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(147 Biographies à ce jour)
Prix
Nobel
Médaille
de Fields
Soyez
informés des lauréats des prix Nobel (physique, chimie,
économie), médaille de Fields, prix du CNRS... en
cliquant sur les liens ci-dessus.
Cette page présente
une poignée d'hommes qui postulent une étrange renommée.
Selon les règles de l'histoire qu'on enseigne à l'école
primaire, ils n'existent pas, ils n'ont commandé aucune
armée,
ils n'ont envoyé personne à la mort, ils n'ont dirigé
aucun empire et ils n'ont eu qu'une part minime dans les grandes
décisions historiques. Certains ont acquis quelque célébrité,
mais aucun ne fut jamais un héros national. Pourtant leur
oeuvre a davantage influencé le cours de l'histoire que
bien des actes accomplis par des hommes d'état auréolés
d'une gloire très supérieure. Elle a produit plus
de boulversements que le va-et-vient des armées en bataille
par-dessus les frontières, elle a fait plus pour le
bonheur ou le malheur que les édits des rois et des
assemblées.
Car leur oeuvre, c'est d'avoir façonné l'esprit de
l'homme.
Qui propage ses idées manie un pouvoir bien supérieur
à celui de l'épée ou du sceptre : aussi ont-ils
façonné et dirigé le monde. Pour la plupart,
ils n'ont pas levé le moindre petit doigt pour agir physiquement;
ils ont travaillé essentiellement en intellectuels, dans
le silence et l'oubli, sans se soucier outre mesure du monde
environnant.
Mais, dans leur sillage, des empires se sont écroulés
et des continents disloqués, des régimes politiques
se sont soit renforcés soit érodés, les
classes se sont dressés les unes contre les autres, ainsi
que les nations. Non pas sous l'effet d'un noir complot, mais
de par la
puissance extraordinaire de leurs idées. Qui sont ces hommes
(femmes) ? : des savants, économistes, chimistes, biologistes,
mathématiciens, physiciens, informaticiens, ingénieurs,...
Les biographies
ci-dessous des scientifiques les plus connus à travers le monde
sont triées par ordre alphabétique. Si vous souhaitez que nous rajoutions
une entrée, il vous suffit de nous envoyer par e-mail les
nom et prénom de la personne concernée et la raison pour
laquelle vous aimeriez la voir figurer dans la liste ci-dessous.
Nous étudierons ensuite la proposition et prendrons la décision
qui s'impose quant au choix de l'insérer.
A B C
D E F G
H I J K L
M N O P
Q R S T U
V W X Y Z
Les tailles des biographies ne sont pas proportionnelles au nombre
d'articles publiés ou découvertes effectuées, mais à la quantité
d'informations trouvées sur ces personnages sur l'Internet ou dans
la littérature.
La liste n'est pas exhaustive mais son objectif est rendre hommage
et de se remémorer les grands hommes qui ont fait des sciences
pures et exactes ce qu'elles sont aujourd'hui et qui ont consacré
une partie ou l'entier de leur vie à la des sciences, l'art
le plus contraint.
Attention! En physique (aussi bien qu'en mathématique)
qu'une théorie, une équation, une constante ou autre
porte rarement le nom de son vrai inventeur. Ce fait est largement
connu dans la chez les scientifiques et est souvent source
de moqueries de la communauté.
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Alembert,
Jean le Rond (1717-1783), enfant naturel d'un commissaire
d'artillerie, abandonné sur les marches de la chapelle parisienne
de Saint-Jean-Le-Rond, le futur grand philosophe, mathématicien
et physicien est recueilli par un vitrier qui recevra secrètement
une pension pour subvenir à l'éducation du jeune garçon qui
étudiera brillamment le droit, la médecine et les mathématiques.
Suite à la publication de divers mémoires (sur le calcul intégral,
sur la réfraction des corps solides), d'Alembert entre à l'Académie
des sciences (1741). On lui doit le célèbre principe de la quantité
de mouvement, dit "principe de d'Alembert" dans son Traité
de dynamique (1743). En
astronomie, il est l'auteur (1749) d'un traité sur la précession
des équinoxes qu'il explique au moyen de la théorie de la gravitation
universelle de Newton et d'une solution partielle au problème
des trois corps. D'Alembert établit aussi une théorie mathématique
des cordes vibrantes en étudiant la nature composite du son
(harmoniques). |
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Ampère,
André-Marie (1775-1836)
à 18 ans il connaît la majeur partie des oeuvres mathématiques
de son temps. Mathématicien de premier ordre, il montre comment
l'on doit utiliser cette science, qu'il considérait comme une
branche de la philosophie, à l'étude des découvertes des faits
physiques pour en donner une relation définitive. En quelques
semaines, Ampère établit les bases de toute une science à laquelle
il donne le nom d'électromagnétisme. Il cherche à comprendre
le magnétisme des aimants et en tire un hypothèse de "courants
particulaires" (orbites électroniques et orientation du spin
aujourd'hui).Il établit également l'égalité du nombre de molécules
dans des volumes égaux de Gaz de natures différentes, mais mesurés
dans des conditions identiques de température et de pression
(observation expérimentale de Gay-Lussac). |
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Archimède, De Syracuse (287-212 av. J.-C.), mathématicien
et ingénieur grec célèbre à la fois comme mécanicien théoricien
et comme constructeur de machines. Archimède de Syracuse eut
une production mathématique exceptionnelle, dont une partie
nous est parvenue dans des traités comme Sur la sphère
et le cylindre; la Mesure du cercle; la Quadrature
de la parabole; Des spirales; Des conoïdes et
sphéroïdes; la Méthode, Des corps flottants...
C'est à partir de ses travaux mécaniques que les principales
anecdotes le mettant en scène, comme celle du levier ou du
bain, vont se constituer. La célèbre maxime : «Donnez-moi
une place où me tenir et je mettrai la terre en mouvement»
est un écho populaire de la contribution archimédienne à la
statique, exposée dans le traité des Équilibres. Archimède
démontre la
loi du levier,
introduit la notion fondamentale de centre de gravité, et
détermine ces barycentres pour les principales figures géométriques
planes. Il en est de même pour l'anecdote d'Archimède, jaillissant
nu de son bain, en criant «Eurêka»,
parce qu'il venait, dit-on, de trouver le moyen de résoudre
le problème que lui avait posé le roi Hiéron. En fait, le
récit est une mise en scène spectaculaire de la découverte
du principe fondamental de l'hydrostatique (communément appelé
depuis "principe
d'Archimède").
En géométrie, l'œuvre d'Archimède développe celle d'Eudoxe
de Cnide telle que nous la connaissons par le livre XII des
Éléments d'Euclide : il s'agit de comparer les mesures
des figures planes et solides, en particulier des figures
curvilignes. Ainsi Archimède démontre que le volume du cylindre
circonscrit à une sphère est égal à une fois et demie le volume
de celle-ci et que la surface latérale du cylindre est égale
à celle de la sphère ou quatre fois la surface d'un grand
cercle. Donc, si l'on sait calculer la surface du cercle,
on connaîtra celle de la sphère, du cylindre, son volume et
celui de la sphère, etc. En plus des résultats déjà cités,
Archimède a réussi la quadrature d'un segment de parabole
(il est égal aux quatre tiers du triangle inscrit qui a même
base et hauteur) et la cubature de certains conoïdes et sphéroïdes
(solides de révolution engendrés par une portion de conique).
Son résultat le plus célèbre est cependant le plus simple
et concerne le cercle. Archimède ramène sa quadrature à un
autre problème: la rectification de sa circonférence, c'est-à-dire
«trouver
une ligne droite égale qui lui soit égale»,
problème qu'il résout à l'aide d'une courbe géométrique qu'on
appelle désormais "spirale
d'Archimède".
En outre, il calcule des valeurs approchées du rapport circonférence/diamètre
(ce que nous appelons le nombre "Pi"). |
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Avogadro,
Amedeo conte di Quaregna e di Ceretto (1776-1856),
Fils d'un magistrat de Turin, Amadeo Avogadro commence par
suivre la voie paternelle. Il passe une licence de droit en
1795 et s'inscrit au barreau de sa ville natale. Mais son
goût pour la physique et les mathématiques, auxquelles
il n'a cessé de s'intéresser en solitaire, le
pousse à entamer sur le tard des études scientifiques.
En 1809, il fait une communication à l'Académie
royale de Turin ; le succès qu'il remporte grâce
à elle lui permet d'obtenir un poste de professeur
au Collège royal de Verceil. En 1820, l'Université
de Turin crée pour lui une chaire de physique qu'il
gardera jusqu'à la fin de sa vie. C'est en étudiant
les lois régissant la compression et la dilatation
des gaz qu'Avogadro énonce en 1811 l'hypothèse
restée célèbre sous le nom de "loi
d'Avogadro". Reposant sur la théorie atomique
de Dalton et la loi de Gay-Lussac sur les rapports volumiques,
la théorie d'Avogadro indique que deux volumes égaux
de gaz différents, dans les mêmes conditions
de température et de pression, contiennent le même
nombre de molécules. Sous son apparente simplicité,
cette loi comporte des implications importantes ; grâce
à elle, il devient possible de déterminer la
masse molaire d'un gaz à partir de celle d'un autre.
Mais les chimistes de l'époque, plus intéressés
par les expériences, boudent quelque peu les études
théoriques d'Avogadro qui ne seront d'ailleurs universellement
reconnues que cinquante ans plus tard. Le nom d'Avogadro reste
également lié à celui du nombre d'Avogadro
(6.023.10E23) indiquant le nombre de molécules contenues
dans une seule mole. |
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Bachelier,
Louis (1870-1946) est né au Havre dans une famille de négociants.
Il apparaît à sa majorité sur les listes électorales du Havre
en 1892 comme représentant de commerce à la même adresse professionnelle
que son père. Après avoir effectué son service militaire, à
l'âge de 22 ans il reprend ses études à la faculté des sciences
de Paris. Elles sont couronnées par une licence ès sciences
en 1895 (mention passable) et par la soutenance en 1900 de sa
non moins fameuse et méconnue thèse de doctorat en mathématiques.
Bien que cette thèse soit considérée aujourd'hui comme un travail
précurseur en théorie des probabilités et en théorie financière,
elle ne vaut à l'époque à son auteur qu'une mention honorable.
De 1913 à 1914 Bachelier dispensa un cours libre de théorie
des probabilités appliquées à la mécanique, la balistique et
la biométrie. Il fut également chargé de conférences supplémentaires
sur les mathématiques générales de 1913 à 1914. Ce
n'est qu'après la guerre de 1914-1918 qu'il obtient un premier
poste de chargé de cours à la faculté des sciences de Besançon.
Après divers remplacements à Dijon puis à Rennes, il revient
à Besançon en 1927 comme professeur titulaire de la chaire de
calcul différentiel et intégral, poste qu'il occupe jusqu'à
sa retraite en 1937. Louis Bachelier a parmi ses nombreux travaux
été le premier a avoir introduit la continuité dans les problèmes
de probabilité en prenant le temps comme variable. En particulier,
il a élaboré une théorie mathématique du mouvement brownien
cinq ans avant Albert Einstein. Il est également bien avant
Norbert Wiener, le premier à avoir défini la fonction du mouvement
brownien et donné un grand nombre de ses propriétés. |
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Banach,
Stefan (1892-1945) mathématicien polonais qui a posé les
bases de l'analyse fonctionnelle. Né à Cracovie en 1892, en
Autriche-Hongrie (actuellement ville polonaise). Banach fit
ses études secondaires à Cracovie; il se révéla particulièrement
brillant en mathématiques et en sciences naturelles, mais son
désintérêt pour les autres matières l'empêcha d'obtenir les
meilleures mentions.
La vie (au moins mathématique) de Banach va basculer
au printemps 1916, quand il rencontre Steinhaus à Cracovie.
Avec Otto Nikodym, ils décident de fonder une société mathématique.
La recherche mathématique de Banach commence là. Son premier
article est cosigné avec Steinhaus. Steinhaus lui avait parlé
d'une propriété qu'il ne parvenait pas à démontrer, et après
quelques jours de réflexion, Banach exhiba un contre-exemple.
Il est difficile de dire ce qu'il serait advenu de l'activité
mathématique de Banach sans la rencontre avec Steinhaus, mais
toujours est-il qu'il entama à compter de celle-ci une recherche
intense et fructueuse. Banach
retourne à Lvov en 1920 où un poste d'assistant lui est proposé.
