@HClAtom
Bonjour, tout
d’abord je dois vous dire que je suis ravi de pouvoir échanger avec
vous.
Je suis
effectivement un étudiant, mais un étudiant sérieux, je n’aime pas
avaler des couleuvres et je vous prie de croire que je remets
régulièrement mes connaissances en question, et encore plus souvent
les enseignements que je reçois. Je vais à la fac, mes enseignants
sont tous des chercheurs passionnés avec qui il est très
intéressant de discuter en partie justement pour la diversité de
leurs points de vue sur la physique (et leur domaine en particulier).
Je me méfie des dogmes et des avis préconçus, je lève les yeux
vers le ciel, je le baisse vers les particules, je regarde aussi
autour de moi et je n’hésite pas à me confronter aux avis qui ne
ressemblent pas au mien, en témoigne mon intérêt pour votre
présent article.
Ce que je prétends
surtout que toute construction intellectuelle repose
sur des principes de bases, et ce indifféremment du
domaine étudié : philosophie, mathématiques, mécanique, physique
quantique, thermodynamique... J’y ajouterais même la théologie, la
psychologie, bref n’importe quelle construction intellectuelle...
L’élaboration de toute pensée construite passe par l’établissement
de principes fondateurs, qui par définition, comme vous aimez le
rappeler, ne peuvent être prouvés. C’est là le seul point que je
vous accorde. Ils sont cependant nécessaires.
D’ailleurs j’ai pu voir que vous vous
faisiez la même remarque dans un de vos articles "Fundamental
Theorems of Physics" (sur lequel je trouve moi même à redire
même si j’admire l’intention).
C’est ainsi que la
mécanique classique repose sur seulement 3 lois (de Newton) voire
même réduites à un unique principe (celui de l’extremum de
l’action de Lagrange, qui reformule les lois vectorielles de Newton
de manière analytique), qu’il en faut un peu plus pour parler de
relativité, que la mécanique quantique pose un certain nombre de
postulats (8 sont nécessaires il me semble), etc..
C’est aussi ainsi
que la thermodynamique n’a eu besoin que de 4 principes pour fournir
toutes les avancées dont elle est la source. Parmi ceux-ci en effet
l’impossibilité pour un système d’atteindre le zéro absolu en un
nombre fini d’étapes. Remarquez l’élégance de la formulation, car
ce principe ne signifie pas que c’est strictement impossible, mais
seulement irréalisable dans la limite d’un nombre fini d’étapes. Je
peux comprendre que ce pied-de-nez vous agace, mais il n’agace pas
les chercheurs qui s’échinent à étudier la physique des atomes
froids et des basses températures.
De même le premier
principe stipule que pour un système défini et délimité
(fermé), toute variation de l’énergie interne de ce système
résulte d’échange avec l’extérieur. C’est une des formulations les
plus simples de ce principe. Le 1er principe a été énoncé
clairement en 1845 par le médecin allemand J.R. von Mayer, mais
découle aussi des travaux novateurs de Joule (pour rappel, Joule
était brasseur et physicien amateur) et Helmholtz et il concerne les
systèmes fermés, c’est à dire des systèmes qui ne peuvent pas
échanger de la matière avec le milieu extérieur.
En résumé le 1er
principe consiste à poser le postulat suivant, vérifié dans toutes
ses conséquences : Il existe pour tout corps une fonction d’état U
appelée énergie interne telle que dans toute modification de ce
système passant de l’état A à l’état B, la somme de la chaleur
Q
et du travail W fournis à ce système par le milieu extérieur est
égale à l’accroissement correspondant de cette énergie interne.
De là découle la
démonstration (voir mon premier commentaire) de
l’impossibilité du mouvement perpétuel de première espèce, c’est
à dire la production de travail sous forme cyclique, sans
consommation d’énergie extérieure d’aucune forme. Cette
impossibilité est prouvée en s’appuyant sur le premier principe,
vous pouvez à loisir remettre en question ce principe, mais il vous
faudra conduire des expérimentations rigoureuses, et non des
observations très très générales. Et ensuite bien sûr rebâtir
l’édifice thermodynamique afin d’expliquer toutes les applications
pratiques qui ont été permises par ces principes (depuis plus de
deux siècles).
Je me répète
peut-être mais : en premier lieu vient le principe :
« U(B)-U(A)=W+Q » pour un système fermé et en second lieu vient le
théorème : il est impossible pour un système fermé de fournir
indéfiniment du travail au milieu extérieur (preuve dans mon
premier commentaire, en prenant W<0 et Q=<0 etc..)A mon avis,
ce principe est tout à fait raisonnable, et à ma connaissance n’a
toujours pas été mis en doute expérimentalement.
Tout vos
contre-exemples ne rentrent aucunement dans ce cadre : il ne
consistent pas en des systèmes fermés ou ne fournissent pas de
travail. Un mouvement perpétuellement entretenu n’a jamais été
mis en doute par les lois de la physique.Un mouvement perpétuel sans
apport extérieur représente le Graal de la thermodynamique.