Auguste Comte est un philosophe du 19\u00e8me si\u00e8cle connu en particulier pour sa classification des sciences. J\u2019ai fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 celle-ci dans mon expos\u00e9 \u00e0 Salernes (billet pr\u00e9c\u00e9dent). L\u2019ordre propos\u00e9 par Auguste Comte est le suivant: math\u00e9matiques, astronomie, physique, chimie, biologie.<\/p>\n
D\u2019apr\u00e8s Auguste Comte chacune de ces sciences \u00e9tablit des lois qui lui sont propres, mais fait appel aussi aux lois introduites par les sciences qui la pr\u00e9c\u00e8dent. Par exemple, les lois \u00e9tablies en math\u00e9matiques s\u2019appliquent \u00e0 toutes les sciences, mais l\u2019\u00e9tude de l\u2019astronomie fait appel \u00e0 des lois additionnelles. De m\u00eame les lois \u00e9tablies en astronomie s\u2019appliquent \u00e0 la physique, mais l\u2019\u00e9tude de la physique n\u00e9cessite en plus l\u2019introduction de lois qui lui sont propres. Ces lois suppl\u00e9mentaires s\u2019appliquent n\u00e9cessairement \u00e0 la chimie qui, \u00e0 son tour, fait appel \u00e0 des lois additionnelles qui s\u2019ajoutent aux pr\u00e9c\u00e9dentes, etc …<\/p>\n
Modifierait-on aujourd\u2019hui la classification d\u2019Auguste Comte? Je pense qu\u2019une premi\u00e8re modification porterait sur le r\u00f4le jou\u00e9 par l\u2019astronomie. \u00c0 l\u2019\u00e9poque d\u2019Auguste Comte, l\u2019astronomie se limitait \u00e0 l\u2019\u00e9tude des positions et des mouvements des astres, \u00e9tude qui a permis d\u2019\u00e9tablir les lois de la m\u00e9canique c\u00e9leste, c\u2019est-\u00e0-dire les lois de Newton et la gravitation universelle. De nos jours l\u2019astronomie ne joue plus ce r\u00f4le particulier. Les lois de la m\u00e9canique c\u00e9leste sont devenues les lois de la m\u00e9canique tout court, une branche de la physique, tandis que l\u2019astronomie s\u2019est \u00e9tendue \u00e0 l\u2019\u00e9tude de la composition physico-chimique des astres, \u00e9tude qui semblait impossible \u00e0 l\u2019\u00e9poque d\u2019Auguste Comte, la spectroscopie n\u2019ayant pas encore \u00e9t\u00e9 invent\u00e9e. Devenue \u00ab astrophysique \u00bb et reli\u00e9e \u00e0 la g\u00e9ophysique sous le vocable de science de l\u2019univers, l\u2019astronomie n\u2019est plus aujourd\u2019hui une science fondamentale, mais une science appliqu\u00e9e qui peut sans inconv\u00e9nient \u00eatre supprim\u00e9e de la liste.<\/p>\n
Par contre, \u00e0 la liste d\u2019Auguste Comte devrait imp\u00e9rativement \u00eatre aujourd\u2019hui ajout\u00e9e une nouvelle science: la thermodynamique. On peut dater son origine de la publication du livre de Sadi Carnot sur la puissance motrice du feu, en 1824. Le mot \u00ab thermodynamique \u00bb a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 par Lord Kelvin au moins une d\u00e9cennie plus tard. Cette science \u00e9tait donc encore beaucoup trop jeune pour pouvoir \u00eatre prise en consid\u00e9ration par Auguste Comte. Elle ajouta \u00e0 la physique des lois qui s\u2019appliquaient aussi \u00e0 la chimie. Suivant Auguste Comte, la thermodynamique doit donc \u00eatre intercal\u00e9e entre la physique et la chimie.<\/p>\n
