A Paris, le 30 avril 2019.





1. Matière et durée.

A cinquante ans d'intervalle au XIXème siècle, Frédéric Bastiat (1801-50) puis Vilfredo Pareto (1848-1923) se sont accordés sur la "théorie de la valeur", point de départ de l'économie politique, et son approfondissement (cf. ce billet de mars 2016).

Ils étaient d'accord pour reconnaître que matérialité et durée étaient au cœur, à la fois, de l'économie politique d'Adam Smith et de la physique en général, de son temps.

Et ils pouvaient s'interroger sur des approfondissements.

A les en croire, matérialité et durée avaient amené Smith aux notions d'"objet matériel" et de "service" en particulier.


Quant à la durée, aujourd'hui, elle ne tombe plus du ciel...
Son unité de mesure, la "seconde", est un nombre d'oscillations du Césium 133 à certaines conditions.

La "seconde" est, en effet, un multiple de la période de l’onde émise par un atome de césium 133 lorsqu’un de ses électrons change de niveau d'énergie. 

Très précisément, la "seconde" est la durée de

                  9 192 631 770 périodes

de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de Césium 133 (cf. https://www.lyceedadultes.fr/sitepedagogique/documents/PC/PCTermS/09_cours_oscillateurs_mesure_temps.pdf)

"Quantitativement, la seconde du SI [système international] est définie par un nombre d'oscillations,
9 192 631 770 exactement, de l'atome de césium 133.

La mesure et le comptage de ces oscillations sont effectuées par les horloges atomiques."

"Une horloge atomique est une horloge qui utilise la pérennité et l'immuabilité de la fréquence du rayonnement électromagnétique émis par un électron lors du passage d'un niveau d'énergie à un autre pour assurer l'exactitude et la stabilité du signal oscillant qu'elle produit.

Un de ses principaux usages est
le maintien du temps atomique international (TAI) et
la distribution du temps universel coordonné (UTC)
qui sont les échelles de temps de référence."  (https://fr.wikipedia.org/wiki/Horloge_atomique )


"Horloges optique à réseau : vers une redéfinition de la seconde ?
https://www.obspm.fr/horloges-optique-a%CC%80-re%CC%81seau-vers-une.html

La définition de l’unité fondamentale de temps, la seconde, basée depuis 1967 sur la période d’oscillation de l’atome de césium, pourrait bientôt évoluer :
des chercheurs de l’équipe " Fréquences Optiques" du laboratoire Systèmes de référence temps-espace - SYRTE de l’Observatoire de Paris (Observatoire de Paris/CNRS/LNE /UPMC) ont démontré que leurs deux horloges optiques à atomes neutres sont en accord à un niveau surpassant la précision de la définition actuelle de la seconde.

Les unités de mesure fondamentales, telles que le mètre, l’ampère ou la seconde, permettent de mesurer toute quantité physique.

La précision avec laquelle elles sont définies est l’enjeu de nombreux travaux scientifiques, et a mené à d’importantes innovations technologiques.

Les horloges embarquées dans les satellites des systèmes de positionnement, comme GPS ou Galileo, permettent ainsi de trouver la localisation d’un point sur terre avec une précision centimétrique.

Depuis 1967, la seconde est définie à partir de lafréquence de résonance d’une transition énergétique micro-onde très stable de l’atome de césium 133 (9,2 GHz).

[Dans le cas du césium, la fréquence ν est de
                                 9 192 631 770 Hz.
Cette valeur est exacte et elle définit la seconde, et donc le hertz (l'inverse d'une seconde
).]

Un nouveau champ de recherche, qui s’est développé [récemment], consiste à confiner des atomes dans un piège de lumière, dit « réseau optique », et à étudier leur transition à des fréquences beaucoup plus élevées, dans le domaine optique (1015 Hz).

L’équipe de Jérôme Lodewyck et Rodolphe Le Targat, du laboratoire Systèmes de référence temps-espace - SYRTE (Observatoire de Paris/CNRS/LNE /UPMC), a construit deux horloges à réseau optiques fonctionnant avec des atomes de strontium.

Ils ont démontré
- d’une part que ces horloges avaient une connexion très stable avec les trois étalons primaires au césium de l’Observatoire, et
- d’autre part que ces deux dispositifs étaient en accord au niveau de 16 chiffres significatifs, soit un niveau surpassant la définition actuelle de la seconde.

Cette première mondiale est une étape très importante en direction d’une possible redéfinition de la seconde.

Ces recherches s’inscrivent dans un contexte international très compétitif, dans lequel plusieurs horloges optiques, à atomes neutres ou à ions uniques, ont progressé de façon spectaculaire et apparaissent ainsi comme des candidats très sérieux.