Il soutient sa thèse en 1922, et c'est dans cette thèse qu'apparaissent
pour la première fois la notion d'espace de Banach, qu'y sont
démontrés les théorèmes fondamentaux sur ces objets, où on y
évoque la topologie faible... Bref, cette thèse marque la naissance
de l'analyse fonctionnelle.
En 1929, il fonde avec Steinhaus la revue mathématique
Studia Math, consacrée au développement de l'analyse
fonctionnelle, et en 1939 il est élu président de la société
mathématique de Pologne. En 1945, peu avant la fin de la Seconde
Guerre Mondiale, il décède d'un long cancer. De nombreux théorèmes
sont associés au nom de Banach, qu'il les ait démontrés lui-même,
ou qu'ils fassent référence à ces idées. Citons entre autres
: le théorème de Hahn-Banach de prolongement des formes linéaires
continues, le théorème de Banach-Steinhaus, de Banach-Alaoglu,
le théorème du point fixe de Banach, ainsi que le paradoxe de
Banach-Tarski. |
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Bell, John (1928-1990)
fut dès la plus petite enfance attiré par les livres traitant
des sciences. À cause de problèmes financiers familiaux il
ne put poursuivre immédiatement des études académiques. Il
travailla donc pendant une année en tant que technicien au
département de physique de l'université de Queen's à Belfast
avant de devenir étudiant en 1945 dans ce même département.
Il sortit premier de sa promotion en mathématiques-physique.
Bell trouva dans les années 60 une nouvelle inspiration dans
les bases de la théorie quantique, une matière supposée épuisée
par les résultats de la discussion de Bohr-Einstein trente
ans plus tôt, et ignorée par pratiquement tous ceux qui ont
employé la théorie quantique entre-temps. Effectivement, Bell
était intrigué par les incertitudes quantique de Heisenberg
et voulait creuser le sujet en montrant que la discussion
de tels concepts comme le "réalisme", le "déterminisme" et
la "localité" pouvaient êtres affiliés dans un rapport mathématique
rigoureux: "les inégalités de Bell" vérifiables expérimentalement.
Bell poussa très loin les doutes qu'il avait sur les principes
d'incertitudes au point qu'il en irrita même son professeur
(Sloane) qui lui fit remarquer que maintenant il allait un
peu trop loin! Bell attendit son travail de thèse pour développer
ses idées. Malheureusement à nouveau à cause de problèmes
financiers, il du repousser ses recherches à plus tard et
joindre le centre anglais de recherche atomique à Harwell.
Pendant sa carrière il épousa une femme (Mary Bell) qui l'aida
dans le développement de ses travaux sur les principes fondamentaux
de la théorique quantique. C'est en 1951 avec Rudolf Peierls
que Bell développa sa célèbre théorie C.P.T. (Charge,
Parity, Time). Malheureusement pour Bell, Gerhard
Lüders et Wolfgang Pauli arrivèrent au même résultat dans
la même période et c'est à eux que furent attribué les crédits
de la découverte. Les développements théoriques de Bell sont
à l'origine de la cryptographie et de la théorique de l'information
quantique. L'attention à la théorie quantique de l'information
a énormément augmentée au cours des dernières années, et le
sujet semble sûr d'être l'un des secteurs scientifiques dont
la croissance sera la plus importante au 21ème siècle.
Un autre travail de première importance de Bell en 1969 fut
la participation au développement de "l'anomalie A.B.J." (Adler-Bell-Jackiw)
dans la théorie quantique des champs. Ces trois physiciens
montrèrent que le modèle algébrique standard contentait une
erreur. Effectivement la quantification du modèle des champs
brise une symétrie. Bell fut nommé pour le prix Nobel, qu'il
aurait certainement obtenu s'il n'était pas décédé d'une attaque
cérébrale en 1990. |
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Bernoulli,
Daniel (1700-1782), savant
suisse qui découvrit les principes de base du comportement
d'un fluide. Il étudia l'écoulement des fluides et formula
le principe selon lequel la pression exercée par un fluide
est inversement proportionnelle à sa vitesse d'écoulement.
Il utilisa des concepts atomistes pour ébaucher la première
théorie cinétique des gaz, en exprimant leur comportement
en termes de probabilités sous des conditions particulières
de pression et de température. On peut le considérer comme
l'un des fondateurs de l'hydrodynamique. |
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Bessel,
Friedrich (1784-1846) Né à Minden en Westphalie, Bessel
commença à travailler très jeune comme commis. Attiré par
la navigation maritime, il s'intéressa aux observations
nautiques, construisant lui-même son sextant et étudiant l'astronomie
à ses heures de liberté. Il calcula la trajectoire de la comète
de Halley, résultat qui fut immédiatement publié et lui permit
d'obtenir, en 1806, un emploi d'assistant à l'observatoire
de Lilienthal. En 1810, il devint directeur du nouvel observatoire
de Königsberg, tout en poursuivant des études mathématiques.
Il dut enseigner les mathématiques à ses étudiants en astronomie
jusqu'en 1825 (date à laquelle Jacobi vint enseigner
cette matière à Königsberg). Toute sa vie fut consacrée à
l'astronomie (il écrivit plus de 350 articles) et, peu
avant sa mort, il commença l'étude du mouvement d'Uranus,
problème qui devait aboutir à la découverte de Neptune. En
mathématiques, Bessel est connu pour avoir introduit les fonctions
qui portent son nom, les utilisant pour la première fois,
en 1817, lors de l'étude d'un problème de Kepler,
et les employant plus complètement sept ans plus tard pour
étudier les perturbations planétaires. |
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Bohr, Niels Henrik David
(1885-1962), physicien danois, prix Nobel en 1922,
pour sa contribution à la physique nucléaire et à la compréhension
de la structure atomique. La théorie de Bohr sur la structure
atomique, pour laquelle il reçut le prix Nobel de physique
en 1922, fut publiée entre 1913 et 1915. Son travail s'inspira
du modèle nucléaire de l'atome de Rutherford, dans lequel
l'atome est considéré comme un noyau compact entouré d'un
essaim d'électrons. Le modèle pose en principe que l'atome
n'émet de rayonnement électromagnétique que lorsqu'un électron
se déplace d'un niveau quantique à un autre. Ce modèle contribua
énormément aux développements ultérieurs de la physique atomique
théorique. |
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Boltzmann, Ludwig (1844-1906), physicien autrichien
qui contribua à établir les bases de la mécanique statistique.
Ayant
fait ses études à Vienne et à Oxford, il enseigna la physique
dans différentes universités allemandes et autrichiennes pendant
plus de quarante ans. Développant la théorie cinétique des
gaz, notamment à partir des travaux de Maxwell, il établit
que la seconde loi de la thermodynamique pouvait être obtenue
sur la base de l'analyse statistique. Calculant le nombre
de particules dotées d'une énergie donnée, il établit la statistique
dite de Maxwell-Boltzmann. Il exprima l'entropieS
d'un système en fonction de la probabilitéW
de son état. Il put aussi établir de manière théorique la
loi de Stefan relative au rayonnement d'un corps noir. Mais
il lui fallut expliquer comment les principes mécaniques,
où les phénomènes sont réversibles, pouvaient engendrer des
lois thermodynamiques décrivant des phénomènes marqués par
l'irréversibilité. Il avança l'idée que les évolutions irréversibles,
quoiqu'elles ne soient que des possibilités parmi d'autres,
sont si probables que ce sont pratiquement toujours elles
qui se produisent. |
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Boole,
Georges
(1815-1864) Mathématicien et logicien anglais, Boole est le
créateur de la logique symbolique. Né à Lincoln et fils d'un
petit commerçant, il reçut ses premières leçons de mathématiques
de son père, qui lui apprit aussi à fabriquer des instruments
d'optique. En dehors des conseils de son père et de quelques
années passées dans les écoles locales, Boole est un autodidacte.
Quand les affaires de son père déclinèrent, il fut obligé de
travailler pour aider sa famille et, dès seize ans, il enseigna
dans des écoles de village ; à vingt ans, il ouvrit sa
propre école à Lincoln. Pendant ses loisirs, il étudiait les
mathématiques à l'Institut de mécanique, créé vers cette
époque ; c'est là qu'il se familiarisa avec
les Principia de Newton, la Mécanique céleste de Laplace
et la Mécanique analytique de Lagrange et qu'il commença
à résoudre des problèmes d'algèbre supérieure. Boole soumit
au nouveau Cambridge Mathematical Journal une série d'articles
originaux dont le premier est Recherches sur la théorie des
transformations analytiques ; ces articles portaient sur
les équations différentielles et sur les invariants par transformation
linéaire. En 1844, il étudie les liens entre l'algèbre
et le calcul infinitésimal dans un important mémoire publié
dans les Transactions de la Royal Society, qui lui décerne une
médaille cette même année pour sa contribution à l'analyse
(c'est-à-dire l'utilisation de l'algèbre dans
l'étude des infiniment petits et grands). Développant
de nouvelles idées sur la méthode en logique et confiant dans
le symbolisme qu'il avait élaboré à partir de ses recherches
mathématiques, il publie, en 1847, un opuscule, Mathematical
Analysis of Logic, dans lequel il soutient que la logique
doit être rattachée aux mathématiques et non à la philosophie.
Bien qu'il n'eût aucun titre universitaire, Boole
fut, sur la base de ses publications, nommé en 1849 professeur
au Queen's College à Cork, en Irlande. Boole est un des
premiers auteurs anglais à écrire sur la logique ; il a
mis en évidence l'analogie entre les symboles algébriques
et ceux qui représentent les formes logiques et les syllogismes
en montrant que les symboles des quantités peuvent être isolés
de ceux des opérations. Avec Boole, en 1847 et en 1854, commence
l'algèbre de la logique, c'est-à-dire ce qu'on
appelle de nos jours l'algèbre de Boole. Dans son ouvrage
de 1854, Boole énonce complètement sa nouvelle méthode symbolique
d'inférence logique, qui permet, étant donné des propositions
contenant un certain nombre de termes, d'en tirer, par
traitement symbolique des prémisses, des conclusions qui étaient
logiquement contenues dans les prémisses. Il rechercha aussi
une méthode générale en calcul des probabilités, qui aurait
permis, à partir des probabilités connues d'un système
d'événements donnés, de déterminer la probabilité de tout
autre événement relié logiquement aux événements donnés. |
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Borel,
Émile
(1871-1956), reçu major à l'X et à ULM, il choisit cette dernière
et se consacre aux mathématiques. Il
fonda l'institut Henri-Poincaré et fut éludéputé de l'Aveyron
et maire de Saint-Afrique. Il étudie les mesures d'ensembles
et notamment, définit les ensembles de mesure nulle et l'ensemble
des boréliens, sur lequel on peut définir une mesure. Il se
tourne ensuite vers les probabilités et la physique mathématique.
Borel
est également considéré comme un mathématicien constructiviste.
Il fut à l'origine de la théorie des jeux stratégiques et de
la cybernétique que développeront von Neumann et Morgenstern.
Son élève Henri Lebesgue utilisera ses résultats en topologie
et théorie de la mesure pour sa théorie de l'intégration. |
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Bose,
Satyendranath
(1894-1974)
Mathématicien et physicien indien, connu pour ses contributions
à la théorie quantique. Né à Calcutta, Bose a fait ses études
au Presidency College de Calcutta. En 1924, il propose une description
statistique des systèmes quantiques, reprise par Albert Einstein,
et qui n'impose aucune restriction sur la distribution
en énergie des particules du système. Cette description est
connue sous le nom de "statistique de Bose-Einstein",
par opposition à la "statistique de Fermi-Dirac".
Appliquée à la théorie du rayonnement du corps noir, cette nouvelle
statistique conduit à la formule de distribution de Planck et
permet de traiter ce rayonnement comme un gaz de photons. Dans
le domaine de la physique des particules élémentaires, la statistique
de Bose-Einstein impose à la fonction d'onde des particules
(dans l'équation de Schrödinger) d'être parfaitement
symétrique pour l'ensemble des variables d'espace
et de spin. Les particules obéissant à cette statistique (photons,
mésons p, etc.) sont appelés des bosons. Professeur de physique
aux universités de Calcutta et de Dacca, Satyendranath Bose
a été nommé, en 1958, professeur national des Indes. |
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Broglie,
Louis Victor, prince de
(1892-1987), physicien français et lauréat du prix Nobel,
qui apporta une contribution essentielle à la théorie quantique
avec ses études de la radiation électromagnétique. Né à Dieppe,
Louis de Broglie fit ses études à Paris. Il essaya de cerner
la nature dualiste de la matière et de l'énergie. Sa découverte
de la nature ondulatoire des électrons (1924) lui valut le
prix Nobel de physique en 1929. Il fut élu à l'Académie des
sciences en 1933 et à l'Académie française en 1943. Il fut
nommé professeur de physique théorique à l'université de Paris
(1928), secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences (1942),
et conseiller au Commissariat à l'énergie atomique (1945). |
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Brouwer,
Luitzen Egbertus Jan (1881-1966) fut un grand mathématicien
hollandais du début du 20e siècle. Né d'un père proviseur,
il réalisa des études secondaires très brillantes, et très rapides.
