BAZELE FIZICII PRAGMATICE

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LES LOIS GENERALES DE LA PHYSIQUE
EUGENIU POTOLEA
Résumé. On fait distinction entre deux théories de la physique: traditionnelle et
pragmatique. La théorie traditionnelle énonce des lois et des principes de la physique mais ne
formule pas des critères de sélection. La théorie pragmatique établit des règles pour
énoncer les lois et les principes physiques et démontre que le système des lois générales
est unique, conformément au principe du déterminisme.
1. INTRODUCTION
Les ouvrages traditionnels [1], [2], [3] énoncent des lois et des principes de la
physique mais ne formule pas des critères de sélection. La mécanique énonce la loi de
mouvement comme une postulat mais l’électrodynamique énonce des théorèmes (du flux
magnétique et de conservation de la charge électrique) comme des lois générales.
La théorie pragmatique de la physique est une synthèse récente des connaissances
de physique. Dans les ouvrages [4], [5], [6] sont énoncée les lois générales (10 lois) et les
plus importantes lois de matérielle (11 lois) de la théorie macroscopique. Ces lois doivent
être appris et appliqués dans la pratique. Le reste de la physique pragmatique est
raisonnement déductive et mathématique.
Les bases théoriques de la physique pragmatique sont des principes
épistemologyques, délivrées des conceptions traditionnelles, mais les bases
expérimentales de la physique pragmatique sont assumées de la physique traditionnelle.
Quelques notions pragmatiques sont radicalement dissemblables de celles traditionnelles.
On présente trois exemples.
La force est identifiée comme grandeur physique universelle dans la théorie
pragmatique mais elle est définie comme grandeur de la mécanique dans la théorie
traditionnelle. Le produit force × distance est appelé travail mécanique dans la théorie
traditionnelle même si la force est électromagnétique ou thermodynamique. L’acceptation
de la force comme grandeur physique universelle, de pair avec l’espace et le temps, c’est
le premier seuil psychologique qui doit être dépassé pour l’implémentation des
conceptions pragmatiques.
La masse est définit, dans la théorie traditionnelle, avec la proposition „La masse
est la mesure de l’inertie”. Conformément à la définition, la masse est un nombre parce

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que elle est la mesure d’une autre grandeur physique. La physique traditionnelle décrit
des phénomènes d’inerties mais ne définit pas l’inertie comme grandeur physique.
Le postulat physique est, dans la théorie pragmatique, une prévision scientifique,
confirmée expérimentalement mais non justifié théoriquement. Newton a postulé la loi de
la dynamique mais Maxwell a postulé l’expression de l’énergie des champs
électromagnétique. La physique pragmatique constate q’ils y a des postulats
traditionnelle qui peuvent être énoncées comme des lois ou des théorèmes mais des autres
postulat traditionnelles doit être repoussées parce q’elles empiète les lois et les principes
de la physique pragmatique (voir le chapitre 7).
2. DES PRINCIPES EPISTEMOLOGIQUES
En commencent avec ce chapitre, je m’adresse au lecteur comme chez un
collaborateur dans l’élaboration de la physique pragmatique. Nous commençons avec
l’épistémologie qui étude les méthode générales de connaissance de la nature. Nous
proposons des méthodes générales pour l’étude de la physique et nous les déclarons des
principes épistémologiques de la physique.
10. Deux formes d’existence de la matière. La matière existe en deux formes:
corps ou corps de substance et champs ou champs de forces. Un domaine d’espace sans
des corps s’appelle vide ou espace libre. Dans vide peuvent être superposées deux ou
beaucoup des champs des forces comme sont les champs: gravitationnel, électrique,
magnétique et électromagnétique.
Les deux formes de matière sont reconnues d’après deux propriétés générales: les
corps ne peuvent pas occuper simultanément le même espace mais les champs peuvent se
superposées. Ces propriétés sont déclarées des principes générales de la physique: le
principe d’impénétrabilité des corps et le principe de superposition des forces.
20. Deux hypothèses sur la substance. La substance peut être continue ou
discontinue. Les hypothèses déterminent la partition de la théorie physique dans deux
composantes: la théorie ou la physique macroscopique et la théorie ou la physique
microscopique.
L’hypothèse de la continuité implique l’existence des corps avec des dimensions
géométriques tant petites (des modèles physiques idéalisées de la théorie macroscopique).
L’hypothèse de la discontinuité implique l’existence des corps avec des dimensions
géométriques très petites mais finîtes (les particules élémentaires de la théorie
microscopique).
30. L’idéalisation des modèles physiques. Les informations sur la matière,
procurées par les sens humaines, permet la formation des notions indépendantes corps
dans espace et événement dans temps. L’indépendance des notions corps et événement
suggère l’indépendance des notions espace et temps avec les suivantes propriétés:
l’espace est infini, tridimensionnel, continu, homogène et isotrope mai le temps est non
limité, unidimensionnel, continu, homogène et irréversible.
L’espace et le temps sont des notions primaires, indispensables pour l’idéalisation
des modèles physiques de la théorie pragmatique de la physique. Nous attachons la