Ceci dit, une perc\u00e9e intellectuelle enti\u00e8rement nouvelle s\u2019est produite \u00e0 la fin du XIX\u00e8me si\u00e8cle. Elle est due au physicien autrichien Ludwig Boltzmann. \u00c0 cette \u00e9poque les lois de la physique comprenaient non seulement les lois de la m\u00e9canique dues \u00e0 Newton mais aussi les lois de l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme formul\u00e9es un peu plus tard, principalement par le physicien anglais James Clerk Maxwell. Une particularit\u00e9 de ces lois est d\u2019\u00eatre ind\u00e9pendantes du sens du temps. Les lois de la thermodynamique introduisaient au contraire une assym\u00e9trie dans le temps. Les ph\u00e9nom\u00e8nes de dissipation d\u2019\u00e9nergie sont irr\u00e9versibles. Si l\u2019\u00e9nergie m\u00e9canique peut \u00eatre int\u00e9gralement convertie en chaleur, la r\u00e9ciproque n\u2019est pas vraie. La chaleur ne peut \u00eatre que partiellement convertie en \u00e9nergie m\u00e9canique. Carnot avait montr\u00e9 qu\u2019une partie de celle-ci devait n\u00e9cessairement \u00eatre rendue \u00e0 une source froide, limitant le rendement de la transformation \u00e0 un rendement maximum dit rendement Carnot.<\/p>\n
\u00c0 l\u2019\u00e9poque de Boltzmann, on commen\u00e7ait \u00e0 se rendre compte que la mati\u00e8re est form\u00e9e de particules, atomes ou mol\u00e9cules. La chaleur apparaissait comme une manifestation du mouvement d\u00e9sordonn\u00e9 de ces particules. Celles-ci devaient n\u00e9cessairement ob\u00e9ir aux lois de la m\u00e9canique. Ces lois \u00e9tant r\u00e9versibles, d\u2019o\u00f9 venait l\u2019irr\u00e9versibilit\u00e9 de la thermodynamique? Le g\u00e9nie de Boltzmann est d\u2019avoir compris que l\u2019irr\u00e9versibilit\u00e9 thermodynamique provenait du passage de l\u2019ordre au d\u00e9sordre. L\u2019\u00e9nergie m\u00e9canique est toujours associ\u00e9e \u00e0 un mouvement ordonn\u00e9 de particules. Ce mouvement a naturellement tendance \u00e0 devenir d\u00e9sordonn\u00e9. On perd alors l\u2019information sur la trajectoire particuli\u00e8re de chacune des particules. L\u2019ensemble des mouvements d\u00e9sordonn\u00e9s des particules apparait sous la forme de chaleur. Cette perte d\u2019information, li\u00e9e au passage de l\u2019ordre au d\u00e9sordre, est irr\u00e9versible. C\u2019est un ph\u00e9nom\u00e8ne statistique. On pouvait ainsi d\u00e9duire les lois de la thermodynamique des lois fondamentales de la m\u00e9canique par des m\u00e9thodes statistiques. La m\u00e9canique statistique, appellation moderne donn\u00e9e \u00e0 la thermodynamique, \u00e9tait n\u00e9e.<\/p>\n
Au d\u00e9but du XX\u00e8me si\u00e8cle, on s\u2019\u00e9tait aussi aper\u00e7u d\u2019une incompatibilit\u00e9 entre les lois de la m\u00e9canique, \u00e9tablies par Newton et les lois de l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme. En m\u00e9canique, la vitesse d\u2019un objet d\u00e9pend du r\u00e9f\u00e9rentiel auquel on se rapporte, alors qu\u2019en \u00e9lectromagn\u00e9tisme, la vitesse de la lumi\u00e8re apparait comme une constante universelle. Introduites par Albert Einstein, les lois dites de la relativit\u00e9 modifi\u00e8rent les lois de Newton aux tr\u00e8s grandes vitesses, r\u00e9solvant cette incompatibilit\u00e9. Sous leur forme g\u00e9n\u00e9rale, ces lois rendirent compte du ph\u00e9nom\u00e8ne de la gravitation universelle. Il fallu aussi modifier les lois de Newton pour rendre compte des ph\u00e9nom\u00e8nes m\u00e9caniques \u00e0 tr\u00e8s petite \u00e9chelle. C\u2019est le domaine de la m\u00e9canique quantique.<\/p>\n