A l'université d'Amsterdam, il fut formé par Korteweg, qui est
connu pour des contributions en mathématiques appliquées. Il
soutient son doctorat le 16 juin 1904.
De 1909 à 1913, Brouwer s'intéresse à la topologie, et
découvre la majeure partie des théorèmes auxquels son nom est
resté attaché, dont son fameux théorème du point fixe. Pour
beaucoup, Brouwer est le père de la topologie moderne. En
1912, il obtient grâce aux recommandations de Hilbert, une chaire
à l'Université d'Amsterdam. Il y enseigne la théorie des ensembles,
celle des fonctions, et l'axiomatique. Plus tard, il refusera
de rejoindre Hilbert à Göttingen. Pendant la première Guerre
mondiale sa santé se fragilisa et il s'éloigna quelques temps
des champs de la recherche scientifique. Quand il y revint,
ce fut pour se consacrer à ses premières amours (sa thèse portait
déjà sur ce sujet) : les fondements des mathématiques.
Brouwer est le fer de lance avec Poincaré des mathématiques
intuitionnistes, par opposition au logicisme de Russel et Frege,
et au formalisme de Hilbert. En particulier, pour Brouwer, un
théorème d'existence ne peut être vrai que si on peut exhiber
un processus, même formel, de construction. Cela le conduit
notamment à rejeter la loi du tiers-exclu, qui dit qu'une propriété
est ou vraie, ou fausse! Les preuves ainsi obtenues sont souvent
plus longues, mais Brouwer fut capable de réécrire des traités
de théorie des ensembles, de théorie de la mesure, et de théorie
des fonctions en se conformant aux règles de l'intuitionnisme.
Bizarrement, Brouwer n'enseigna jamais la topologie.
C'est probablement dû au fait que les théorèmes que lui-même
avait prouvés ne rentraient plus dans le cadre qu'il s'était
fixé. Selon les témoignages de quelques-uns de ses étudiants,
il était un personnage vraiment étrange, fou amoureux de sa
philosophie, et un professeur auquel il ne fallait surtout pas
poser de questions! |
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Cantor,
Georg (1845-1918) se révèle être un étudiant brillant,
notamment dans les matières manuelles. Malgré les injonctions
de son père, qui rêve d'en faire un ingénieur, il part en
1862 à Berlin étudier les mathématiques, où ses maîtres sont
Weierstrass et Kronecker. Il soutient son doctorat en 1867
(sur la théorie des nombres). Les premières recherches post-doctorales
de Cantor sont consacrées à la décomposition des fonctions
en sommes de séries trigonométriques (les célèbres séries
de Fourier) et particulièrement à l'unicité de cette décomposition.
Afin de résoudre complètement ce difficile problème, il est
amené à introduire et à étudier des ensembles dits "ensembles
exceptionnels". Cela le conduit à définir en 1872 très
précisément ce qu'est un nombre réel, comme limite d'une suite
de nombres rationnels; parallèlement, son ami Dedekind donne
la même année une autre définition de la droite des réels,
à partir des coupures. Cantor et Dedekind constatent à cette
occasion qu'il y a beaucoup plus de réels que de rationnels,
mais il n'y a pas jusque-là de définition mathématique à ce
"beaucoup plus". En 1874, dans le prestigieux Journal de
Crelle, Cantor donne une définition du nombre d'éléments
d'un ensemble infini qui prolonge naturellement celle du cardinal
d'un ensemble infini, qui prolonge celle du cardinal d'un
ensemble fini. Il en découle, jusqu'en 1897, une succession
de découvertes étranges : il y autant d'entiers pairs que
d'entiers tout court, autant de points sur un segment que
dans un carré, beaucoup plus de nombres transcendants que
de nombres rationnels. Cette hiérarchie dans les ensembles
infinis conduit progressivement Cantor à définir des nouveaux
nombres, les ordinaux transfinis, et à définir une arithmétique
sur ces nombres. Les travaux de Cantor ont eu beaucoup
d'influence au 20ème siècle. On citera d'abord, en
1903, un paradoxe soulevé par Russell dans la théorie naïve
des ensembles : si A est l'ensemble de tous les ensembles
qui ne sont pas éléments d'eux-mêmes, A est-il contenu
dans A? Les logiciens surmonteront cette difficulté
conceptuelle, sans rien changer des conclusions de Cantor.
Citons aussi le problème de l'hypothèse du continu. Un des
derniers axes de recherche de Cantor était d'estimer le nombre
d'éléments de la droite réelle. Plus précisément, Cantor souhaitait
prouver l'absence de tout ensemble dont le cardinal soit strictement
compris entre le cardinal des entiers et celui des réels.
C'est ce qu'on appelle "l'hypothèse du continu".
Tous les travaux de Cantor et de ses successeurs pour confirmer
ou infirmer l'hypothèse du continu furent vains, et pour cause
: en 1963, le logicien américain Cohen prouva que, dans une
théorie standard des ensembles, l'hypothèse du continu est
indécidable. On peut très bien supposer qu'elle est vraie
ou qu'elle est fausse sans obtenir de contradiction dans la
théorie. |
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Carnot,
Nicolas Léonard Sadi (1796-1832), physicien et ingénieur
militaire français, considéré comme le créateur de la science
thermodynamique. Fils aîné de Lazare Carnot, surnommé "le
Grand Carnot", Sadi fit ses études à l'École polytechnique.
En 1824, il décrivit sa conception du moteur à chaleur idéal,
appelé "moteur Carnot", dans lequel toute l'énergie
disponible est utilisée. Il découvrit que la chaleur ne pouvait
passer d'un corps froid à un corps plus chaud, et que le rendement
d'un moteur dépendait de la quantité de chaleur qu'il était
capable d'utiliser. Cette découverte, ou cycle de Carnot,
est à la base de la seconde loi de la thermodynamique. |
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Cartan,
Élie
(1869-1951) fit ses études primaires à l'école de Dolomieu,
puis au collège de Vienne et au lycée de Grenoble. Il suivit
au lycée Jeanson-de-Sailly la préparation à l'École Normale
Supérieure, où il entra en 1888. Il y suivit notamment les
enseignements de H. Poincaré, É. Picard et de C. Hermite.
Les premiers travaux d'Élie Cartan qui devaient déboucher
sur sa thèse soutenue en 1894 portent sur les groupes de Lie
simples complexes, où il reprend, corrige et développe les
résultats de structure et de classification obtenus par W.
Killing. Élie Cartan obtient un poste de lecteur à l'Université
de Montpellier de 1894 à 1896, puis à la Faculté des sciences
de Lyon de 1896 à 1903. La même année, il est nommé professeur
à la Faculté des sciences de Nancy, où il restera jusqu'en
1909. Il donne en même temps des cours à l'École d'Électrotechnique
et de Mécanique Appliquée. Il rédige deux grands articles
sur une généralisation en dimension infinie des groupes de
Lie simples. Il élabore la méthode du "repère mobile", et
la théorie des formes extérieures qui devaient influencer
le développement ultérieur de la géométrie différentielle.
En 1909, il quitte Nancy pour venir enseigner à la Sorbonne,
où il est nommé professeur en 1912. Il assure par ailleurs
un enseignement à l'École de Physique et Chimie de Paris.
En 1914, il résout le problème de la classification des groupes
de Lie simples réels, et détermine les représentations de
dimension finie de ces groupes. Pendant la guerre, il sert
comme sergent dans l'hôpital aménagé dans les locaux de l'École
Normale Supérieure, tout en continuant ses travaux mathématiques.
Son oeuvre mathématique ultérieure est considérable, avec
près de 200 publications et de nombreux ouvrages. Parmi les
thèmes abordés, mentionnons l'étude des systèmes de Pfaff,
la théorie de la déformation, l'étude des variétés à courbure
constante négative, la théorie de la gravitation d'Einstein,
la théorie des connexions affines, les groupes d'holonomie,
les espaces riemanniens symétriques, les spineurs. Il est
aussi l'auteur de plusieurs articles sur l'histoire de la
géométrie. Il prit sa retraite en 1940, et mourut le 6 mai
1951. Son influence sur les mathématiques contemporaines est
restée très vivace, comme en témoigne le colloque international
qui lui fut consacré à Lyon en 1984. |
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Cauchy,
Augustin-Louis (1789-1857). C'est à Cherbourg que Cauchy commence ses recherches mathématiques
sur les polyèdres, et ses premiers résultats sont prometteurs.
Mais, fatigué par le cumul de la charge d'ingénieur et des
longues veillées de recherche, Cauchy connaît un état dépressif
qui s'éternise et le pousse à retourner vivre chez ses parents. À Paris,
il cherche une situation en adéquation avec sa volonté
de faire de la recherche mathématique pure. En 1815, il achève
un brillant mémoire où il démontre un célèbre théorème de
Fermat sur les nombres polygonaux. Ceci fera beaucoup pour
sa notoriété, et en 1816, il accède à l'Académie des Sciences,
en remplacement de Carnot et Monge touchés par l'épuration. Le
cours d'analyse que Cauchy professe à l'École Polytechnique
est décrié tant par ses élèves que par ses collègues des autres
matières. Pourtant c'est ce cours, publié en 1821 et 1823,
qui devait devenir la référence de l'analyse au 19ème
siècle. en mettant en avant la rigueur, et plus seulement
l'intuition. C'est la première fois que de vraies définitions
de limites, de continuité, de convergence de suites, de séries,
sont énoncées. Cette rigueur reste toutefois encore relative,
puisque que Cauchy "prouve" que la limite d'une série de fonctions
continues est continue, ce qui est faux. Il est vrai que Cauchy
ne dispose pas encore d'une définition claire et précise des
nombres réels. C'est
l'époque aussi où Cauchy réalise des travaux profonds sur
les fonctions d'une variable complexe (établissant par exemple
la formule des résidus), ainsi que des avancées dans la théorie
des groupes finis. Cauchy ne fut jamais le chef d'une école
de mathématiciens, et il se comporta parfois maladroitement
avec de jeunes chercheurs comme Abel ou Galois, dont il sous-estime,
ou même perd, des mémoires de première importance. Ses relations
avec ses collègues ne sont en général pas très faciles. |
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Cayley,
Arthur
(1821-1895), né à Richmond (Surrey), manifesta très tôt
de vives dispositions pour les mathématiques. Cependant, malgré
le grand intérêt de ses premières publications, il ne put s'imposer
comme mathématicien ; il décida de faire des études de
droit et devint avocat en 1849. Pendant quatorze ans, il exerça
ce métier tout en s'adonnant à des recherches scientifiques.
En 1863, Cayley est nommé professeur à Cambridge et peut enfin
se consacrer entièrement aux mathématiques. Dans l'ensemble
de l'œuvre de Cayley, notamment dans ses travaux
de jeunesse, est sensible l'influence des fondateurs de
l'école algébrique anglaise qui avaient formulé le programme
de l'algèbre moderne en accordant une priorité marquée
à l'approche formelle des problèmes. Mathématicien lettré
et créateur, Cayley, dans le sillage de l'école anglaise,
sut élaborer de nouvelles et fructueuses théories. La richesse
de l'approche de Cayley apparaît dès ses premiers travaux
sur la théorie des groupes (1854). Cayley, abordant les travaux
de Galois, Gauss et Cauchy avec les méthodes des algébristes
anglais, donne une définition des groupes abstraits ce
qui le conduisit à la notion d'isomorphisme. L'étude
des systèmes d'équations linéaires conduisit Cayley à
celle des déterminants. Dans ses premiers travaux, il établit
de nombreuses règles de calcul sur les déterminants, y compris
la formule de multiplication des déterminants qui figurait déjà
dans les travaux de Cauchy, Binet et Jacobi. À côté d'études
originales sur les déterminants, on y rencontre la notion de
tableau rectangulaire représentant les coefficients d'un
système d'équations linéaires ou les coefficients d'une
transformation linéaire. Cayley étudie les matrices rectangulaires
à coefficients réels ou complexes ; il introduit les opérations
sur les matrices et décrit leurs propriétés, y compris le caractère
non commutatif de la multiplication. Il s'agit là sans
doute de la première apparition de l'algèbre linéaire.
