Physique - Définition

Physique, sciences et techniques

La physique et les autres sciences

Leibniz

Isaac Newton

La physique étant écrite en termes mathématiques, elle a depuis sa naissance eu des relations plus que profondes avec celles-là. Jusqu'au XX^e siècle, les mathématiciens étaient d'ailleurs la plupart du temps physiciens (et souvent philosophes). De ce fait la physique a très souvent été la source de développements profonds en mathématiques. Par exemple, le calcul différentiel, a été inventé indépendamment par Leibniz et Newton pour comprendre la dynamique en général, et la gravitation universelle en ce qui concerne le second. Le développement en série de Fourier, qui est devenu une branche à part entière de l'analyse, a été inventé par Joseph Fourier pour comprendre la diffusion de la chaleur.

Les sciences physiques sont en relation avec d'autres sciences, en particulier la chimie, science des molécules et des composés chimiques. Ils partagent de nombreux domaines, tels que la mécanique quantique, la thermochimie et l'électromagnétisme. Ce domaine interdisciplinaire est appelé la chimie physique. Toutefois, les phénomènes chimiques sont suffisamment vastes et variés pour que la chimie soit généralement considérée comme une discipline à part entière.

De nombreux autres domaines interdisciplinaires existent en physique. On peut mentionner par exemple l'astrophysique à la frontière avec l'astronomie, la biophysique qui est à l'interface entre la biologie et la physique statistique entre autres, et plus récemment les nanotechnologies.

La physique et la technique

Rayon laser à travers un dispositif optique

L'histoire de l'humanité montre que la pensée technique s'est développée bien avant les théories physiques, et à plus forte raison mathématisées. La roue et le levier, le travail des matériaux, en particulier la métallurgie, ont pu être réalisés sans ce qu'on appelle la physique. C'est par l'effort de rationalité des penseurs grecs puis arabes et, par la suite, le perfectionnement des mathématiques, que la physique a pu révéler sa profondeur conceptuelle. Les théories physiques ont alors souvent permis le perfectionnement d'outils et de machines, ainsi que de leur utilisation.

Il faut attendre le XIX^e siècle pour que des théories donnent naissance à des techniques qui n'auraient pu voir le jour sans elles. Le cas du laser est exemplaire : son invention repose fondamentalement sur la compréhension, par la mécanique quantique, des ondes lumineuses et de la linéarité de leurs équations. On peut évidemment citer la bombe A et la bombe H comme créations techniques dépendant entièrement de la physique de leur époque. Le GPS ne fonctionne que par l'intégration des relativités restreinte et générale dans les calculs.