan et l'atmosphère, essentiel pour comprendre le climat et les écosystèmes marins.
Physique des sols : Examine les propriétés physiques des sols, telles que la perméabilité et la structure, essentielles à l'agriculture et à la conservation de l'environnement.
Physique du climat : Analyse les processus physiques qui gouvernent le climat terrestre, y compris le transfert de chaleur et les systèmes atmosphériques, afin d'améliorer les prévisions climatiques et de modéliser les changements climatiques.
Biophysique : Explore les processus biologiques par le biais de principes physiques, abordant des sujets tels que la structure des protéines, le flux d'ions et la mécanique de l'ADN, en utilisant la mécanique quantique et la thermodynamique.
Géophysique : Applique des méthodes physiques pour étudier la structure de la Terre, y compris la sismologie, le magnétisme terrestre et la tectonique des plaques, ce qui est essentiel pour comprendre les tremblements de terre et les éruptions volcaniques.
Neurophysique : Examine le système nerveux sous un angle physique, en étudiant la transmission des signaux neuronaux et le traitement électrique, contribuant ainsi à la compréhension du fonctionnement cérébral et de l'activité neuronale.
Physico-chimie : Bien qu'étant proche de la chimie, la physico-chimie applique des principes physiques pour étudier les réactions chimiques et les propriétés moléculaires, telles que la thermodynamique et la cinétique.
Physique de lenvironnement : Applique les principes de la physique à l'étude de l'environnement, analysant la dispersion des polluants, le cycle de l'eau et l'impact de l'énergie solaire sur les écosystèmes.
Physique des matériaux : Étudie les propriétés mécaniques, électriques et optiques des matériaux, essentiel pour le développement de nouveaux matériaux, tels que les semi-conducteurs et les supraconducteurs.
Physique légale : Utilise des techniques physiques dans les enquêtes criminelles, telles que la balistique, la reconstitution d'accidents et la datation des preuves par des isotopes.
Agrophysique : Applique la physique à l'agriculture, en analysant des processus tels que la structure du sol, la dynamique des nutriments dans les plantes et le transfert de chaleur dans les cultures.
Psychophysique : Explore la relation entre les stimuli physiques et les perceptions sensorielles, en examinant comment le cerveau interprète des stimuli tels que la lumière et le son.
Physique computationnelle : Utilise des simulations et des modèles mathématiques pour résoudre des problèmes complexes, étant essentielle dans des domaines tels que la modélisation climatique et la simulation de particules.
Astrobiologie et physique de la vie dans lespace : Explore la possibilité de vie sur d'autres planètes et comment les organismes vivants s'adaptent aux conditions extrêmes dans l'espace.
Sociophysique : Applique des méthodes de physique statistique pour analyser des phénomènes sociaux, comme la propagation des opinions et le comportement collectif.
Éconophysique : Utilise des théories physiques, notamment en statistique, pour modéliser des systèmes économiques complexes et des phénomènes financiers tels que les fluctuations du marché et les crises.
Impact de lExpansion de la Physique
Cette expansion de la physique dans de nouvelles applications démontre sa polyvalence et sa pertinence, car elle fournit des outils et des modèles capables d'analyser et de comprendre des phénomènes complexes dans un large éventail de disciplines, des sciences naturelles et de la médecine aux sciences sociales et à l'économie. En adoptant des approches physiques, ces domaines bénéficient d'une plus grande précision dans leurs méthodes et d'une compréhension plus approfondie des phénomènes qu'ils étudient, ce qui contribue de manière significative au progrès scientifique et technologique.
ID:(15903, 0)