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Ehrenfest griffonna: «Ne riez pas! Il y a au purgatoire une section réservée aux professeurs de physique quantique, où ils seront obligés d'écouter des cours de physique classique dix heures par jour » «Je ne ris que de leur naïveté, répondit Einstein. Qui sait qui rira [le dernier] dans quelques années ? »Pour lui, il n'y avait pas là de quoi rire, car c'était la nature même de la réalité et l'âme de la physique qui étaient en jeu.

 

Einstein dirait plus tard que «cette théorie me rappelle un peu le système d'illusions d'un paranoïaque excessivement intelligent, concocté à partir d'éléments de pensées incohérents »,

 

En 1900, Planck fut forcé d'admettre que l'énergie de la lumière et de toutes les autres formes de rayonnement électromagnétique ne pouvait être émise ou absorbée par la matière que sous forme d'éléments individuels discrets. Planck baptisa « quantum » (pluriel latin quanta) un paquet individuel d'énergie. Le quantum d'énergie était une rupture radicale avec l'idée, établie depuis longtemps, que l'énergie était émise ou absorbée en continu, comme l'eau coulant du robinet. Dans l'univers quotidien du macroscopique, où régnait en maîtresse absolue la physique de Newton, l'eau pouvait bien tomber goutte à goutte d'un robinet, mais l'énergie ne s'échangeait pas sous forme de gouttelettes de taille variable. Or l'univers atomique et subatomique de la réalité était le domaine du quantum.

 

Avec le temps, on découvrit que l'énergie d'un électron à l'intérieur d'un atome était « quantifiée » ; il ne pouvait posséder que certaines quantités d'énergie et non d'autres. Il en était de même d'autres propriétés physiques, et on s'aperçut que l'univers microscopique était grumeleux et discontinu et non un modèle réduit du monde à grande échelle habité par les humains, où les propriétés physiques varient sans heurts ni solutions de continuité, où aller de A en C implique de passer par B. Or la physique quantique révéla  qu'un électron dans un atome peut être en un endroit et puis, comme par magie, réapparaître en un autre endroit, sans avoir été nulle part entre les deux, en émettant ou en absorbant un quantum d'énergie. C'était un phénomène qui échappait aux compétences de la physique classique non quantique. C'était aussi bizarre que si un objet disparaissait mystérieusement à Londres et réapparaissait un instant plus tard à Paris, New York ou Moscou.

 

Le principe d'incertitude énonçait que, si l'on voulait connaître la vélocité exacte d'une particule, alors on ne pouvait en connaître la position exacte, et vice versa.

 

Notes de lecture

 

Les problèmes de la cause et de l'effet, ou la question de savoir si la Lune existe quand personne ne la regarde étaient le domaine réservé des philosophes depuis l'époque de Platon et d'Aristote, mais après l'émergence de la mécanique quantique ce furent les plus grands physiciens du xxe siècle qui se mirent à en débattre.

 

le débat suscité par le congrès entre Einstein et Bohr soulevait des questions qui continuent de préoccuper maints scientifiques et philosophes éminents jusqu'à ce jour: quelle est la nature de la réalité et quel type de description de la réalité devrait être considéré comme significatif ?

 

...pendant la majeure partie du xxe siècle, les physiciens acceptèrent que la mécanique quantique nie l'existence de la réalité au-delà de ce que mesuraient leurs expériences.

 

«Les lois fondamentales et les faits les plus importants de la science physique ont tous été découverts, et ils sont désormais si fermement établis que la possibilité qu'ils soient un jour supplantés à la suite de nouvelles découvertes est excessivement réduite», déclara le physicien américain Albert Michelson en 1899.

 

James Clerk Maxwell, le plus grand physicien théoricien du XIXe siècle, s'était élevé dès 1871 contre pareille suffisance: « Cette caractéristique des expériences modernes - le fait qu'elles consistent principalement en mesures -, a tellement d'importance que l'opinion semble s'être répandue que, dans quelques années, toutes les grandes constantes auront été approximativement évaluées, et que la seule occupation qu'il restera aux hommes de science sera de porter ces mesures une décimale plus loin• »

 

 

« C'était comme si le sol s'était dérobé sous nos pieds, sans aucune fondation visible nulle part où l'on eût pu construire. »ALBERT EINSTEIN

 

 « Une nouvelle vérité scientifique ne triomphe pas en convainquant ses adversaires et en leur faisant voir la lumière, mais plutôt parce que ses adversaires finissent par mourir, et que grandit une nouvelle génération à qui cette vérité est familière » Max Planck

 

Le fait que tous les objets échauffés émettent une lumière d'une même couleur à la même température était bien connu des potiers.

 

Kirchhoff élabora le concept d'un objet parfaitement absorbant et parfaitement émissif appelé corps noir. Cette dénomination était bien choisie. Un corps qui absorberait parfaitement le rayonnement ne le réfléchirait aucunement et serait donc noir en apparence. Toutefois, en tant que parfait émetteur, il serait tout sauf noir si sa température était assez élevée pour qu'il puisse rayonner dans des longueurs d'onde de la partie visible du spectre.

...l'étendue spectrale et l'intensité du rayonnement à l'intérieur de la cavité ne dépendaient pas du matériau dont le corps noir pourrait être constitué, ni de sa forme ou de sa taille, mais uniquement de sa température.