Il devenait alors possible d\u2019appliquer les lois de la m\u00e9canique aux atomes et aux mol\u00e9cules. Cela permit de rendre compte des lois de la chimie \u00e0 partir des lois fondamentales de la physique. De nos jours, gr\u00e2ce aux ordinateurs, il est possible de pr\u00e9voir les propri\u00e9t\u00e9s chimiques d\u2019une mol\u00e9cule \u00e0 partir de sa constitution physique. Le calcul devient cependant laborieux d\u00e8s que la mol\u00e9cule est un peu compliqu\u00e9e. L\u2019important est que, de nos jours, les lois de la chimie, comme celles de la thermodynamique, n\u2019apparaissent plus comme des lois ind\u00e9pendantes de celles de la physique, mais comme des cons\u00e9quences de celles-ci.<\/p>\n
Revenons maintenant \u00e0 la classification d\u2019Auguste Compte. Je pense que de nos jours on adopterait l\u2019ordre suivant: math\u00e9matiques, physique, thermodynamique, chimie, biochimie, biologie, sciences humaines. Si les lois de la thermodynamique et celles de la chimie apparaissent comme des cons\u00e9quences des lois fondamentales de la physique, ils devrait naturellement en \u00eatre de m\u00eame des lois de la biochimie. Mais que dire de la biologie? Pour une grande majorit\u00e9 des biologistes, la biologie a ses lois propres. Un nombre croissant de physiciens s\u2019int\u00e9ressent cependant \u00e0 la biologie, notamment \u00e0 l\u2019\u00e9tude des \u00e9cosyst\u00e8mes. Pour eux, les lois de la biologie se rattachent directement aux lois de m\u00e9canique statistique. Un probl\u00e8me cependant subsiste: la m\u00e9canique statistique n\u2019explique pas le processus de s\u00e9lection naturelle.<\/p>\n
D\u00e8s 1922, le statisticien am\u00e9ricain Alfred Lotka constatait que les organismes vivants tendent \u00e0 maximiser le flux d\u2019\u00e9nergie qui les traverse. Aujourd\u2019hui, les physiciens s\u2019int\u00e9ressant aux \u00e9cosyst\u00e8mes pensent qu\u2019une nouvelle loi de la thermodynamique est n\u00e9cessaire pour rendre compte de ce ph\u00e9nom\u00e8ne. Ils l\u2019appellent la loi dite de \u00ab production maximale d\u2019entropie \u00bb (en anglais MEP ou MaxEP, c\u2019est-\u00e0-dire \u00ab Maximum Entropy Production \u00bb. Il s\u2019agit d\u2019une loi g\u00e9n\u00e9rale s\u2019appliquant aussi bien \u00e0 la physique qu\u2019\u00e0 la biologie. Son int\u00e9r\u00eat en biologie est d\u2019expliquer le processus de s\u00e9lection naturelle.<\/p>\n
Les g\u00e9ophysiciens ont pu v\u00e9rifier MEP dans le cas d\u2019un certain nombre d\u2019atmosph\u00e8res plan\u00e9taires. MEP s\u2019applique \u00e0 tous les syst\u00e8mes thermodynamiques hors \u00e9quilibre, notamment aux organismes vivants. Un physicien sp\u00e9cialiste des \u00e9cosyst\u00e8mes, Roderick Dewar, a m\u00eame tent\u00e9 d\u2019en donner une d\u00e9monstration dans le cadre de la m\u00e9canique statistique. Cette d\u00e9monstration est encore discut\u00e9e. Si l\u2019on admet MEP, alors les lois de la biologie deviennent toutes des cons\u00e9quences de la m\u00e9canique statistique. Cela veut dire qu\u2019elles peuvent \u00eatre enti\u00e8rement d\u00e9duites des lois de la physique fondamentale.<\/p>\n