La précision sans cesse accrue de ces dispositifs ouvrent des perspectives extraordinaires, notamment en physique fondamentale (tests de relativité générale) et en sciences de la Terre (géodésie relativiste)."


On est ainsi passé
- de définitions, en quelque sorte descendantes, dans quoi la "seconde" résultait de la division d’un intervalle de durée connue en plus petits intervalles,
- à une définition ascendante où la seconde est multiple d'un intervalle plus petit.


2. Les ondes.

Mais matérialité et durée n'étaient pas seules alors au cœur de la physique comme l'a fait croire Smith à Bastiat et Pareto.

a. La lumière du Soleil.

Par exemple, fin XVIIè siècle, Christian Huygens (1629-95) et Isaac Newton (1642-1727) s'étaient préoccupés de la notion de "lumière du Soleil" et ne s'y étaient pas accordés.

Pour Huygens, elle était une "onde", pour Newton, elle était un "corpuscule", division de la matière.

En tout état de cause, l'onde était une notion nouvelle de physique.

Etant donné ce qu'en ont dit des physiciens, elle est devenue "mécanique ondulatoire".

b. Le son.

Antérieurement, sous une forme ou sous une autre, le son avait intéressé des hommes.


3. Matière et onde.

Et matière et durée d'Adam Smith oublient l'onde ...

Rien ne justifie de faire dépendre uniquement l'onde de la matière, de voir dans la matière la source de l'onde, du type "le soleil est source d'ondes".

On peut tout aussi bien faire dépendre la matière de l'onde , de voir dans l'onde la source de la matière, depuis la création de l'univers...

L'onde a certes pour source la matière, mais elle est aussi source de matière ...


Les historiens de la pensée économique, en général plus ou moins marxistes, font fausse route à vouloir expliquer l'évolution de l'économie politique à partir de leurs idées fausses, du "matérialisme dialectique" ou "... historique".

Le "matérialisme dialectique" ou "... historique" ne saurait justifier le sens de l'histoire, ni quoi que ce soit d'autre ...


Il convient de bien distinguer
- l'onde mécanique, et
- l'onde électromagnétique.

L'onde mécanique (onde sonore ou acoustique par exemple) n'existe pas dans le vide à la différence de l'onde électromagnétique (onde lumineuse par exemple).

Contrairement aux ondes électromagnétiques, les ondes mécaniques ne se propagent pas dans le vide, mais s'appuient nécessairement sur un milieu ...

a. onde mécanique ... .

i. onde ... sonore.

Une onde sonore correspond à la propagation de perturbations mécaniques dans un milieu élastique (cf. http://www.cochlea.eu/son et
http://tpe-son-jvc.e-monsite.com/pages/propagation-du-son/longueur-d-onde-du-son.html )

Ces perturbations sont perçues, entre autres, par l'oreille humaine qui les interprète comme des sons.
La science qui étudie ces ondes s'appelle l'acoustique.

Les ondes sonores peuvent subir des réflexions (lorsque l'on entend un écho, par exemple).
Elles peuvent aussi subir des réfractions, lorsqu'elles traversent une paroi.
Elles peuvent enfin subir des interférences.

La vitesse du son dépend de la nature, de la température et de la pression du milieu dans quoi l'onde acoustique se propage.

Dans les conditions normales de température et de pression, la vitesse du son dans l'air est d'environ :

                                     340 m/s.

Dans l'eau, elle est près de cinq fois plus élevée.
Lorsqu'un objet se déplace plus vite que le son dans un milieu donné, on dit qu'il franchit le mur du son.

Au cas d'une propagation dans un gaz parfait, la vitesse augmente lorsque la densité et/ou la compressibilité du gaz augmente.


Les fréquences des ondes sonores perceptibles par l'être humain se situent approximativement entre 20 Hz et 20 kHz.

En-dessous de ces valeurs, on se situe
- dans la plage des infrasons - que les éléphants, par exemple, utilisent pour communiquer à grande distance - et au-dessus,
- dans celle des ultrasons - que les chiens et les chats sont capables d'entendre.

Il existe d'autres caractéristiques physiques du son comme :
- son intensité, exprimée en décibels (dB), correspondant à l'amplitude de l'onde qui lui est associée ;
l'intensité d'un son peut être à l'origine de nuisances sonores ; ainsi, le niveau d'une conversation animée peut atteindre les 60 dB, et le seuil de la douleur se situe à environ 130 dB.

- le timbre, qui est lié à la forme de l'onde ;
les ondes sonores, en effet, ne se représentent généralement pas à l'aide de sinusoïdes parfaites.

ii. l'éther.