…l'équation devrait contenir deux variables seulement: la température du corps noir et la longueur d'onde de la radiation émise. Puisqu'on pensait que la lumière était une onde, toute couleur et nuance de lumière particulière se distinguait de toutes les autres par un trait caractéristique: sa longueur d'onde, la distance entre deux pics ou creux successifs de l'onde en question. Inversement proportionnel à la longueur d'onde, la fréquence est simplement le nombre de pics - ou de creux - qui passent par un point fixe quelconque en une seconde. Mais il y avait aussi une manière différente mais équivalente de mesurer la fréquence d'une onde: le nombre de fois où elle montait et descendait - « ondulait » - par seconde•

 

Les fondements de la thermodynamique, cette science qui s'intéresse à la chaleur et à ses rapport avec d'autres formes d'énergie se résumaient à l'époque en deux principes seulement• Le premier était une rigoureuse formulation du fait que l'énergie, quelle que soit sa forme, possédait la propriété particulière de se conserver. L'énergie ne pouvait être ni créée ni détruite, mais uniquement convertie d'une forme en une autre. Une pomme suspendue à une branche d'arbre possède une énergie potentielle en vertu de sa position dans le champ gravitationnel de la Terre, sa hauteur au-dessus du sol. Lorsqu'elle tombe, l'énergie potentielle de la pomme est convertie en énergie cinétique, l'énergie du mouvement.

 

Le principe de la conservation de l'énergie le frappa « comme une révélation », parce qu'il possédait « une validité absolue, universelle, indépendamment de toute action humaine »

 

Deuxième principe de la thermodynamique : « La chaleur ne passera pas spontanément d'un corps plus froid à un corps plus chaud

Le réfrigérateur a besoin d'être branché sur une source externe d'énergie- électrique, en l'occurrence- pour faire passer la chaleur d'un corps plus froid à un corps plus chaud.

 

Notes de lecture :

 

L’entropie est au cœur des raisons qui font que certains processus se produisent dans la nature et d'autres non.

Si la conservation de l'énergie était la manière dont la nature équilibre son bilan dans toute transaction physique possible, la nature exigerait alors un prix pour toute transaction qui se produirait effectivement. D'après Clausius, l'entropie était le prix à payer pour qu'il se produise quelque chose ou non. Dans tout système isolé, seuls étaient autorisés les processus ou transactions dans lesquels l'entropie soit restait la même, soit augmentait. Tout processus conduisant à une diminution de l'entropie était strictement interdit.

Energie Entropie, deux principes de base

Associer l’entropie au désordre

Mouvement brownien

 

…toute théorie est à la merci de données expérimentales brutes, mais Planck croyait fermement qu'« un conflit entre l'observation et la théorie ne peut se confirmer comme valide sans aucun doute possible que si les résultats de différents observateurs concordent substantiellement entre eux »

 

…principe de Boltzmann, l'entropie mesure la probabilité de trouver un système dans un état particulier. Un jeu où les cartes ont été bien battues, par exemple, est un système désordonné avec une entropie élevée. En revanche, un jeu de cartes tout neuf, où les cartes sont classées par couleur et par valeur croissante, est un système fortement ordonné et de faible entropie.

 

…«jusqu'alors, je n'avais pas prêté attention à la relation entre entropie et probabilités, qui ne m'intéressait guère, puisque toutes les lois des probabilités autorisent des exceptions; et à l'époque je supposais que le deuxième principe de la thermodynamique était valide sans exceptions

 

Planck avait découvert quelque chose de si remarquable et de si inattendu qu'il n'en comprit pas la signification. Ses oscillateurs ne peuvent absorber ou émettre de l'énergie sans solution de continuité, comme l'eau qui coule du robinet. Au lieu de quoi ils ne peuvent perdre et gagner de l'énergie que d'une manière discontinue, sous forme de petites unités indivisibles de E = h v, v est la fréquence à laquelle vibre l'oscillateur qui coïncide exactement avec la fréquence du rayonnement qu'il peut absorber ou émettre.

 

…la valeur infinitésimale de h 6,626 x 10–34 rend les effets quantiques invisibles dans l'univers quotidien quand il s'agit de pendules, de balançoires et de poids vibrants.

 

… deux constantes fondamentales: k, qu'il appela la constante de Boltzmann, et h, qu'il appela le quantum d'action et que les physiciens appelleraient constante de Planck. Elles étaient fixes et éternelles, deux absolus de la nature

 

Planck, comme tout le monde, croyait que le rayonnement électromagnétique lui-même était une onde continue, quel que soit le mécanisme par lequel il échangeait de l'énergie quand il interagissait avec la matière. Le «point de vue » révolutionnaire d'Einstein était que la lumière - et, en fait, tout le rayonnement électromagnétique n'était absolument pas de nature ondulatoire, mais fractionnée en petits morceaux, les quanta de lumière.

 

Einstein avait quantifié le rayonnement électromagnétique, et donc la lumière elle-même. L'énergie d'un quantum de lumière jaune était simplement la constante de Planck multipliée par la fréquence de la lumière jaune. En montrant que le rayonnement électromagnétique se comporte parfois comme les particules d'un gaz, Einstein savait qu'il avait discrètement introduit ses quanta de lumière par la porte dérobée de l'analogie

 

Lorsqu'en 1913 Planck et trois autres collègues proposèrent la candidature d'Einstein à l'Académie des sciences prussienne, ils conclurent leur rapport en tentant d'excuser sa proposition des quanta de lumière : « En somme, on peut dire que parmi les problèmes importants, et qui sont si abondants dans la physique moderne, il n'y en a pratiquement aucun sur lequel Einstein n'ait pas pris position d'une manière remarquable. Le fait qu'il ait pu parfois viser trop haut dans ses spéculations, comme, par exemple, dans son hypothèse des quanta de lumière, ne devrait pas trop être retenu contre lui. Parce que, sans prendre de risque de temps à autre, il est impossible, même dans la plus exacte des sciences de la nature, d'introduire de véritables innovations...

 

le copier coller change souvent les formules "magiques"= équations