Karel Van Camp et Dirk Van Dyck, professeurs émérites de physique, défendent la place de James Clerk Maxwell parmi les plus grands physiciens de l'histoire.
L'été dernier, le magazine Eos a publié un numéro spécial sur la physique et l'espace. Selon Karel Van Camp et Dirk Van Dyck, l'un des quatre géants de la discipline a été injustement omis de la chronologie. Découvrez leur correspondance passionnante.
Chers rédacteurs,
Récemment, j'ai acquis le numéro spécial d'Eos sur la physique et l'espace. Les contributions y étaient d'un excellent niveau de vulgarisation. J'y ai appris ou actualisé de nombreuses connaissances. Cependant, un ajout essentiel s'impose à la chronologie : les quatre plus grands physiciens de tous les temps sont Galilée, Newton, James Clerk Maxwell et Einstein. L'un d'eux est absent.
Isaac Newton doit sa stature à son ouvrage Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687). Pour la première fois en physique, il fonde la mécanique sur trois axiomes ou lois, expliquant mathématiquement les lois de Kepler, les orbites cométaires, les marées, etc.
Cette méthode axiomatique, déjà victorieuse chez Euclide pour la géométrie plane aux IVe-IIIe siècles av. J.-C., triomphe en physique grâce à Newton. Les grandes avancées théoriques en physique (et souvent ailleurs) reposent sur des axiomes : faits expérimentaux, intuitions indémontrables, parfois contre-intuitives. Exemple : la vitesse de la lumière reste constante quel que soit le mouvement de la source ou de l'observateur. Souvent, même leur inventeur ne les comprend pas pleinement. Nous commençons à peine à saisir la masse ; Schrödinger se trompait sur ses fonctions d'onde, liées aux probabilités et non aux ondes.
James Clerk Maxwell applique ensuite cette approche. En 1861, il pose comme axiomes quatre lois expérimentales (Gauss, Faraday, Ampère) et démontre que la lumière est une onde électromagnétique transversale. Ce que Young et les Français avaient prouvé expérimentalement trouve enfin son explication. Maxwell rejoint Newton. L'explication d'Einstein de l'effet photoélectrique choque précisément car elle contredit un pilier maxwellien.
Einstein utilise aussi les axiomes : en relativité restreinte, la constance de la vitesse de la lumière (prouvée par Michelson en 1887) ; en relativité générale, l'équivalence des masses inertielle et gravitationnelle (expérimentée par Eötvös en 1890), principe contre-intuitif vu les formules distinctes (F=ma et F=GmM/r²).
Le traitement de Galilée dans la chronologie manque de respect. Il fut le premier à expérimenter et observer systématiquement, rompant avec la physique médiévale spéculative. Il formula aussi la première loi de Newton, que ce dernier prit comme axiome premier.
Cordialement,
em. Pr. Dr. Karel J. Van Camp
(Université d'Anvers et Université de Gand)
Cher Karel,
Chers rédacteurs d'Eos,
Je souscris pleinement : nos quatre plus grands physiciens sont Galilée, Newton, Maxwell et Einstein. J'ajoute Dirac et Feynman.
Dans mon cours de mécanique théorique dispensé 25 ans aux étudiants en physique, j'expliquais le comment autant que le quoi. Les étudiants doivent critiquer et faire évoluer les savoirs.
Mais le génie requiert des conditions optimales. Voici les facteurs clés.
Depuis les Lumières (Galilée, Bacon, Descartes), seule compte l'observation pour le progrès scientifique, reléguant la spéculation aristotélicienne. Remarque : Simon Stevin précéda Galilée dans l'étude de la chute libre depuis le clocher de Delft, publiant en néerlandais, comme ses travaux hydrostatiques avant Pascal.
Les orbites planétaires importaient pour l'astrologie (Brahe et Kepler pour l'empereur Rudolf). Kepler formula empiriquement pour extrapoler, grâce aux mesures précises de Brahe. La concurrence horlogère post-voyages transocéaniques (Huygens) et la Révolution industrielle (thermodynamique, électricité : Faraday, Maxwell) furent des moteurs.
Instruments de Brahe, télescope (Jansen, utilisé par Galilée), expériences de Faraday (Maxwell), interféromètre Michelson-Morley (1887, relativité restreinte d'Einstein). Michelson obtint le Nobel pour son appareil, non l'expérience.
Platon vit la nature numérique. Newton, Maxwell et Einstein inventèrent les maths nécessaires. Les lois de Kepler étaient empiriques ; celles de Newton, compactes et universelles. Résumer expérimentalement par le principe d'Occam révèle une structure mathématique : découverte, non invention. Ces maths prédisent : ondes électromagnétiques (Maxwell), spin et antiparticules (Dirac). La théorie des cordes attend confirmation ; la relativité générale fut prédite avant vérifications (1919).
Sous-estimée : livres et latin facilitèrent échanges (Galilée-Kepler). Protestantisme brisa le monopole ecclésiastique. L'islam, en interdisant l'imprimerie, perdit son avance.
Progrès via attention aux anomalies et persévérance. Aujourd'hui, publications et citations brident cette liberté.
Cordialement,
em. Prof. Dirk Van Dyck (Université d'Anvers)
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