La conception de la lumière du Soleil comme "ondulation" a incité les physiciens à imaginer un milieu de propagation, à savoir l'éther.

Soit dit en passant, à partir de 1924, le physicien allemand Winfried Otto Schumann (1888 - 1974) effectua des recherches qui portaient sur la propagation des ondes dans les nuages de charges électriques en mouvement (plasmas) (cf. http://www.spirit-science.fr/doc_terre/Schumann.html ).

Ensuite, de 1952 à 1957, il travailla sur la propagation des ondes électromagnétiques dans l'espace entourant la Terre.
Ce sont ces ondes qui furent plus tard dénommées ondes de Schumann.

Comme les savants de son époque, Schumann savait que des décharges électriques produisaient des ondes électromagnétiques.

b. onde électromagnétique.

Il convient de bien distinguer
- le rayonnement électromagnétique, qui est un phénomène naturel, et
- l'onde électromagnétique, qui est une des représentations du phénomène.

Une autre représentation du phénomène — représentation quantique (ou corpusculaire) — prend en compte l'existence du photon.


La grande avancée théorique de la notion d'onde fut la synthèse
- des lois de l'électromagnétisme par James Clerk Maxwell 1831-79 (ses équations prédisaient l'existence d'ondes électromagnétiques...), et
- leur vitesse,
permettant l'hypothèse que la lumière fût une onde électromagnétique. 

i. La lumière du Soleil, système/ensemble d'ondes.

Onde par excellence, il y a la "lumière" du Soleil.

La "théorie ondulatoire" de la lumière a été principalement développée par Huygens dans les années 1670, puis par Augustin Fresnel (1788-1827).

Huygens travaillait principalement sur les lois de réflexion et de réfraction,
Fresnel développa notamment les notions d'interférence et de longueur d'onde. 

Une onde lumineuse est une onde électromagnétique dont la longueur d'onde correspond au spectre visible de l'homme, soit environ entre les longueurs d'onde ... 400 et 800 nanomètres (cf. http://www.astronoo.com/fr/articles/lumieres-du-soleil-et-longueurs-d-onde.html ).

Aujourd'hui, onde et corpuscule (photon) cohabitent...

ii. les "ondes radio"

En 1886-1888, Heinrich Rudolf Hertz (1857-94) a mis en évidence les "ondes radio" par le biais de l'expérience de Hertz.

Elles seront appelées « ondes hertziennes » en son honneur:
     - de longueurs d'onde              1 m – 100 000 km ou      
     - de fréquences         300 MégaHz – 3 Hz.

L'invention de la "radio" qu'on connaît aujourd'hui est ainsi parti
- de la découverte des ondes électromagnétiques, et
- de l'invention du télégraphe.

Elle a abouti aux premiers matériels utilisables pour communiquer sans fil          

1840 : Samuel Morse (1791-1872) brevette le télégraphe électrique, son assistant Alfred Vail invente un code des données, dit "Morse". 
 
iii. Le transistor.

Soit dit en passant, à la suite des travaux sur les semi-conducteurs, les Américains John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain, chercheurs des Laboratoires Bell ont inventé le 23 décembre 1947 le transistor.

Le terme "transistor" provient de l’anglais "transfer resistor" (résistance de transfert).
Il a été sélectionné par un comité directeur de vingt-six personnes des Bell Labs le 28 mai 1948, parmi les noms proposés suivants :
- semiconductor triode,
- surface states triode,
- crystal triode,
- solid triode,
- iotatron,

- transistor.

Pour des raisons commerciales, il fallait un nom court, sans équivoque avec la technologie des tubes électroniques, et le mot "transistor" fut retenu. 

Par métonymie, le terme "transistor" désigne souvent les récepteurs radio équipés de transistors (originellement appelés "poste à transistors").

Le transistor est considéré comme un énorme progrès face au tube électronique qui régnait alors:
- beaucoup plus petit, plus léger et plus robuste,
- fonctionnant avec des tensions faibles,
- autorisant une alimentation par piles,
il fonctionne presque instantanément une fois mis sous tension,
contrairement aux tubes électroniques qui
- demandaient une dizaine de secondes de chauffage,
- généraient une consommation importante et
- nécessitaient une source de tension élevée (plusieurs centaines de volts).

Dès qu’il y a un choix plus complexe que "ouvert/fermé" dans un appareil électronique, un transistor entre en jeu.
cf. Vaclav Smil (2006) Transforming the Twentieth Century: Technical Innovations and Their Consequences, Oxford University Press. 

Le nombre de transistors a considérablement augmenté pendant que sa taille diminuait, suivant en cela la Loi de Moore.
En 2018, on atteignait18 milliards de transistors pour une surface de 398mm2 (cf. "Qualcomm Datacenter Technologies Announces Commercial Shipment of Qualcomm Centriq 2400 – The World's First 10nm Server Processor and Highest Performance Arm-based Server Processor Family Ever Designed | Qualcomm". Qualcomm).