Quelques années plus tard, Cayley étudiera aussi les systèmes
non associatifs et publiera des résultats d'algèbre multilinéaire.
Cayley a consacré un grand nombre de ses publications aux problèmes
de la géométrie et à l'étude des courbes et des surfaces
algébriques. À vingt-deux ans, il émettait l'idée de la
géométrie à n dimensions, idée qui fut formulée aussi,
presque simultanément mais sous une forme un peu différente,
par Grassman. Cayley ne revint que beaucoup plus tard (en 1870)
sur l'espace à n dimensions, mais sa méthode algébrique
contribua aux importantes découvertes qui eurent lieu dans les
autres domaines de la géométrie. C'est ainsi que, dans
le Sixth Memoir on Quantics de 1859, il introduit la
métrique projective, subordonnant ainsi la géométrie métrique
à la géométrie projective ; il démontre alors que les notions
fondamentales de la géométrie métrique (angles et distances)
sont les invariants et les covariants de certaines transformations
linéaires de la quadrique absolue. |
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Chandrasekhar, Subrahmanyan
(1910-1995) obtint à l'âge de 23 son doctorat au Trinity
College de l'université de Cambridge. Spécialiste en astrophysique
Chandrasekhar fit progresser de façon décisive la connaissance
de l'évolution hydrodynamique et hydromagnétique des transferts
d'énergie par rayonnement sans oublier les effets quantiques
et relativistes dans les évolutions des étoiles. Sa contribution
majeure dans ce domaine est la transformation des étoiles
en naines blanches et au-delà d'un astre d'une masse supérieur
à la limite de Chandrasekhar (1.44 celle du soleil), l'effondrement
de l'astre en une étoile à neutrons. Les objets plus massifs
donnant eux des trous noirs. |
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Clairaut,
Alexis-Claude (1713-1765) était un membre de l'Académie
française des sciences. Alexis-Claude Clairaut fut l'un des
mathématiciens et physiciens les plus renommés du 18ème
siècle. À l'age de 10 ans, il connaissait le calcul infinitésimal,
à 12 ans il soumettait sa première étude à l'académie des sciences
et à 18 ans, il publia un livre contenant des extensions importantes
à la géométrie qui lui ont valu l'admission à l'académie en
1731. Clairaut fut l'un des scientifiques qui accompagnaient
Maupertuis en Laponie pour acquérir les dates nécessaires pour
la détermination de la forme de la terre. En 1743, il publia
sa Théorie de la figure de la Terre, qui calculait plus
précisément que l'avait fait Newton, la forme qu'adopte un corps
en rotation due à la gravitation naturelle de ses parties. En
1760, il publia sa Théorie du mouvement des comètes,
qui prédit avec précision la date à laquelle la comète de Halley
sera arrivée au point le plus proche du soleil. |
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Cohen,
Paul Joseph (1934-
) est
un mathématicien et logicien américain. En 1963, Cohen a découvert
une nouvelle construction de modèles, appelée "forcing",
qui joue désormais un rôle fondamental dans la théorie des ensembles
et dans la théorie des modèles ; et il a construit des
modèles de la théorie des ensembles (supposée consistante) dans
lesquels l'axiome du choix et l'hypothèse du continu
ne sont pas vérifiés, ce qui, compte tenu de l'œuvre
antérieure de Kurt Gödel, établit que l'axiome du choix
et l'hypothèse du continu sont indépendants des systèmes
usuels de la théorie des ensembles. Ce travail a valu à Cohen,
en 1966, la médaille Fields de l'Union Mathématique Internationale.
Il est également l'auteur de travaux intéressants en analyse
classique. |
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Connes,
Alain (1947-
) est né en 1947 à Draguignan. Ancien élève à l'École
normale supérieure, il a reçu, en 1980, le prix Ampère, l'un
des plus importants décernés par l'Académie des sciences.
Il a été élu membre de cette académie, dont il a été le benjamin,
en 1981. Les premiers travaux d'Alain Connes s'inscrivent
directement dans la tradition de John von Neumann et de ses
continuateurs immédiats. Le développement de la physique quantique
vers les années vingt avait mis à l'ordre du jour l'étude
d'espaces non plus à trois dimensions, comme celui où
nous croyons vivre, ni à quatre, comme en relativité einsteinienne,
mais à une infinité de dimensions (les espaces de Hilbert).
L'un des outils essentiels de la physique quantique est
la notion d'opérateur dans un tel espace, notion généralisant
celle de rotation d'un espace euclidien. La théorie des
algèbres d'opérateurs a débuté vers 1930 par les travaux
de von Neumann, qui a montré l'importance d'un certain
type d'algèbres d'opérateurs, appelées aujourd'hui
"algèbres de von Neumann", et qui a établi pour ces algèbres
un théorème de décomposition en facteurs premiers assez analogue
au théorème de décomposition bien connu pour les nombres entiers
usuels. Dès l'origine, les facteurs avaient été classés
en trois types : facteurs de type I, II, III. On a eu assez
tôt une bonne compréhension des facteurs de type I et pas mal
d'informations sur
ceux de type II, mais les facteurs de type III sont restés
pendant longtemps beaucoup plus mystérieux : même les exemples
étaient rares et von Neumann disait, à propos de ce cas :
"C'est le plus réfractaire de tous, et les outils pour
l'étudier nous font défaut, au moins pour l'instant".
La première réussite de Connes, qui lui a d'emblée valu
la renommée internationale, a été une percée spectaculaire vers
l'élucidation de la structure des facteurs de type III ;
on peut dire qu'il est le premier à avoir acquis une connaissance
concrète de ces objets, jusque-là assez énigmatiques, pris dans
leur ensemble. Très grosso modo, les résultats de Connes ramènent
l'étude des facteurs de type III à celle des facteurs
de type II et de leurs automorphismes.
L'œuvre d'Alain Connes est celle d'un
mathématicien très complet, capable de résoudre des problèmes
difficiles, légués par le passé, mais aussi de transformer entièrement
une discipline par l'introduction d'idées nouvelles,
d'une grande originalité. À considérer les objets dont
il s'occupe, on est frappé par l'ubiquité de ses
talents : il joint à une intuition infaillible d'analyste,
les propriétés des espaces de dimension infinie n'ont
aucun secret pour lui, un don d'interprétation en dimension
finie qui témoigne aussi d'une intuition géométrique remarquable. |
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Copernic,
Nicolas (1473-1543), Etudiant
à l'université de Cracovie à partir de
1491, il se rend ensuite en Italie pour y suivre des cours
de droit canon à l'université de Bologne. Il
suit également les cours d'astronomie de Domenico Maria
Novara, un des premiers scientifiques à remettre en
cause les enseignements de Ptolémée. En 1500,
il enseigne les mathématiques à Rome, avant
de retourner pour un an à Frauenburg où son
oncle l'a nommé chanoine en 1497. Ayant obtenu l'autorisation
de poursuivre ses études en Italie, il s'inscrit aux
facultés de droit et de médecine de Padoue et
obtient son doctorat en droit canon à Ferrare en 1503.
Enfin, il retourne à Frauenburg où il fait construire
un observatoire et entame ses recherches en astronomie. Il
y demeurera jusqu'à sa mort, le 24 mai 1543. La cosmologie
de l'époque est alors basée sur le système
géocentrique de Ptolémée. La Terre se
trouve immobile au centre de plusieurs sphères concentriques
qui portent la Lune, Mercure, Vénus, le Soleil, Mars,
Jupiter, Saturne et enfin les étoiles. Mais ce système
ne convient pas à Copernic, qu'il trouve compliqué
et bancal. Il consulte alors les auteurs de l'Antiquité
(Cicéron, Aristarque de Samos, etc.) et constate que
certains d'entre eux envisagent la rotation des planètes,
dont la Terre, autour du Soleil, considéré comme
fixe. Copernic démontre alors que la combinaison des
mouvements de la Terre et des planètes explique parfaitement
le mouvement apparent des planètes (dans le sens direct
et rétrograde). De plus, il établit que leurs
changements de diamètre apparent apparaissent comme
une conséquence de leur révolution autour du
Soleil. Ses recherches se poursuivront pendant trente-six
ans et il démontrera que la Lune est un satellite de
la Terre et que l'axe de la Terre n'est pas fixe. Son œuvre
maîtresse De Revolutionibus orbium coelestium est publié
en 1543 à Nuremberg et Copernic n'en reçoit
les premiers exemplaires que quelques heures avant sa mort.
Dans la dédicace qu'il fait au Pape Paul III, il présente
son système comme une pure hypothèse, évitant
ainsi la vindicte de l'Eglise. Universellement adopté
un siècle après sa mort après avoir été
violemment rejeté, le système copernicien apporta
une profonde révolution dans la conception du monde
et plus généralement dans la pensée scientifique. |
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Coriolis,
Gaspard (1792-1843), ingénieur
et mathématicien français qui mit en évidence les forces centrifuges
composées, dites "forces de Coriolis".
Cet ingénieur des Ponts et Chaussées est l'auteur d'importants
travaux en mécanique. En 1835, il démontra que l'accélération
d'un mobile dans un référentiel en rotation est soumis à une
complémentaire (force de Coriolis) perpendiculaire au sens
de déplacement du mobile dans ce référentiel. Bien que de
faible intensité à la surface de la Terre, cette force, produite
par la rotation de la planète, influence la direction des
courants marins et aériens. Elle produit une déviation vers
l'est et explique, par exemple, le mouvement circulaire des
ouragans. |
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Coulomb,
Charles Augustin de (1736-1806), physicien français, pionnier
de la théorie de l'électricité. Né à Angoulême, il servit
comme ingénieur militaire pour la France aux Antilles, mais
se retira à Blois à la révolution française, pour continuer
ses recherches sur le magnétisme, le frottement et l'électricité.
En 1777, il inventa la balance de torsion qui permet de mesurer
la force de l'attraction magnétique et électrique. Grâce à
cette invention, Coulomb fut capable de formuler le principe,
maintenant connu sous le nom de loi de Coulomb, qui gouverne
l'interaction entre les charges électriques. En 1779, Coulomb
publia le traité Théorie des machines simples, une
analyse du frottement dans les machines. Après la révolution,
Coulomb quitta sa retraite et aida le nouveau gouvernement
à concevoir un système métrique pour les poids et mesures.
L'unité utilisée pour exprimer la quantité de charge électrique,
le "Coulomb", tient son nom du physicien |
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Cournot,
Antoine Augustin (1801-1877) étudia au collège de Gray
de 1809 à 1816. Il obtient des prix d'excellence de mathématiques.
Il entre en 1820 au collège Royal de Besançon et obtient le
prix d'honneur de mathématiques spéciales. Avec deux mémoires
et deux traductions de traités divers de mathématiques, il
se fait remarquer par Poisson, qui le fait nommer en 1834
professeur d'analyse et de mécanique à la faculté des sciences
de Lyon. Augustin
Cournot est un savant, c'est à dire un homme de savoir étendu
à tous les domaines de la science, un savant philosophe mais
qui, par sa modestie, n'a pas connu la célébrité. Cournot
fut d'abord un professeur et un vulgarisateur d'une grande
clarté. Trois ouvrages mathématiques le distingue : Traité
élémentaire de la théorie des fonctions et du calcul infinitésimal
(1841); Exposition de la théorie des chances et des probabilités
(1843) ; De l'origine et des limites de la correspondance
entre l'algèbre et la géométrie (1847). Mais le génie
de Cournot se situe dans l'introduction des probabilités en
économie. Il est le précurseur des théories modernes en économie,
reprises ensuite par Léon Walras (1834-1910) qui dans sa notice
autobiographique achevée en 1904, ainsi que dans plusieurs
lettres, a rappelé le rôle primordial qu'ont joué dans le
développement de sa pensée, d'une part, l'oeuvre d'Antoine
Augustin Cournot et d'autre part, celle de son père, l'économiste
et philosophe Auguste Walras qui fut le condisciple d'Augustin
Cournot à l'École Normale. |
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Clausius,
Rudolf (1822-1888) est l'un des plus grands
physiciens du 19ème siècle. Il est connu
principalement pour sa contribution à l'étude
de la thermodynamique. Le premier, ce savant allemand
formula ce que l'on a coutume d'appeler
le "deuxième principe" et proposa une définition
claire de l'entropie. Il est aussi l'un des principaux
créateurs de la théorie cinétique des
gaz. Né à Köslin, en Poméranie,
Clausius fréquenta les universités de Berlin,
puis de Halle dont il sortit diplômé en 1848. Professeur
jusqu'à sa
mort, il fut titulaire de la chaire de physique de l'École
royale d'artillerie et du génie à Berlin (1850-1855),
puis, simultanément, à l'université et à l'École
polytechnique de Zürich (1855-1867), ensuite à l'université
de Würzburg (1867-1869), enfin à celle de Bonn, de 1869 à sa
mort. Sa
première publication, en 1850 dans les Annalen der Physik de
Poggendorff, attira largement l'attention. Il cherchait
à y concilier l'idée de l'équivalence
entre le travail et la chaleur. Clausius fit remarquer que
l'hypothèse
de la conservation de la chaleur dans le processus de transfert
n'était pas une partie essentielle de la théorie
de Carnot. Il établit en fait que, dans une machine
idéale, la quantité
de chaleur prise à la chaudière doit toujours être supérieure
à celle qui est cédée au condenseur, et ce d'une
quantité
exactement équivalente au travail fourni. Cette importante
synthèse
effectuée, Clausius, dans la même publication, énonça
ce que nous appelons aujourd'hui le deuxième principe
de la thermodynamique. C'était la généralisation
de la nécessité, déjà établie
par Carnot, de la présence, non seulement d'un
corps chaud (la chaudière), mais aussi d'un corps froid
(le condenseur) pour qu'un travail soit fourni par une
machine à vapeur.