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notion primaire la force que nous la percevons comme une grandeur physique
d’interaction entre les corps. Seulement après l’énonciation des lois générales de la
physique, nous réalisons l’existence des forces spécifiques: gravitationnels,
électromagnétiques, thermodynamiques.
Les premières modèles physiques idéalisées sont les éléments statiques de la
géométrie euclidienne: le point, la droite, le plan. Les suivantes modèles physiques
idéalisées sont les éléments de la cinématique qui étude les mouvement des point dans
l’espace sans sent les causes des mouvement. Les derniers modèles physiques idéalisées
sont conçus pour l’énoncée des lois générales de la physiques dans trois domaines de la
théorie macroscopique: mécanique, thermodynamique, électrodynamique.
40. Les lois physiques. La physique macroscopique sélecte deux classes des lois
physiques: générales et de matérielles. Les lois générales s’énoncent pour des modèles
physiques idéalisés mais les lois de matérielle s’énoncent pour des modèles physiques
concrets. Les lois générales de la théorie macroscopique sont les lois générales de la
physique parce que la théorie microscopique énonce seulement des lois de matériel.
Les modèles physiques idéalisées de la théorie macroscopique sont: 1) des point
matérielles dans vide pour la mécanique, 2) des ponctuelles charges électriques dans vide
et des filiformes courants électriques dans vide pour électrodynamique, 3) un gaz parfait
pour thermodynamique. Des détails sur les modèles sont données dans les chapitres 5, 6.
L’énoncé d’une lois physique, générale ou de matériel, nécessite parcourir les trois
marche essentielles du processus de la connaissance: a) l'accumulation des observations
(la marche sensoriel), b) l’émission de l’hypothèse scientifique (la marche rationnelle) et
c) la vérification dans la pratique (le critère de la vérité).
50. Des principes physiques. Nous sélectons deux classes de principes physiques –
spécifiques et générales – corrélées avec deux niveaux des connaissances sur la nature.
Les principes physiques, énoncés d’après une étape d’accumulation des connaissances,
servent à la vérification des nouvelles connaissances.
Des principes physiques spécifiques. L’énoncé d’une principe physique spécifique
dans mécanique, électrodynamique, thermodynamique, nécessite parcourir les trois
marche du processus de la connaissance avec un niveau supérieure des connaissances.
Dans la première marche, nous utilisons les lois générales et nous démontrons un
théorème de conservation d’une fonction d’état pour des modèles physiques idéalisées.
Dans la deuxième marche, nous admettons l’hypothèse que le théorème de conservation
est valable aussi pour des modèles physiques concrets. D’après la confirmation
expérimentale de l’hypothèse, nous énonçons le principe de conservation qui généralise
le théorème de conservation.
Des principes physiques générales. L’énoncé d’un principe physique général
nécessite l’analyse des lois et des phénomènes physiques pour extraire des propriétés
générales de la matière. Ainsi on énonce des principes a propos de: l’impénétrabilité des
corps, la superposition des forces, l’action et la réaction des forces, la cognoscibilité de la
matière, le déterminisme des phénomènes.
60. Des approximations et des itérations. La théorie de la physique est élaborées
par de approximations et itérations successives sur les connaissances. La théorie
macroscopique est la première approximation de la physique pragmatique mais la théorie
microscopique c’est la deuxième approximation de la physique pragmatique.