Il semble aujourd\u2019hui naturel d\u2019ajouter les sciences humaines \u00e0 la liste d\u2019Auguste Comte. Biologiquement, l\u2019homme est un animal. La composition de ses g\u00e8nes ne diff\u00e8re que de quelques pour cents de celle des chimpanz\u00e9s. Bien que tr\u00e8s faible cette diff\u00e9rence a entra\u00een\u00e9 un changement consid\u00e9rable dans la mani\u00e8re dont l\u2019homme \u00e9change de l\u2019information avec ses semblables, d\u2019abord par la parole puis par l\u2019\u00e9criture. L\u2019\u00e9criture et aujourd\u2019hui l\u2019informatique permettent de m\u00e9moriser une quantit\u00e9 sans cesse croissante d\u2019information. En m\u00e9canique statistique, cette m\u00e9morisation d\u2019information correspond \u00e0 une diminution d\u2019entropie. Elle permet aux soci\u00e9t\u00e9s humaines de s\u2019organiser et de dissiper une quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie bien sup\u00e9rieure \u00e0 celle de toutes les autres esp\u00e8ces animales.<\/p>\n
L\u2019astronome \u00c9ric Chaisson a montr\u00e9 que l\u2019univers \u00e9volue en cr\u00e9ant des structures capables de dissiper de plus en plus d\u2019\u00e9nergie par unit\u00e9 de masse. Le passage des plantes aux animaux puis \u00e0 l\u2019homme et aux soci\u00e9t\u00e9s humaines a, \u00e0 chaque fois, augment\u00e9 d\u2019un ordre de grandeur le taux d\u2019\u00e9nergie dissip\u00e9e. Vues ainsi, l\u2019apparition de l\u2019homme et la formation des soci\u00e9t\u00e9s humaines apparaissent totalement conformes \u00e0 nos connaissances sur l\u2019\u00e9volution de l\u2019univers. En accord avec les lois de la m\u00e9canique statistique, elles apparaissent \u00e9galement comme des cons\u00e9quences des lois fondamentales de la physique. C\u2019est la th\u00e8se de mon livre sur la thermodynamique de l\u2019\u00e9volution.<\/p>\n
Il s\u2019en suit que les lois introduites tout au long des sciences classifi\u00e9es par Auguste Comte, seraient toutes des cons\u00e9quences des lois fondamentales de la physique. Elles ne diff\u00e9reraient que par la complexit\u00e9 du sujet d\u2019\u00e9tude abord\u00e9. La classification d\u2019Auguste Comte devient une classification des sciences par ordre de complexit\u00e9 croissante. D\u2019o\u00f9 l\u2019int\u00e9r\u00eat d\u2019aborder d\u2019abord les ph\u00e9nom\u00e8nes les plus simples avant d\u2019aborder les plus complexes, dans le cadre d\u2019une approche multidisciplinaire. On s\u2019aper\u00e7oit aujourd\u2019hui que l\u2019auto-organisation de la mati\u00e8re inerte permet de mieux comprendre l\u2019auto-organisation de la mati\u00e8re vivante qui, elle-m\u00eame, permet de mieux comprendre l\u2019auto-organisation des soci\u00e9t\u00e9s humaines. C\u2019est le principal message de mon livre sur la thermodynamique de l\u2019\u00e9volution.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Auguste Comte est un philosophe du 19\u00e8me si\u00e8cle connu en particulier pour sa classification des sciences. J\u2019ai fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 celle-ci dans mon expos\u00e9 \u00e0 Salernes (billet pr\u00e9c\u00e9dent). L\u2019ordre propos\u00e9 par Auguste Comte est le suivant: math\u00e9matiques, astronomie, physique, chimie, biologie. D\u2019apr\u00e8s Auguste Comte chacune de ces sciences \u00e9tablit des lois qui lui sont propres, … Continuer la lecture de 51 – La classification d\u2019Auguste Comte<\/span>