Après l'invention du circuit intégré en 1958, qui groupait en un petit volume plusieurs transistors et composants, des savants ont inventé en 1969  le microprocesseur, qui permet à des milliers de transistors de fonctionner en harmonie sur un support, ce qui fut une révolution pour l’informatique moderne.

iv. Autres ondes électromagnétiques.

Toutes ces ondes ne doivent pas cacher les ondes d'autres longueurs inférieures (< 1m) aux ondes radio, trouvées par la suite:

Micro-ondes         1 mm - 1 m 
                             ou 300 GigaHz - 300 MHz
Rayons submillimétriques (ou Térahertz) 
                           0,1 mm - 1 mm
                           ou 3 THz - 300 GHz

Rayons infrarouges    
                          750 nm – 0,1 mm
                           ou 400 THz – 3 THz     
Lumière visible       
                          390 nm – 750 nm
                           ou 770 THz – 400 THz  
Rayons ultraviolets     
                            10 nm – 390 nm 
                            ou   30 PHz – 750 THz

Rayons X           10 pm – 10 nm   
                            ou 30 EHz – 30PHz            
Rayons gamma    < 10 picomètres 
                             ou       > 30 ExaHz       


4. Les "trous noirs".

Au XXème siècle, les physiciens ont imaginé la notion de "trou noir" avant de le découvrir dans la réalité.

Ils ont mis du temps avant de les considérer comme des "objets" du monde réel (cf. https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-supermassif-event-horizon-telescope-faisons-connaissance-trous-noirs-sagittarius-a-m87-75664/ ).

Rejetés par Einstein qui les regardait comme une « catastrophe » pour sa théorie de la relativité générale, ils n’ont pris corps que tardivement – leurs propriétés étant d’ailleurs dévoilées par les mathématiques plutôt que par les télescopes -.

Et pourtant, aucun astrophysicien ne doute sérieusement de leur existence !

Un "trou noir" vient d'être photocopié effectivement en 2019 (https://www.lepoint.fr/sciences-nature/la-toute-premiere-photo-d-un-trou-noir-en-passe-d-etre-devoilee-09-04-2019-2306656_1924.php et  https://www.cieletespace.fr/actualites/event-horizon-telescope-la-promesse-d-une-image).    


5. Les informations.

La notion d'"information" n'en finit pas de voir ses définitions s'accroître en nombre.

Il arrive même qu'elle soit confondue avec la notion d'"onde".

Il y a près de cinquante ans, Fritz Machlup (1902-1983) écrivait que :

"Quand un terme possède tant de significations que nous ne savons jamais ce que veulent dire ceux qui l'emploient, il faudrait
- soit le supprimer du vocabulaire du spécialiste,
- soit le "purifier" des connotations qui nous embrouillent."

Comme je crois qu'il est impossible d'exclure les mots "équilibre" et "déséquilibre" du discours économique, je propose de les soumettre à un travail de nettoyage approfondi." (Machlup, F., 1958, The Economic Journal, Vol. LXVIII, Mars)


Et Machlup d'ajouter (cf. http://blog.georgeslane.fr/category/Ignorance-action-humaine-et-duree/page/85 ):
 

"En essayant d'accomplir cette tâche, je ne prendrai pas en compte les significations de ces expressions dans d'autres disciplines." (ibid.)


L'objet que Machlup avait en ligne de mire dans le texte était la notion d'"équilibre en économie" qu'il n'a pas hésité à "désosser" et sur quoi s'était penché, vingt ans plus tôt, dans une perspective voisine, Arthur Marget (1899-1962) dans un article du Journal of Political Economy (Vol. 43, No. 2 (Apr., 1935), pp. 145-186).


Il en est ainsi de la notion d'information.

On parlera d'information "donnée", d'information émise ou reçue... quand elle n'est pas confondue à un paiement, à une transaction, etc.

La notion d'information s'ajoute, aujourd'hui, au nombre des notions en définitive non définies.


6. Un dernier mot (provisoire).

Rien ne justifie d'envisager l'économie politique au travers de la caricature proposée par Smith comme c'est le cas aujourd'hui, un cas qui abrite le "matérialisme historique" de sa disparition!

Quitte à l'accepter, au lieu d'en rester à la combinaison physique "matière-durée" qui a débouché sur la distinction des objets et des services, il conviendrait de s'intéresser, au moins autant, à la combinaison "matière-onde" plutôt que de continuer à la mettre de côté ainsi que les découvertes actuelles...






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