En 1854, Clausius, poussant plus avant les vues exprimées
dès
1850, proposa le premier énoncé clair du concept
de l'entropie.
Il cherchait à mesurer l'aptitude de l'énergie
calorifique de n'importe quel système réel non
idéal à fournir du
travail. Dans le cas de la conduction thermique le long d'un
barreau solide, par exemple, la chaleur passe de l'extrémité
chaude à l'extrémité froide sans fournir
aucun travail, bien que ce transfert s'accompagne d'une
diminution de l'aptitude de l'extrémité chaude à servir
par la suite de source potentielle de travail. Cette diminution
survient parce qu'à la fin du processus l'énergie
calorifique est détenue par un corps situé à une
température
inférieure à celle de l'état initial. Elle
n'a donc
pas été perdue, mais seulement dégradée
puisque, d'après
le deuxième principe de la thermodynamique, on ne peut retrouver
la température initiale qu'avec l'aide
d'un
travail extérieur. Les dernières contributions majeures
de Clausius
à la science datent de 1857 et 1858 et sont relatives à la
théorie
cinétique des gaz. Bien qu'il ne soit pas le premier à
avoir conçu cette dernière, déjà proposée et
discutée par Joule
et Krönig notamment, il prend rang avec Maxwell parmi ses fondateurs.
Il introduisit le concept du libre parcours moyen et établit
l'importante distinction entre l'énergie
de translation et l'énergie interne d'une
particule de gaz. De plus, on lui reconnaît généralement
le mérite d'avoir,
par ses travaux théoriques, jeté un pont entre
la théorie atomique
et la thermodynamique. |
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Curie,
Pierre
(1859-1906)
est considéré comme un des pionniers de la chimie/physique
sur la radioactivité. C'est même lors d'une thèse publiée en
juillet 1898 que le terme radioactivité fut employé pour la
première fois par sa femme Marie et lui. L'éducation
de Pierre commença à un très jeune âge par son père, qui était
médecin général. Les Curie avaient l'habitude de fréquenter
la campagne et les environs de Paris les dimanches ; Pierre,
lors de ses promenades, apprit rapidement tous les noms de plantes
et d'animaux. Étant donné que l'école n'était pas obligatoire
à cette époque (pas avant 1881 où la loi Ferry l'a rendue obligatoire),
Pierre reçut son éducation à la maison, en compagnie de sa mère,
ensuite avec son frère et par après, avec des précepteurs et
finalement, seul. À l'âge de 14 ans, l'éducation de Pierre fut
confiée à M. Bazille qui lui enseigna les mathématiques élémentaires
et spéciales, ceci développa énormément les capacités mentales
de Pierre qui avait clairement un intérêt pour les mathématiques.
Le 9 novembre à l'âge de 16 ans, il fut reçu bachelier en sciences.
Le 21 novembre 1877, il obtint la licence en sciences physiques
de l'école de pharmacie. Dans les années qui suivront, il étudiera
les cristaux et le magnétisme, ce qui le mènera éventuellement
à la découverte de la piézo-électricité. En 1877, il prit un
poste comme préparateur où il fut payé la somme de 1200 francs
par année. Il devint par après démonstrateur d'expériences de
physique pour les laboratoires jusqu'en 1882 où il devint directeur
de tous les travaux pratiques aux écoles de physique et de chimie
industrielle. Pierre épousa sa femme Marie Sklodowska en 1895
et ils eurent ensemble deux enfants, Irène et Êve. Pierre Curie
gagna en 1903, avec sa femme, le prix Nobel de physique pour
leurs travaux sur les substances radioactives et leurs découvertes
de deux nouveaux éléments : le radium et le polonium. |
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Dalton,
John
(1766-1844), chimiste et physicien britannique, qui développa
la théorie atomique sur laquelle fut fondée la science physique
moderne. Dalton commença en 1787 une série d'observations
météorologiques qu'il poursuivit pendant cinquante-sept ans,
accumulant quelque deux cent mille observations et mesures
du temps dans la région de Manchester. L'intérêt de Dalton
pour la météorologie le conduisit à étudier différents phénomènes
ainsi que les instruments utilisés pour les mesurer. Il fut
le premier à prouver la validité de l'idée selon laquelle
la pluie est précipitée par une baisse de température, non
par un changement de la pression atmosphérique.
Dalton
arriva à sa théorie atomique par une étude des propriétés
physiques de l'air atmosphérique et des autres gaz. Au cours
de ses recherches, il découvrit la loi des pressions partielles
des gaz mélangés, souvent connue comme la "loi de Dalton",
selon laquelle la pression totale exercée par un mélange de
gaz est égale à la somme des pressions individuelles qu'exercerait
chacun des gaz s'il occupait seul le volume entier. |
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Da
Vinci, Leonardo (1452-1519), est un peintre, sculpteur,
architecte et homme de science italien. Homme d'esprit universel,
à la fois artiste, scientifique, inventeur et philosophe,
Léonard incarna l'esprit universaliste de la Renaissance
et demeure l'un des grands hommes de cette époque.
A cinq ans, son père ayant noté ses dons pour
le dessin, le place comme apprenti dans l'atelier de Verrocchio,
à Florence. Il entre à vingt ans à la
Guilde des peintres, et débute sa carrière de
peintre par des oeuvres immédiatement remarquables
telles que La vierge à l'oeillet, ou L'Annonciation
(1473). Il améliore la technique du sfumato (impression
de brume) à un point de raffinement jamais atteint
avant lui. En 1481, le monastère de San Donato lui
commande L'Adoration des Mages, mais Léonard, vexé
de pas être choisi pour la décoration de la chapelle
Sixtine à Rome, ne terminera jamais ce tableau et quitte
Florence pour Milan. Après la réalisation de
La Vierge aux rochers, pour la chapelle San Francesco Grande,
et celle de la statue équestre de Francesco Sforza,
il trouve la gloire dans toute l'Italie. En 1495, les Dominicains
de Sainte-Marie-des-Grâces lui commandent la Cène.
En 1498, il réalise le plafond du palais Sforza. De
cette époque, datent aussi La Joconde et La Bataille
d'Anghiari. Léonard réalise aussi une grande
quantité d'études sur la zoologie, la botanique,
l'anatomie, la géologie. Il imagine de multiples appareils
et machines, dont la première machine volante, qui
resteront au stade de dessins. Plus qu'en tant que scientifique
proprement dit, Léonard de Vinci a impressionné
ses contemporains et les générations suivantes
par son approche méthodique du savoir, du savoir apprendre,
du savoir observer, du savoir analyser. La démarche
qu'il déploya dans l'ensemble des activités
qu'il abordait, aussi bien en art qu'en technique (les deux
ne se distinguant d'ailleurs pas dans son esprit), procédait
d'une accumulation préalable d'observations détaillées,
de savoirs disséminés ça et là,
qui tendait vers un surpassement de ce qui existait déjà,
avec la perfection pour objectif. Bon nombre des croquis,
notes et traités de Léonard de Vinci ne sont
pas à proprement parler des trouvailles originales,
mais sont le résultat de recherches effectuées
dans un souci encyclopédique, avant l'heure. En 1516,
il rejoint la cour de François Ier, où il participe
à des projets d'urbanisme. Il est emporté par
la maladie le 2 mai 1519. De Léonard de Vinci, subsistent
aujourd'hui 7000 notes et dessins, et quarante oeuvres attestées,
dont huit ont disparu. |
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Descartes,
René (1596-1650), philosophe, scientifique et mathématicien
français, fondateur du rationalisme moderne. Né à La Haye,
d'un père conseiller au parlement de Rennes, Descartes reçut,
de 1607 à 1614, l'enseignement, décisif pour lui, des pères
jésuites du Collège royal de La Flèche. Cette expérience
le conduisit à proposer une refondation des sciences, critiquant
l'absence de fondement de l'enseignement professé. Il reçut
une formation de juriste en 1616 puis entra dans la carrière
militaire en 1618, entreprit des voyages, mêla vie scientifique
et vie mondaine, avant de se consacrer pleinement à la philosophie.
Il passa sa vie entre la France et les Pays-Bas, fuyant les
villes, fréquentant les bibliothèques et rencontrant les esprits
les plus illustres de son temps, notamment Bérulle, Fermat,
Gassendi, Hobbes et Pascal. Il mourut d'une pneumonie à Stockholm,
léguant à la postérité une œuvre entourée de légende
et imprégnée d'un esprit nouveau. |
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Dirac,
Paul Adrien Maurice (1902-1984).
Né à Bristol, Dirac fait ses études aux universités
de Bristol et de Cambridge. En 1926, il introduit un formalisme
général pour la physique quantique. En 1928, il élabore une
théorie relativiste pour décrire les propriétés de l'électron.
Celle-ci le conduit à postuler l'existence d'une particule
identique à l'électron dans tous ses aspects mais de charge
opposée, c'est-à-dire positive et devant s'annihiler en même
temps que l'électron négatif lors d'une collision avec celui-ci.
La théorie de Dirac est confirmée en 1932 quand le physicien
américain Carl Anderson découvre le positron. Dirac contribue
aussi, avec Fermi, au développement de la statistique dite
de Fermi-Dirac, décrivant le comportement collectif des particules
de spin demi-entier. En 1933, Dirac partage le prix Nobel
de physique avec le physicien autrichien Erwin Schrödinger.
En 1939, il devient membre de la Société royale. Il est professeur
de mathématiques à Cambridge de 1932 à 1968, professeur de
physique à l'université d'État de Floride de 1971 jusqu'à
sa mort, et membre de l'Institute of Advanced Studies périodiquement
entre 1934 et 1959. |
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Dirichlet(-Lejeune),
Peter-Gustav (1805-1859) est né le 13 février 1805 à Düren,
une ville d'Allemagne située à mi-chemin entre Aachen (Aix-la-chapelle)
et Cologne. Dirichlet est un élève brillant, qui achève ses
études secondaires à 16 ans. Devant la faible qualité des formations
universitaires allemandes à cette époque, Dirichlet décide de
partir étudier à Paris, emportant avec lui les Disquisitiones
Arithmeticae de Gauss comme une bible. Dans
la capitale française, sa situation personnelle est facilitée
par le général Foy, un ancien grand général des campagnes napoléoniennes,
dont il devient le précepteur des enfants, et qui se montrera
bienveillant avec lui. Dirichlet rencontre alors quelques-uns
des plus grands mathématiciens, dont Legendre, Poisson, Laplace
et Fourier. Ce dernier surtout impressionnera beaucoup Dirichlet,
et sera à l'origine de l'intérêt qu'il portera aux séries trigonométriques
et à la physique mathématique. C'est à Paris que Dirichlet rédige
sa première contribution d'importance aux mathématiques, étant
à l'initiative en 1825 de la preuve du cas n=5 dans le
grand théorème de Fermat, preuve achevée par Legendre dans la
foulée.
Fin 1825, le général Foy décède, et Dirichlet décide
de retourner en Allemagne. Il enseigne d'abord à l'université
de Breslau, au lycée militaire de Berlin, puis à l'université
de Berlin à partir de 1829, où il restera 27 ans durant. Parmi
ses élèves, on retiendra les noms de Kronecker et Riemann. En
1831, il épouse Rebeca Mendelssohn, une des soeurs du célèbre
compositeur. Dirichlet
est décrit comme un bon professeur, mais non exempt de défauts.
