La matière

A la fin du 19ème siècle, il semblait à la plupart des esprits que notre vision du monde pouvait se mouler dans un corpus théorique que l'on considérait comme achevé et pouvant prétendre à une interprétation physique de tout phénomènes. Les seules difficultés auxquelles on pouvait être confronté ne semblaient dues en fait qu'à la complexité des objets physiques étudiés.

Isaac Newton a écrit une théorie mécanique et semblait avoir atteint sa pleine maturité et pouvoir prétendre décrire le mouvement des corps matériels, à toutes échelles. Qu'il s'agisse de particule ponctuelles ou de solides indéformables, tous ces corps obéissent à un nombre restreint des lois déduites de l'équation fondamentale de la dynamique. Dans le formalisme de Newton, cette équation relie l'accélération à la force:

La conception que l'on pouvait avoir de la matière, à l'échelle microscopique, empruntait au langage de la mécanique. La matière était considérée comme un ensemble de particules élémentaires s'associant de façon plus ou moins rigide par des forces de liaisons et se comportant comme un ensemble d'oscillateurs.

Les travaux des chimistes au début du 19ème siècle, à la suite de Dalton (1766-1844), Avogadro (1776-1856) et Berzelius (1779-1848), finirent par imposer vers 1860, l'idée de l'atome comme unité indivisible de toute matière.

Le début du 20ème siècle et les expériences de Rutherford (1871-1937) présentaient le stade ultime de la division de la matière: les atomes composés de noyaux de charge positive et d'électrons de charge négative étaient modélisés par des systèmes planétaires microscopiques. La physique atomique était née. Elle allait faire apparaître ultérieurement les particules élémentaires proton et neutron comme constituants des noyaux atomiques.