Question:
Quelles étaient les théories non atomiques dominantes de la matière au XIXe siècle?
Paul Siegel
2014-10-29 17:55:22 UTC
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D'après ce que j'ai lu, la théorie atomique de la matière a été cimentée par un article d'Einstein de 1905 dans lequel il expliquait le mouvement erratique d'un peu de pollen en suspension dans l'eau en supposant que l'eau est constituée de minuscules molécules. La question de savoir si la matière était atomique a ensuite été posée avec la montée en puissance de la physique atomique.

Ma question est la suivante: quelles ont été les théories non atomiques les plus convaincantes de la matière? Ont-ils bénéficié d'avantages scientifiques par rapport à l'atomisme?

"Le coup décisif pour la théorie atomique de la matière" - Euh, l'idée du mouvement brownien ne soutenait-elle pas fortement la théorie atomique? Ou vouliez-vous dire que le coup était un camion * pour * la théorie atomique * contre * d'autres théories?
@HDE226868 En effet, j'essayais de communiquer que l'explication d'Einstein du mouvement brownien soutenait de manière convaincante la théorie atomique de la matière.
C'est une très bonne question à laquelle il est très difficile de répondre. Commençons par le fait que jusqu'au 16-17ème siècle, beaucoup de gens s'en moquaient. C'était à cause d'un fort mouvement en alchimie qui, à l'époque, ne concernait pas de quoi était faite la matière. Il n'y avait aucune théorie acceptée avant le 18ème siècle pour autant que je sache. Il y avait un fort fossé entre la structure discrète et continue de la matière. L'atomisme est originaire des Grecs où les atomes de terre, de feu, d'air et d'eau sont des solides platoniques. Mais l'hylomorphisme était aussi une idée grecque, dans laquelle la matière était continue et entière.
Un répondre:
#1
+18
Michael Weiss
2014-11-02 20:12:54 UTC
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Toutes les théories de la matière, à commencer par les philosophes grecs antiques, peuvent être classées comme continues ou discrètes (c'est-à-dire particulaires). Cette dichotomie est due à Aristote.

Aristote soutenait que la matière était continue: infiniment divisible. Aristote pensait qu'un vide était impossible (en effet, il prétendait le prouver). Puisqu'une théorie particulaire nécessite un vide entre les particules, cela a exclu l'atomisme pour Aristote et ses disciples. L'Encyclopédie de philosophie de Stanford est un bon point de départ pour la philosophie de la matière d'Aristote; ici, les sections sur l ' Hylomorphisme et la Substance sont les plus pertinentes. La pensée d'Aristote est, comme d'habitude, compliquée: il a permis que pour certaines sortes de substances (par exemple, le sang, les os), il y en avait une plus petite quantité qui conserverait le caractère de la substance en vrac.

L'atomisme remonte aux Grecs de l'Antiquité, Leucippe et son élève Démocrite étant reconnus. Ces deux courants de pensée persistent, comme vous le dites, jusqu'au 20ème siècle

Dans un long passage du Dialogue sur les deux systèmes mondiaux en chef , Galilée discute du matériel vs. des formes abstraites, par exemple une sphère mathématique ou une sphère en bronze. Les théorèmes de géométrie sont-ils valables pour les objets matériels? Galileo (par son porte-parole Salviati) dit oui. Il est vrai que la sphère de bronze n'est probablement pas parfaite, mais elle correspond parfaitement à une forme mathématique. De plus, il n'y a aucune raison de principe pour que nous ne puissions pas avoir une sphère de bronze qui correspondait parfaitement à la sphère mathématique. Il est clair que ces opinions sont incompatibles avec la vision atomique de la matière.

Les théories de la matière en vrac, comme la dynamique des fluides ou la mécanique des solides (appelées conjointement la mécanique du continuum), utilisent des modèles continus de matière. De nos jours, elles sont considérées comme des fictions pratiques. Je ne suis pas sûr du point de vue des pionniers ici (Hooke, Euler, Ricatti, Young). Le travail de Galileo sur la façon dont la force dépend de la taille est bien connu, et comme indiqué, il n'était pas un atomiste.