Il donne l'apparence de quelqu'un de sale, toujours affublé
d'un cigare et d'un café, visiblement peu préoccupé de l'image
qu'il donne. On dit aussi de lui qu'il était très souvent en
retard. En
1848, son maître et ami Karl Jacobi est diagnostiqué comme étant
malade du diabète. Dirichlet l'accompagne dans un voyage de
18 mois en Italie, où le climat plus doux est censé préserver
la santé de Jacobi. De
retour en Allemagne, Dirichlet commence à être lassé des lourdes
charges d'enseignement qu'il doit assumer. À la mort de Gauss,
il prend sa succession à Göttingen. C'est malheureusement pour
peu de temps, car lui-même s'éteint en 1859 des suites d'un
malaise cardiaque. L'éventail
des travaux de Dirichlet illustre la profondeur de la culture
mathématique allemande au début de son âge d'or. On lui doit
le premier énoncé d'une condition suffisante de convergence
d'une série de Fourier (dans le cas des fonctions continues
par morceaux), le théorème de la progression arithmétique, le
prolongement des fonctions harmoniques définies sur la frontière
d'un ouvert et toute une classe d'équations aux dérivées partielles
porte le nom de "problème de Dirichlet".
De très nombreuses contributions en arithmétique, où
il existe le théorème des unités de Dirichlet, les séries de
Dirichlet, etc... |
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Einstein,
Albert (1879-1955), fut
surtout connu comme le créateur des théories de la relativité
restreinte et générale, et pour son hypothèse audacieuse sur
la nature corpusculaire de la lumière. Mais il a également
contribué au développement de nombre d'autres théories (physique
quantique y comprise). En 1905, Einstein obtint son doctorat
de l'université de Zurich pour une thèse théorique sur les
dimensions des molécules. Il publia également trois articles
théoriques d'une importance capitale pour le développement
de la physique du XXe siècle. Dans le premier de ces
articles, sur le mouvement brownien, il fit des prédictions
importantes sur le mouvement des particules distribuées aléatoirement
dans un fluide. Pendant le reste de sa vie, Einstein
consacra énormément de temps à généraliser encore plus sa
théorie de la relativité générale. Il visait une théorie de
champ unifié, qui ne fut pas complètement couronnée de succès,
et fit de nombreuses tentatives pour décrire l'interaction
électromagnétique et l'interaction gravitationnelle dans un
modèle commun. |
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Erdös,
Paul (1913-1996) est le plus prolifique des mathématiciens
du 20ème siècle., avec environ mille cinq cents articles
publiés (il faut remonter à Euler pour obtenir un tel volume).
Plus que quelqu'un qui bâtissait des théories, il résolvait
des problèmes, le plus souvent avec élégance et simplicité.
Surtout il fut un formidable poseur de questions. Erdös
est né le 26 mars 1913 à Budapest. Ses deux parents étaient
professeurs de mathématiques dans le secondaire. Ils avaient
déjà eu deux filles, malheureusement décédées de la scarlatine
quelques jours avant la naissance de Paul. Alors que ce dernier
était âgé d'à peine un an, son père fut fait prisonnier par
les Russes et déporté en Sibérie. Ces événements ont contribué
au développement d'une relation très forte mère/fils, qui
influera beaucoup sur le cours de la vie de Paul Erdös. C'est
à l'âge de 19 ans, alors qu'il vient de commencer ses études
à l'université, que Erdös se fait connaître des milieux mathématiques.
Il publie en effet une nouvelle démonstration du postulat
de Bertrand, qui affirme qu'il existe un nombre premier entre
n et 2n, pour tout n. Deux ans plus tard,
il obtient son doctorat (à 21 ans), puis s'en va faire un
post-doc à Manchester. Comme Erdös est d'origine juive, il
ne peut retourner en Hongrie à la fin des années 30, et il
émigre aux États-Unis. Après quelques visites en Europe aux
rescapés de sa famille après l'Holocauste, il a des problèmes
aux États-Unis avec le MacCarthysme, et il se voit interdit
de séjour sur le territoire américain. Erdös est donc contraint
de poser ses valises en Israël.
Avec ses mille cinq centes articles, les contributions
de Erdös aux mathématiques sont nombreuses : en théorie des
nombres, en combinatoire, en mathématiques discrètes, il fut
un maître. Erdös avait une exceptionnelle aptitude à poser
des questions, et à s'entourer des mathématiciens les plus
compétents pour résoudre ses conjectures. Il en résulte que
Erdös a eu beaucoup de collaborateurs : 500 mathématiciens
environ ont écrit un article en commun avec lui. Les mathématiciens
se sont amusés à définir un nombre de Erdös : tout mathématicien
qui a publié un papier en commun avec Erdös a un nombre de
Erdös égal à 1. Toute personne qui a publié un article en
commun avec une personne qui a un nombre de Erdös égal à 1
a un nombre de Erdös égal à 2. Et ainsi de suite... On estime
à 5000 le nombre de scientifiques qui ont un nombre de Erdös
fini. Albert Einstein est l'un d'entre eux : son nombre de
Erdös est 2.
Pourtant, parmi toutes ces collaborations, une au moins
a mal tourné, et c'est d'autant plus regrettable qu'elle concerne
le plus grand succès d'Erdös. A la fin du 19ème siècle.
Hadamard et de La Vallée Poussin avaient démontré le théorème
des nombres premiers, à savoir que le nombre de nombres premiers
inférieurs ou égaux à n est équivalent, quand n est
grand, à n/ln(n). Leur démonstration est particulièrement
rude ! En 1949, Atle Selberg trouve une inégalité qu'il pense
pouvoir être une étape importante vers une démonstration élémentaire
du théorème des nombres premiers. Elle est présentée à Erdös,
qui trouve la clef manquante pour boucler la preuve. Un article
co-écrit de plus aurait sans doute été la solution la plus
appropriée pour mesurer les apports de chacun. Mais, à la
suite d'un malentendu lié à l'envoi de cartes postales triomphales
d'Erdös, Selberg craint qu'Erdös ne tire la couverture à lui.
Il publie seul une preuve complète. Il recevra la médaille
Fields en 1950, alors qu'Erdös devra se contenter du prix
Wolf en 1984. La
vie d'Erdös fut vraiment étrange. Il n'avait pas de maison,
pas d'épouse, les contingences matérielles étaient pénibles
pour lui. Il voyageait en solitaire, accompagné de deux valises
qui portaient toutes ses affaires, allant d'université en
université, habitant à l'hôtel ou chez un ami mathématicien...
Il est par ailleurs l'auteur de nombreux "erdosismes", comme
cette phrase célèbre : "un mathématicien est une machine à
transformer le café en théorème". Faut-il rappeler qu'il était
lui-même dopé à toutes sortes d'amphétamines? Jusqu'à la fin
de sa vie, Erdös ne ralentira pas son activité mathématique.
Mourir signifiait pour lui arrêter de faire des mathématiques.
Il décède le 20 septembre 1996 à Varsovie, en plein congrès. |
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Erlang, Agner Krarup (1878-1979), était
un mathématicien danois ayant beaucoup travaillé sur
la théorie des files d'attente, et la gestion des réseaux
téléphoniques. Erlang s'est attelé, sur
la base notamment des travaux de Poisson dont la loi des événements
rares a trouvé toute sa dimension appliquée aux
réseaux de télécommunications, à l'élaboration
d'un modèle mathématique pour le dimensionnement
des réseaux télécoms sur une approche
statistique afin de parvenir à des coûts d'exploitation
de nature à permettre un marché de masse. |
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Euclide (3e
siècle av. J.-C.) On ne sait que très peu de choses
sur la vie d'Euclide. Il semble qu'il ait enseigné
les mathématiques à Alexandrie à la demande
de Ptolémée Ier. Il apparaîtrait donc
comme le fondateur de la célèbre Ecole d'Alexandrie
qui influença les travaux d'Archimède. En revanche,
les théories d'Euclide sont connues et constituent
une référence dans l'histoire des mathématiques.
L'œuvre maîtresse d'Euclide est incontestablement
les Eléments. Cet ouvrage représente
une synthèse remarquable de résultats mathématiques
et a marqué de son empreinte la discipline tout entière.
Il est composé de treize livres. Les quatre premiers
traitent de géométrie dans le plan avec les
définitions du point, de la droite et de la surface.
Ils exposent également le calcul d'aires de différents
polygones. Le livre V contient les premières notions
d'analyse. Le sixième aborde la similitude des figures
et donne la résolution des équations du second
degré à l'aide de constructions géométriques.
Les livres VII, VIII, et IX portent sur l'arithmétique.
Le dixième étudie les nombres irrationnels et
enfin les trois derniers abordent la géométrie
dans l'espace. Euclide a, en outre, rédigé des
ouvrages sur l'analyse géométrique, l'optique
et l'astronomie. Représentation parfaite de l'exposé
scientifique, les Eléments sont composés
de différentes propositions classées en deux
groupes : les hypothèses et les axiomes. Parmi les
cinq axiomes, on trouve le célèbre postulat
d'Euclide : "par tout point du plan passe une et une
seule droite parallèle à une autre droite."
Cet axiome constitue le fondement de la géométrie
euclidienne, en opposition aux géométries non-euclidiennes
apparues quelque 2000 ans plus tard. |
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Euler, Leonhard
(1707-1783), mathématicien suisse, physicien, ingénieur et
philosophe, est l'un des fondateurs des méthodes de calcul
différentiel et intégral. Il obtint sa maîtrise à l'âge de
seize ans. Euler fut le premier à traiter de manière analytique
et complète l'algèbre, la théorie des équations, la trigonométrie
et la géométrie analytique. Dans ce travail, il traita le
sujet du développement des séries de fonctions et formula
la règle selon laquelle seules les séries infinies convergentes
pouvaient être correctement évaluées. Il discuta aussi des
surfaces à trois dimensions et prouva que les sections coniques
sont représentées par l'équation générale du second degré
à deux dimensions. D'autres travaux traitent du calcul, dont
le calcul des variations, la théorie des nombres, les nombres
imaginaires et l'algèbre déterminée et indéterminée. Euler
apporta ses contributions dans les domaines de l'astronomie,
de la mécanique, de l'optique et de l'acoustique. |
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Fermat,
Pierre de (1601-1665), mathématicien français, auteur
d'un célèbre théorème sans démonstration, en arithmétique.
Avec son ami Blaise Pascal, il fut à l'origine du calcul des
probabilités. Il créa également la théorie des nombres et
fit dans ce domaine différentes découvertes. Ainsi, certains
le considèrent comme le père de la théorie moderne. Il devança
le calcul différentiel par ses travaux sur le calcul infinitésimal.
Il laissa à la postérité le soin de démontrer un théorème
(le fameux "grand théorème de Fermat") sur lequel
les mathématiciens s'acharnent depuis plus de trois siècles.
Ce n'est qu'en 1993 que le chercheur britannique Andrew Wiles
en proposa une démonstration. |
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Fermi, Enrico
(1901-1954), physicien italien, connu pour la réalisation
de la première réaction nucléaire contrôlée. Il a développé
un nouveau type de statistiques pour expliquer le comportement
des électrons. Il développa aussi une théorie de la désintégration
bêta et, à partir de 1934, fit des recherches sur la production
de radioactivité artificielle par le bombardement d'éléments
avec des neutrons. |
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Feynman,
Richard Phillips (1918-1988), physicien américain
et lauréat du prix Nobel en 1965 pour ses travaux sur le photon.
En 1965, Feynman partagea le prix Nobel de physique avec deux
autres physiciens, l'Américain Julian S. Schwinger et
le Japonais Shin'ichiro Tomonaga. Feynman fut récompensé pour
ses recherches sur la transformation d'un photon en un électron
et un positron, et pour la découverte d'une méthode de mesure
des changements qui en résultent dans la charge et dans la
masse. |
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Fisher, Ronald Aymler (1890-1962) était
un biologiste et statisticien britannique, qui a énormément
contribué à fonder les statistiques modernes. Ses travaux
sur les statistiques lui valurent la médaille Darwin en 1948,
la médaille Copley en 1955 et la médaille d'argent Darwin-Wallace
en 1958. Dans le domaine des statistiques, il a introduit
de nombreux concepts clés tels que le maximum de vraisemblance,
l'information de Fisher et l'analyse de la variance (ANOVA).
Il est considéré comme un grand précurseur de Shannon. Il
est également un des fondateurs de la génétique moderne et
un grand continuateur de Darwin, en particulier grâce à son
utilisation des méthodes statistiques, incontournables dans
la génétique des populations. Il a ainsi contribué à la formalisation
mathématique du principe de sélection naturelle.