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La théorie macroscopique peut être élaborée dans six itérations: 1) l’itération zéro,
2) la premier itération des lois générales, 3) la deuxième itération des lois générales, 4)
l’énoncé des lois de matériel, 5) l’énoncé des principes physiques spécifiques, 6) la
démonstration des théorèmes pour des applications pratiques.
La théorie microscopique est élaborée comme une continuation de la théorie
macroscopique. Les lois générales et les grandeurs primitives de la théorie
macroscopique sont extrapolées dans la théorie microscopique avec quelques adaptations.
La théorie microscopique commence avec l’identification des entités microscopiques
(molécules, atomes, nucléés, particules élémentaires), continu avec l’énoncé des lois de
matériel et finit avec la démonstration analytique des lois de matériel des théories
macroscopique et microscopique.
3. LA TEORIE DES GRANDEURS PHYSIQUES
La théorie de la physique est la théorie de grandeurs physiques, qui dépende de la
théorie des lois physiques, conformément à les principes épistémologiques. On
commence avec l’étude des grandeurs physique mais nous appelons aussi à des
connaissances de la théorie des lois physique.
10. Des définitions et des conventions. La systématisation des connaissances sur
des grandeurs physiques nécessite beaucoup des définitions et des conventions. Les
aspectes formelles sont inépuisable et toujours perfectibles.
La grandeur physique est une propriété susceptible de deux déterminations:
qualitative et quantitative. Nous appelons à la théorie des structures algébriques pour
définir les notions qualité et quantité. On dit que la grandeur physique A est détermine
qualitative et quantitative si:
A = ≈ Av Au oú Av N et Au A (1)
Le signe = ≈ se lit égale équivalent avec deux précisions: 1) égalité pour la
détermination quantitative Av N, oú N est le système des nombres réelles et 2)
équivalence pour la détermination qualitative Au A, oú A est la classe d’équivalence ou
la qualité du grandeur physique. La détermination quantitative Av s’appelle valeur
numérique ou mesure de la grandeur physique A mais la détermination qualitative Au
s’appelle dimension physique ou unité de mesure. La dimension physique et l'unité de
mesure sont des notions abstracts, équivalents, qui peut être représentées concrètement
par un objet: l’étalon de mesure.
La qualité d’une grandeur physique est invariante et indestructibles. La quantité
d’un grandeur physique varie continu de zéro a l’infinie (dans la théorie macroscopique)
mais varie discontinu et dans des limites finies (dans la théorie microscopique). Les
classes d’équivalences des grandeurs physiques, associées avec des qualités ou des
dimensions physiques, sont, par exemple: la distance r, le temps t, la force F. Les
grandeurs physiques concrètes, t1, t2 ou r1, r2 ou F1, F2, déterminées qualitative et
quantitative, forment des espèces des grandeurs physiques t, r, F qui sont des notions
abstracts.
Une loi physique ou un théorème physiques est une relation entre des grandeurs
physiques concrètes, déterminées qualitative et quantitative. On présente, par exemple,
un théorème de l’électrodynamique dans deux formes conventionnelle, implicite et
explicite:

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dt
dq
i
et
dt
dq
i
(2)
On dit que la première forme de (2) est implicite mais la deuxième forme de (2)
est explicite. On exprime i, q, t comme des grandeurs physiques (1) et on utilise la
variante explicite (2) de quelle on sépare deux relations associées, égalité pour la
détermination quantitative et équivalence pour la détermination qualitative:
v
v
vdt
dq
i
et
u
u
ut
q
i
(3)
La relation d’égalité entre des valeurs numériques (3) est différentielle aussi
comme la relation implicite (2) mais la relation d’équivalence entre des unités de mesure
(ampère, coulomb, seconde) est algébrique (3). Nous répétons la démonstration pour une
relation implicite de la forme algébrique U = R I et nous obtenons deux relations
algébriques associée: Uv = Rv Iv et Uu ≈ Ru Iu. Les observations sont utiles pour établir
une convention simplificatrice. Nous écrivons les relations entre les grandeurs physiques
(les lois physiques, des théorèmes physiques) dans le formes implicites, analogues avec
les relations entre les quantités et ajoutons les relation d’équivalence seulement dans les
opérations avec des qualité (des unités de mesures).
Nous faisons distinction entre deux méthodes de détermination, qualitative et
quantitative, d’un grandeur physique: la définition et l’identification. La définition d’une
grandeur physique est une opération théorique, rationnelle, qui a comme résultat, soi une
proposition, appelé définition, soi une relation, appelée relation de définition.
L’identification d’une grandeur physique est une action pratique et rationnelle dans deux
variantes: expérimentale et analytique. L’identification expérimentale est concrétisée par
les résultats: une classe d’équivalence, un étalon de mesure et la mesure (un nombre réel)
L’identification analytique est finalisée par la définition de l’unité de mesure et par le
calcule analytique (numérique) de la mesure.
La théorie pragmatique sélecte trois système des espèces des grandeurs physiques:
primaires, primitives et dérivées qui sont définies en fonction des les premières. Dans ce
qui suit nous donnons des détails sur les systèmes des espèces des grandeurs physiques
primaires et primitive. Pour simplifier l’expose, nous utilisons, parfois, la notion
générique grandeur physique au lieu d’espèce des grandeurs physiques ou d’élément
concrète de l’espèce.
20. Les grandeurs physiques primaires s’identifies qualitativement à l’aide de la
perception mais s’identifies quantitativement à l’aide de la raison et la perception.
L’identification qualitative signifie l’identification des dimensions physiques comme: la
distance entre deux corps, la durée entre deux événements, la force d;interaction entre
deux corps, la température (empirique) entre deux corps et d’autres. L’identification
quantitative implique trois actions pratique sous la commande de la raison: élire un
étalon, établir la méthode de mesurage et le mesurage.
On définit deux grandeurs physiques dérivées des grandeurs physiques primaires:
le vecteur de position
r
et le vecteur force
F
. Dans le quatrième chapitre (L’itération
zéro) on définit des autres grandeurs dérivées, comme fonction des grandeurs primaire.
30. Les grandeurs physiques primitives sont les grandeurs physiques nécessaires
et suffisant pour l’énonciation des lois générales de la physique macroscopique. La