Une œuvre scientifique en construction est une entreprise souvent incertaine, à l'aspect buissonnant, rarement linéaire, où le vrai et le faux peuvent se côtoyer. Des idées contestables, périssables peuvent être facteurs de progrès et même, paradoxalement, favoriser le développement du paradigme qui les supplantera. C'est ce que montrent les nombreuses études de cas présentées dans cet ouvrage. Ces études retracent l’histoire de l’électrodynamique (Ohm, Ampère, Faraday, etc.) et de la physique de l’énergie (Joule, Helmholtz, Thomson, Maxwell, Planck, etc.) durant un siècle, de la pile électrique au quantum d’énergie.
Cette histoire est aussi celle du passage graduel des conceptions statiques aux conceptions dynamiques du monde, transition liée à la décomposition du newtonianisme. Elle peut éclairer sur les résistances de la pensée naturelle aux idées dynamiques et les difficultés à construire le concept d’énergie dans l’enseignement. Il n’est pas illusoire d’espérer réduire ces difficultés grâce à la connaissance de l’histoire.
La réussite de ce pari, peut-être le véritable ressort du livre, serait une marque supplémentaire de la fécondité des erreurs.
Introduction
Première partie
La construction de l'électrodynamique
I. La découverte du galvanisme et de l'électromagnétisme
Le paradigme statique menacé
Les premiers succès de la philosophie dynamique
II. Ohm et la mathématisation des phénomènes galvaniques
La découverte de la loi du courant
La conception électroscopique
Une physique de l'action contiguë opposée à une physique de l'action à distance
III. L'électrodynamique d'Ampère et ses prolongements
IV. La conversion des puissances de la nature chez Faraday et Joule
Les découvertes électromagnétiques de Faraday
Les recherches électrochimiques de Joule et leur aboutissement : l'équivalent mécanique de la chaleur
Deuxième partie
Les fondations du principe de la conservation de l'énergie
I. Une extension du principe mécanique de la conservation des forces vives
Les deux voies de la dynamique depuis Galilée
Le lent déclin du paradigme statique en France
L'apport de la science des machines : le principe de la transmission du travail de Coriolis
Un perfectionnement de la mécanique : la théorie mécanique de la chaleur
Le nouveau statut de la force newtonienne
Un point de vue hétérodoxe : le principe de l'équivalence des forces de Hirn
II. Le mémoire d'Helmholtz
Sur la conservation de la force
Un aperçu de l'apport d'Helmholtz
L'impossibilité du mouvement perpétuel
L'ébauche de l'énergie potentielle.
La jonction des deux voies de la dynamique
Une épistémologie dans la tradition kantienne
III. La construction du concept d'énergie chez William Thomson (lord Kelvin)
La renonciation à la théorie matérielle de la chaleur
L'énigme de la perte d'effet mécanique
La résolution du conflit Joule/Carnot : la dissipation de l'énergie mécanique
Un sujet plein d'embûches
Troisième partie
Le développement de la physique de l'énergie
I. Le Traité de philosophie naturelle de Thomson et Tait. La physique conçue comme
la science de l'énergie
La primauté du principe de la conservation de l'énergie dans le Traité
La relecture de Newton et la redéfinition de la force
L'interprétation du principe de moindre action.
L'attachement à une physique concrète
II. L'électromagnétisme maxwellien. Le mouvement de l'énergie
La théorie dynamique du champ électromagnétique de Maxwell
La localisation et l'écoulement de l'énergie électromagnétique : Poynting, Heaviside,
Lodge, Wien
III. La physique de l'énergie au sens de Planck. La découverte des quanta
L'anti-mécanisme de Mach et d'Ostwald
La critique de l'énergétique par Planck
La thermodynamique au sens de Planck
Le rayonnement thermique. La discontinuité de l'énergie