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Foucault,
Léon (1819-1868), physicien
français célèbre pour sa démonstration du mouvement de la
Terre par la rotation du plan d'oscillation du pendule.
Né à Paris, il travailla avec le physicien français Armand
Fizeau sur la détermination de la vitesse de la lumière. Foucault
prouva, de façon indépendante, que la vitesse de la lumière
dans l'air était plus élevée que dans l'eau. En 1851, il fit
une démonstration spectaculaire de la rotation de la Terre
en suspendant un pendule à un long câble attaché à la coupole
du Panthéon à Paris. Le mouvement du pendule démontra la rotation
de la Terre sur son axe. Foucault fut l'un des premiers à
montrer l'existence des courants parasites (dits courants
de Foucault) générés par des champs magnétiques. Il conçut
également une méthode de mesure de la courbure des miroirs
de télescopes. Il développa d'autres instruments dont un prisme
polarisateur et une forme de gyroscope qui est à la base du
gyrocompas moderne. |
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Fourier, Joseph,
baron (1768-1830), phyiscien et mathématicien français
bonapartiste connu pour la découverte des séries trigonométriques
et des transformées qui portent son nom. Il a également contribué
à la résolution numérique des équations et à la diffusion
de la chaleur dont une des lois porte son nom. Ses travaux
ont une implication directe dans la convergence des séries
et leur somme infinie. Il participa, avec Monge, à
la campagne d'Egypte en tant qu'observateur scientifique.
Anobli sous Napoléon, il fut professeur à l'Ecole
Polytechnique, secrétaire de l'institut d'Egypte et
préfet de l'Isère. Il fut aussi élu à
l'Académie des sciences et à l'Académie
française. On le considère comme l'un des fondateurs,
avec le français Poisson et le suisse Danile Bernoulli,
de ce que l'on appelle aujourd'hui la physique mathématique. |
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Fraunhofer,
Joseph von (1787-1826), opticien et physicien allemand,
né à Straubing. Fraunhofer apporta de nombreuses améliorations
à la fabrication du verre optique, au meulage et au polissage
des lentilles et à la construction des télescopes et d'autres
instruments d'optique. Fraunhofer inventa aussi de nombreux
instruments scientifiques. Son nom est associé à des lignes
fixes et noires dans le spectre solaire, appelées les "lignes
Fraunhofer", qu'il fut le premier à décrire en détail.
Ses recherches dans le domaine de la réfraction et de la dispersion
de la lumière aboutirent à l'invention du spectroscope et au
développement de la spectroscopie. |
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Fresnel, Augustin Jean
(1788-1827), physicien français, fondateur de l'optique moderne,
il proposa une explication de tous les phénomènes optiques
dans le cadre de la théorie ondulatoire de la lumière. Il
commença par réaliser de nombreuses expériences sur les interférences
lumineuses, pour lesquelles il forgea la notion de longueur
d'onde, et calcula les intégrales dites de Fresnel. Il fut
le premier à prouver que deux faisceaux de lumière polarisés
dans des plans différents n'ont aucun effet d'interférence.
Il déduisit très justement de cette expérience que le mouvement
ondulatoire de la lumière polarisée est transversal et non
longitudinal (comme celui du son) ainsi qu'on le croyait avant
lui. En outre, il fut le premier à produire une lumière polarisée
circulaire. Pour expliquer la propagation des ondes lumineuses,
Fresnel eut recours à la notion d'éther, malheureusement contradictoire
avec d'autres expériences. Cette théorie sera abandonnée avec
la relativité, mais les formules dites de Fresnel sur la réfraction
sont toujours utilisées. Dans le domaine de l'optique appliquée,
Fresnel conçut la lentille à échelons utilisée pour accroître
le pouvoir éclairant des phares. De son vivant, les travaux
scientifiques de Fresnel n'étaient connus que d'un petit groupe
de scientifiques et certains de ses articles ne furent publiés
qu'après sa mort. |
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Galileo,
Galilée (1564-1642), physicien
et astronome italien à l'origine de la révolution scientifique
du 17ème siècle et
l'un des fondateurs de la physique moderne. Ses théories
ainsi que celles de l'astronome allemand Johannes Kepler servirent
de fondement aux travaux du physicien britannique sir Isaac
Newton sur la loi de l'attraction universelle. Sa principale
contribution à l'astronomie fut l'invention de la lunette
et la découverte des taches solaires, des montagnes et des
vallées lunaires, des quatre plus grands satellites de Jupiter
et des phases de Vénus. En physique, il découvrit la loi de
la chute des corps et les mouvements paraboliques des projectiles.
Dans l'histoire de la culture, Galilée est le symbole de la
bataille livrée contre les autorités religieues pour la liberté
de la recherche. |
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Galois,
Évariste (1811-1832) Sa vie est tellement mythique qu'il
est parfois difficile de démêler le mythe et la réalité. Dès
1827-1828, la fureur des mathématiques domine. Galois lit
Legendre, Lagrange , Euler, Gauss, Jacobi. Le professeur,
M. Richard, admire le génie mathématique de son élève et garde
les copies qu'il confiera à un autre de ses élèves : Charles
Hermite. C'est l'époque où il publie son premier article dans
les Annales mathématiques de Joseph Gergonne (il démontre
un théorème sur les fractions continues périodiques). Il rédige
aussi un premier mémoire sur la théorie des équations, envoyé
à l'Académie des Sciences, perdu par Cauchy. Il échoue au
concours d'entrée à Polytechnique. On raconte qu'il a jeté
le chiffon à effacer la craie à la tête de son examinateur
devant la stupidité des questions posées. Sur les conseils
de son professeur, Galois entre à l'École Préparatoire (future
École Normale). Il rédige le résultat de ses recherches dans
un mémoire - Conditions pour qu'une équation soit résoluble
par radicaux - afin de concourir au grand prix de mathématiques
de l'Académie des Sciences. Fourier emporte le manuscrit chez
lui et meurt peu après : le manuscrit est perdu, et le grand
prix est décerné à Abel (mort l'année précédente), et à Jacobi.
Pour des raisons politiques, Galois se retrouve en prison,
où il y continue ses travaux. Libéré en 1832, il s'éprend
en mai 1832 d'une femme, avec qui il rompt le 14 mai. On ne
sait trop pourquoi, mais un duel semble en résulter quelques
jours plus tard. La nuit précédente, le 29 mai, Galois rassemble
ses dernières découvertes dans une splendide lettre adressée
à son ami Auguste Chevalier. De cette lettre naquit la légende
selon laquelle Galois fit ses découvertes majeures en une
seule nuit, pris par la fièvre de la mort. La matinée du 30
mai, Galois, abandonné, grièvement blessé, est relevé par
un paysan et conduit à l'Hôpital Cochin. Il meurt de péritonite
le 31 mai 1832 dans les bras de son jeune frère Alfred. Il
est enterré dans la fosse commune du cimetière de Montparnasse.
Les travaux de Galois sont redécouverts une dizaine d'années
plus tard par Liouville, qui le 4 septembre 1843 annonce à
l'Académie des Sciences qu'il vient de trouver dans les papiers
de Galois une solution aussi exacte que profonde au problème
de la résolubilité par radicaux. Ce n'est qu'en octobre 1846
qu'il publie les textes sans y joindre de commentaires. À
partir de 1850, les écrits de Galois sont enfin accessibles
par les meilleurs mathématiciens. |
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Gamow,
George (1904-1968) Né à Odessa (Ukraine), Gamow vient en
1928 à Göttingen, où il utilise la physique quantique pour faire
une théorie de la radioactivité alpha. C'est à Copenhague,
l'année suivante, qu'il propose le modèle nucléaire
en goutte liquide, encore utilisé pour expliquer la fission
et la fusion nucléaires. Professeur à Washington en 1934, Gamow
collabore avec Edward Teller pour formuler la théorie de l'émission
bêta (1936). S'intéressant ensuite à l'astrophysique,
Gamow et Teller donnent un modèle de la structure interne des
étoiles géantes rouges (1942). En 1954, c'est vers la
biochimie qu'il se tourne, proposant le concept de code
génétique déterminé par l'ordre des composants de l'ADN.
En 1956, il est nommé professeur de physique à Boulder (Colorado).
Outre ses travaux scientifiques, Gamow a écrit, sur un mode
humoristique, de nombreux ouvrages de vulgarisation, entre autres
la série des Mr. Tompkins. |
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Gauss, Carl Friedrich
(1777-1855), mathématicien allemand,
qui a apporté des contributions essentielles à la plupart
des branches des sciences exactes et appliquées. À l'âge de
17 ans il essaya de trouver une solution au problème classique
de construction d'un polygone à sept côtés, à la règle et
au compas. Il réussit à prouver l'impossibilité de cette construction
et poursuivit sa démarche en donnant des méthodes de construction
de polygones à 17, 257, et 65 537 côtés.
Plus généralement, il prouva que la construction, à la règle
et au compas, d'un polygone régulier à nombre impair de côtés
n'était possible que si le nombre de côtés est un des nombres
premiers 3, 5, 17, 257,
et 65 537, ou un produit de ces nombres. Pour sa thèse de
doctorat, il démontra que toute équation algébrique a au moins
une racine. Ce théorème, dont la démonstration avait résisté
aux mathématiciens les plus célèbres, est encore appelé le
théorème fondamental de l'algèbre ou théorème de d'Alembert-Gauss.Gauss
tourna ensuite son attention vers le domaine de l'astronomie.
pour laquelle il élabora également une nouvelle méthode de
calcul des orbites des corps célestes, en développant une
théorie des erreurs d'observation connue sous le nom de méthode
des moindres carrés. En probabilités, son nom est attaché
à la loi normale (dite aussi loi de Laplace-Gauss), dont la
répartition est décrite par la fameuse courbe en cloche ou
courbe de Gauss. On lui doit aussi des travaux en géodésie.
Avec le physicien allemand Wilhelm Eduard Weber, Gauss fit,
à partir de 1831, des recherches approfondies dans le domaine
du magnétisme et de l'électricité.
Il fit aussi des recherches en optique,
en particulier sur les systèmes de lentilles. Pour revenir
aux mathématiques, il fut le premier, en étudiant la série
hypergéométrique, à donner des conditions rigoureuses de convergence
d'une série. Il étudia des généralisations fructueuses de
la loi de réciprocité quadratique et dégagea leurs liens avec
la théorie des fonctions elliptiques. Son mémoire de 1828
sur la théorie intrinsèque des surfaces fut le point de départ
d'une théorie générale des espaces courbes (travaux de Riemann
et de ses successeurs). Signalons aussi l'étude arithmétique
des entiers de Gauss (de la forme a+ib) qui
repose sur une présentation géométrique des nombres complexes
comme points du plan. |
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Gibbs,
Josiah Willard (1839-1903), physicien et mathématicien américain,
J. W. Gibbs est né à New Haven dans le Connecticut le 11 février
1839 ; il y meurt le 28 avril 1903, après y avoir
passé presque toute son existence. Issu d'une famille
de lettrés, il poursuit des études de latin et de physique,
puis il entreprend une carrière de professeur de physique mathématique
au Yale College. Il séjourne successivement à Paris, à Berlin
où il suit les leçons de Heinrich Gustav Magnus et à Heidelberg
où il rencontre Gustav Kirchhoff et Herman Ludwig Helmholtz.
Il laisse le souvenir d'un savant d'une modestie
proverbiale et d'une extraordinaire puissance d'investigation
scientifique. Son œuvre remarquablement compacte fut d'abord
peu connue. Aujourd'hui, elle est considérée comme un
monument au sein des contributions scientifiques du 19ème
siècle. Les deux principales publications datent de 1876-1878
et de 1902. La première s'intitule On the Equilibrium
of Heterogeneous Substances et est comparée, en importance,
par son traducteur Henry Le Chatelier (1899) à la chimie pondérale
créée par Antoine Laurent Lavoisier. La seconde, jugée plus
originale encore par son commentateur, Marcel Brillouin (1925),
est intitulée Elementary Principles in Statistical Mechanics,
et est comparée, pour son génie, à la mécanique analytique de
Joseph Louis Lagrange. Bien que les exposés de Gibbs se distinguent
par une exceptionnelle clarté, et la façon dont l'idée
essentielle y est toujours soigneusement dégagée, le premier
des deux mémoires n'a guère retenu tout d'abord
l'attention des chimistes de son époque, peu accoutumés
au langage rigoureux des sciences exactes. La richesse des méthodes
thermodynamiques sur lesquelles il s'appuie en a fait
cependant une base unifiée de la théorie physico-chimique des
états d'équilibre et de leur stabilité. La plupart des
lois qui se rapportent à cette discipline, et qui portèrent
d'abord d'autres noms, furent redécouvertes ultérieurement
au sein de ce premier mémoire. Il en est ainsi, par exemple,
de la loi des phases donnant la variance des systèmes en équilibre,
longtemps attribuée à Bakkuis Roozeboom (également des
lois dites "loi de Van't Hoff" et aussi "loi
de Le Chatelier"), relatives aux déplacements d'équilibre
à température constante et à pression constante. Il en est encore
de même, des critères de stabilité de l'équilibre, dont
le théorème de modération dit "théorème de
Braun et Le Chatelier". En bref, la plupart des propriétés
qui relèvent à présent de la thermodynamique chimique des états
d'équilibre, telles que la pression osmotique, l'influence
de la tension superficielle, celle des déformations élastiques,
la loi relative à l'entropie des mélanges gazeux et le
paradoxe de Gibbs associé, ont ce même mémoire pour origine.