Sauter au 19ème siècle: le chapitre "La réalité des molécules" dans la biographie d'Einstein de Pais Subtil est le Seigneur ... couvre succinctement le terrain. Du côté de l'atomisme, la loi des proportions multiples de Dalton et la loi de Gay-Lussac de combinaison des volumes semblent toutes deux de puissants arguments en faveur de l'atomisme. L'hypothèse de Prout (que tous les poids atomiques sont des multiples du poids atomique de l'hydrogène) semble également fermement atomiste. Mais Pais écrit:

Pourtant, Prout n'a pas considéré son hypothèse comme une indication de la réalité des atomes. "La lumière dans laquelle j'ai toujours eu l'habitude de la considérer [l'hypothèse atomique] a été ... comme un artifice conventionnel, extrêmement pratique à de nombreuses fins mais qui ne représente pas la nature."

Pour citer encore Pais: "Le principal point de débat parmi les chimistes était de savoir si les atomes étaient des objets réels ou seulement des dispositifs mnémotechniques pour coder les régularités et les lois chimiques." En d'autres termes, est-ce que l'hypothèse atomique nous dit quelque chose de nouveau, au-delà de ce que l'on peut déjà déduire directement des lois de Dalton et Gay-Lussac?

Chez les physiciens, l'argument était centré autour de la théorie cinétique des gaz . Mach et Ostwald étaient les adversaires les plus connus de l'atomisme. Lors d'une adresse donnée par Ostwald en 1895, il a attaqué l'atomisme avec un argument déjà avancé par Loschmidt vingt ans plus tôt: au niveau microscopique toutes les lois connues de la physique sont réversibles dans le temps, mais au niveau macroscopique, nous avons l'entropie et l'irréversibilité évidente.

Vous vous interrogez sur les avantages scientifiques des théories du continuum sur l'atomisme. Nous devons faire attention à ne pas importer les idées modernes de preuves scientifiques dans les premières périodes (un péché que les historiens appellent présentisme ou whiggisme). Ce que nous rejetons comme des arguments métaphysiques ou peut-être linguistiques a eu un grand poids tout au long de la majeure partie de l'histoire de la science. L'argument de Parménide contre le vide - pour parler d'une chose, il faut parler d'une chose qui existe - a été convaincant pour beaucoup. Alors qu'Aristote rejetait l'argument de Parménide, il avait ses propres «preuves» philosophiques de l'impossibilité d'un vide, basées sur ses théories du mouvement.

Un argument métaphysique plus acceptable aux oreilles modernes est le rasoir d'Occam: «les entités devraient ne pas se multiplier sans nécessité ». En d'autres termes, n'émettez pas d'hypothèse sur l'existence de quelque chose à moins qu'il n'y ait des conséquences testables. C'est l'argument utilisé en théorie de la relativité contre l'espace absolu et en mécanique quantique contre les trajectoires classiques des particules. Mach et de nombreux chimistes ont estimé que l'hypothèse atomique ne fournissait rien au-delà des régularités (comme les lois de Dalton et de Gay-Lussac) utilisées comme arguments pour cela.

Kuhn a souligné que les théories unifiées hautement articulées ont toujours un avantage sur les théories moins développées avec de multiples variantes. Au XIXe siècle, les «atomistes» ne présentaient en aucun cas un front unifié. Les atomes étaient-ils divisibles ou non? Quelle était exactement la différence entre un atome et une molécule? Les chimistes ont parlé de la distinction entre les molécules chimiques et physiques, sans consensus sur la différence ou s'il y en avait une. (Aujourd'hui, nous ne disons aucune différence.) Les travaux de Maxwell et Boltzmann sur la mécanique statistique semblaient simplement reproduire, avec une grande difficulté mathématique, des résultats obtenus facilement avec la thermodynamique classique, une théorie continue.

Enfin, de nombreux physiciens (comme Planck pendant de nombreuses années) considéraient la deuxième loi de la thermodynamique comme absolument et pas simplement statistiquement vraie. J'ai déjà noté l'argument dévastateur de Loschmidt.

Je terminerai par une remarque ironique. Si la théorie des cordes tient, cela signifie peut-être que la foule du continuum avait raison depuis le début?

C'est une réponse exceptionnelle - merci! J'apprécie particulièrement que vous ayez souligné l'argument de Loschmidt, dont j'étais au courant mais dont je ne connaissais pas les origines.
"De nos jours, ce sont des fictions commodes." N'est-ce pas tout? Oh attendez, ce n'est pas la * Philosophie * de la Science. Merci beaucoup pour cette réponse, je viens de cliquer dessus parce que je cherchais autre chose mais cela semblait intéressant, et ça l'est!


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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