Preface
L
A DEMARCHE reductionniste de la physique est connue de taus; pourtant, si l'analyse de la matiere en molecules, atomes, noyaux, etc., a eu bien des succes, elle est
loin de repondre a elle seule aux questions que nous nous posons sur son comportement. Imaginons qu'armes d'un ordinateur superpuissant, nous suivions l'evolution
temporelle d'un grand nombre de molecules comme on le fait des planetes du systeme
solaire; comment deduirions-nous de ce calcul s'il s'agit d'un conducteur ou d'un
isolant, d'un gaz ou d'un liquide, la temperature de fusion, etc?
Pour reconstruire la matiere a partir de ses constituants il a fallu developper une
autre approche, mains connue du grand public que la recherche de l'elementaire,
mais pourtant essentielle, qui est la physique statistique. C'est en 1872 que Ludwig
Boltzmann a Vienne comprit que l' entropie, concept macroscopique, resultait de
la distribution statistique des configurations moleculaires microscopiques. Moment
historique ou le lien entre la constitution et le comportement s'etablissait.
Etrange demarche en definitive, ou l'on remplace un calcul detaille par des probabilites; les predictions de la physique devenaient-elles aussi aleatoires que celles
de la meteorologie? En fait c'est precisement le gigantisme du nombre de particules
qui constituent le moindre grain de matiere, qui vint ici a l'aide. Car, si le calcul des
probabilites n' est que de peu de secours pour le joueur, il permet au proprietaire de
casino d'operer avec une probabilite de gain d'autant plus grande que le nombre de
joueurs est plus eleve. Les fluctuations statistiques sont en pratique eliminees par
ce nombre colossal auquel Jean Perrin, apres l'avoir mesure en 1909, donna le nom
d' Avogadro.
Les principes de cette physique sont simples et universels et les etudiants n' ant a
priori aucune difficulte a les comprendre. Pourtant on constate invariablement a quel
point leur mise en ceuvre clans une situation concrete pose probleme au debutant. Car
il est bien vrai, ici peut-etre encore plus qu'ailleurs, que la veritable comprehension,
c'est la capacite de se servir des principes clans une situation determinee. Rien n'est
done plus necessaire que de fournir aux etudiants des problemes de qualite qui leur
permettront, face a eux-memes, de savoir s'ils maitrisent reellement les concepts de
L
A DEMARCHE reductionniste de la physique est connue de taus; pourtant, si l'analyse de la matiere en molecules, atomes, noyaux, etc., a eu bien des succes, elle est
loin de repondre a elle seule aux questions que nous nous posons sur son comportement. Imaginons qu'armes d'un ordinateur superpuissant, nous suivions l'evolution
temporelle d'un grand nombre de molecules comme on le fait des planetes du systeme
solaire; comment deduirions-nous de ce calcul s'il s'agit d'un conducteur ou d'un
isolant, d'un gaz ou d'un liquide, la temperature de fusion, etc?
Pour reconstruire la matiere a partir de ses constituants il a fallu developper une
autre approche, mains connue du grand public que la recherche de l'elementaire,
mais pourtant essentielle, qui est la physique statistique. C'est en 1872 que Ludwig
Boltzmann a Vienne comprit que l' entropie, concept macroscopique, resultait de
la distribution statistique des configurations moleculaires microscopiques. Moment
historique ou le lien entre la constitution et le comportement s'etablissait.
Etrange demarche en definitive, ou l'on remplace un calcul detaille par des probabilites; les predictions de la physique devenaient-elles aussi aleatoires que celles
de la meteorologie? En fait c'est precisement le gigantisme du nombre de particules
qui constituent le moindre grain de matiere, qui vint ici a l'aide. Car, si le calcul des
probabilites n' est que de peu de secours pour le joueur, il permet au proprietaire de
casino d'operer avec une probabilite de gain d'autant plus grande que le nombre de
joueurs est plus eleve. Les fluctuations statistiques sont en pratique eliminees par
ce nombre colossal auquel Jean Perrin, apres l'avoir mesure en 1909, donna le nom
d' Avogadro.
Les principes de cette physique sont simples et universels et les etudiants n' ant a
priori aucune difficulte a les comprendre. Pourtant on constate invariablement a quel
point leur mise en ceuvre clans une situation concrete pose probleme au debutant. Car
il est bien vrai, ici peut-etre encore plus qu'ailleurs, que la veritable comprehension,
c'est la capacite de se servir des principes clans une situation determinee. Rien n'est
done plus necessaire que de fournir aux etudiants des problemes de qualite qui leur
permettront, face a eux-memes, de savoir s'ils maitrisent reellement les concepts de