Seules les contributions du physicien français Pierre Duhem
(1861-1916) présentent une importance comparable dans le même
domaine. Dans ses méthodes d'exposition, J. W. Gibbs
montre une préférence marquée pour les représentations géométriques
plutôt que pour les modèles mécaniques. C'est visiblement
cette disposition d'esprit qui l'a conduit à développer,
dans deux communications antérieures à la précédente, un exposé
complet des diagrammes et des surfaces thermodynamiques qui
contribua largement à la diffusion de leur emploi auprès des
praticiens. Au diagramme pression-volume de Clapeyron vinrent
ainsi s'ajouter une série de représentations variées,
telles que le diagramme température-entropie ou enthalpie-entropie,
qui offrent fréquemment des avantages de commodité ou de clarté
sur le précédent. C'est ainsi que l'intervention
du diagramme volume-entropie a permis de remplacer par un triangle
l'état triple d'un corps pur, représenté par un
simple point dans les axes température-pression. La théorie
de Gibbs utilise pour la première fois la notion d'ensemble
ainsi que la distinction entre un ensemble canonique et un ensemble
micro-canonique de même qu'entre un grand et un petit
ensemble. Elle introduit aussi le concept d'espace des
phases, caractérisé par les coordonnées et les quantités de
mouvement de chaque élément. Elle établit, à partir de l'équation
de Liouville, la loi de conservation de l'élément d'extension
en phase, ainsi que celle de densité et de probabilité de l'état
statistique . L'auteur distingue séparément les phases
dites génériques et spécifiques. Il réalise finalement un accord
formel mais remarquable avec les lois macroscopiques de la thermodynamique,
régissant le comportement des milieux matériels en équilibre.
Les développements actuels de la mécanique statistique constituent
encore, sur plus d'un point, des prolongements de la méthode
de J. W. Gibbs. Il faut enfin souligner qu'un résumé,
même succinct, de l'œuvre de ce savant ne serait
pas complet s'il n'y était fait mention de ses contributions
de pionnier dans le domaine de l'analyse vectorielle et
de l'algèbre multiple qu'il affectionnait particulièrement.
Il s'agit, cette fois, d'une réduction aux besoins
indispensables à la physique mathématique des nombreux opérateurs
introduits peu à peu par la théorie des quaternions de Hamilton,
et jugés surabondants suite à une comparaison critique avec
les Ausdehnungslehre de Grassmann. L'emploi du
point pour désigner un produit scalaire, celui de la croix de
Saint-André pour un produit vectoriel et l'adoption de
l'opérateur vectoriel W proviennent de cette même origine. |
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Gödel,
Kurt (1906-1978) est le mathématicien qui, de tout le
20ème siècle, a le plus révolutionné les fondements
logiques des mathématiques. Il était un homme tellement obsédé
par la logique qu'on raconte que, alors qu'il cherchait à
obtenir sa naturalisation américaine, il osa démontrer devant
le juge la contradiction de certains articles de la constitution
des États-Unis. Sa thèse, et surtout un article publié en
1931 sous le titre Über formal unentscheidbare Sätze der
Principia Mathematica und verwandter Systeme (sur l'indécidabilité
formelle des "Principia Mathematica et de systèmes
équivalents), donneront à Gödel une réputation internationale.
Gödel met fin aux espoirs de Hilbert d'axiomatiser totalement
les mathématiques, et de n'en faire qu'une suite de déductions
mécaniques ne laissant aucune place à l'intuition. Ainsi,
Gödel montre qu'il existe des propositions vraies sur les
nombres entiers, mais que l'on ne sait pas démontrer. Il montre
même que, si on ajoute d'autres axiomes, on trouvera toujours
des propositions vraies indécidables (qu'on ne sait pas démontrer).
Il prouve notamment que l'hypothèse du continu et l'axiome
du choix ne sont pas en contradiction avec les autres axiomes
de la théorie des ensembles. Puis il s'oriente vers la relativité,
étant en relation directe à Princeton avec son ami Einstein.
Il est notamment connu des physiciens pour avoir démontré
que le voyage vers le passé est possible dans le cadre des
équations de la relativité générale. |
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Göpper-Meyer, Maria (1906-1972) est un physicienne
américaine d'origine allemande, prix Nobel en 1963, pour
son
étude de la structure nucléaire. Elle était mariée à un physicien,
le spécialiste de la physique du solide Joseph Mayer (1904-1983).
Mais, dans ce couple, chacun travaillait de son côté et
dans sa spécialité. Goeppert-Mayer obtint son doctorat à l'université
de Göttingen, en Allemagne. Elle enseigna dans de nombreuses
institutions avant de rentrer à l'université de Californie
à San Diego, en 1960. En 1963, elle partagea avec H.D.Jensen
et E.Wigner le prix Nobel de physique, et fut citée par
le comité Nobel pour son œuvre indépendante à la fin
des années 1940. Elle démontra que le noyau atomique possède
un nombre de neutrons et de protons bien définis: elle
introduisit un modèle structural du noyau atomique en couches.
Ce modèle
développé en détail à partir de 1948 supposait que la forte
interaction entre le mouvement de rotation intrinsèque (quantifié
par le spin) des nucléons et leur mouvement orbital était
responsable de la structure des niveaux d'énergie
des noyaux. De nombreuses conséquences déduites de cette
hypothèse
se révélèrent vérifiées par les mesures expérimentales. Quelques
années plus tard, James Rainwater, Aage Bohr et Ben R. Mottelson
(tous trois Prix Nobel de physique 1975) complétaient la
théorie
en tenant compte du couplage entre les mouvements des nucléons
de la couche externe et le mouvement collectif du cœur
nucléaire. |
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Gosset, William Sealy (1876-1937)
connu sous le pseudonyme Student est un statisticien anglais.
Employé de la brasserie Guinness pour stabiliser le goût de
la bière, il a ainsi inventé le test de Student utilisé de
manière standard dans de nombreux domaines de l'industrie ou
de l'économie. Il a aussi déterminé l'origine de la distribution expérimentale
qu'il obtenait dans le cadre de son travail et après avoir
suivi un cours de statistique avec Karl Pearson il obtint son
fameux résultat qu'il publia sous le pseudonyme de Student
avec la loi qui porte son nom et son test. |
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Gottlob, Frege Friedrich Ludwig (1848-1925)
Mathématicien et philosophe allemand, initiateur de la logique
moderne. Frege est né à Wismar en 1848, et fit ses études
aux universités de Iéna et de Göttingen, où il obtint son
doctorat de philosophie en 1873. De 1879 à 1917, il fut professeur à la
faculté de philosophie d'Iéna. Ses travaux concernent notamment
la logique mathématique et ses applications. Confronté à l'ambiguïté du
langage ordinaire et à l'imperfection des systèmes logiques
disponibles, il inventa de nombreuses notations symboliques,
comme les quantificateurs et les variables, posant alors
les bases de la logique mathématique moderne. Il est ainsi
le premier à avoir présenté une théorie cohérente du calcul
des prédicats et du calcul des propositions. Il
fut aussi le premier à faire dériver l'arithmétique de la
logique. Il définit ainsi notamment la suite des nombres
entiers à partir de l'ensemble vide, en appliquant quelques
règles simples. |
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Grothendieck,
Alexander (1928-) est né le 28 mars 1928 à Berlin d'un père
anarchiste russe, tué par les nazis, et d'une mère femme de
lettres, réfugiée en France. Il passe sa licence à la faculté
des sciences de Montpellier, puis passe une année en 1948-1949
à l'École Normale Supérieure à Paris, avant de migrer en 1949
à l'université de Nancy. Il y devient l'élève, en analyse fonctionnelle,
de Schwartz et Dieudonné. Ce dernier le trouve un peu prétentieux,
et lui propose de travailler sur des questions que ni Schwartz,
ni lui n'ont su résoudre. Voilà ce qu'en dit Schwartz dans son
autobiographie : "Dieudonné, avec l'agressivité (toujours passagère),
dont il était capable, lui passa un savon mémorable, arguant
qu'on ne devait pas travailler de cette manière, en généralisant
pour le plaisir de généraliser. [...]
L'article s'achevait sur 14 questions, des problèmes
que nous n'avions pas su résoudre, Dieudonné et moi. Dieudonné
lui [Grothendieck] proposa de réfléchir à certains d'entre eux
qu'il choisirait. Nous ne le revîmes plus pendant quelques semaines.
Lorsqu'il avait réapparu, il avait trouvé la solution de la
moitié d'entre eux !".
Rapidement, Grothendieck rédige sa thèse intitulée Produits
tensoriels topologiques et espaces nucléaires, et devient
le spécialiste mondial de la théorie des espaces vectoriels
topologiques. Il devient aussi membre du célèbre groupe Bourbaki
auprès de ses aînés. Au
début des années 1960, il obtient une charge au tout récent
Institut des Hautes Études Scientifiques (IHES), et son centre
d'intérêt s'oriente vers la géométrie algébrique. Il y réalise
des travaux gigantesques, qui lui valent la médaille Fields
en 1966. Toutefois, Grothendieck refuse de se rendre en URSS
pour la recevoir, afin de protester contre la répression de
l'insurrection hongroise en 1956. On la lui remet plus tard,
mais il l'offre au Viêt-nam, afin qu'il utilise son or. Il y
enseigne d'ailleurs plusieurs semaines sous les bombardements
américains. Vers la fin des années 60, Grothendieck, qui a perdu
l'habitude de rédiger (Dieudonné a rédigé des années durant
son séminaire), devient de moins en moins clair. Il ne pardonnera
jamais aux autres mathématiciens de ne pas le comprendre et
de dénaturer ainsi ses idées. Si ses relations avec la communauté
mathématique n'avaient jamais été faciles (il travaillait énormément
en solitaire, ses journées faisaient 27 ou 28 heures, de sorte
que parfois il lui arrivait de se décaler - Il méprisait légèrement
Dieudonné, séquelle du premier coup de gueule de ce dernier
- ses prises de becs avec Weil causèrent son départ de Bourbaki...),
elles sont plus tendues que jamais... Il abandonne peu à peu
les mathématiques, pour se retirer dans sa maison de l'Hérault,
où il se consacre à la méditation et à l'écologie. Il écrit
vers 1985 une sorte d'autobiographie, Récoltes et semailles,
qui ne trouve pas d'éditeur. Ceux qui ont pu la lire sont unanimes
pour dire qu'elle contenait de nombreuses attaques contre la
communauté des mathématiciens. |
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Hamilton,
William Rowan (1805-1865) fut l'objet de son
vivant des plus grands honneurs, on l'appelait
le "Lagrange irlandais",
et même le "Newton irlandais", et pourtant son œuvre était
peu connue et rarement étudiée ; c'est
pourquoi ses idées les plus originales ne furent appréciées
qu'a posteriori
et ne servirent pas de point de départ. Le même sort
fut réservé
à sa théorie des quaternions : la lutte aveugle,
pendant de longues années, entre ses partisans et ses
adversaires dissimule son influence profonde sur la naissance
de l'algèbre moderne.
Hamilton naquit à Dublin et fut un enfant prodige. Sa carrière
scientifique fut prédestinée par des études à Trinity
College,
à Dublin, où, à l'âge de dix-neuf ans, il terminait un
travail remarquable sur l'optique. À vingt-trois ans,
il devint professeur d'astronomie à Dublin et astronome
royal à l'observatoire de Dunsink. Il restera toute
sa vie fidèle à Dublin et à son observatoire. L'intérêt
de Hamilton pour l'optique était lié au
désir d'en
améliorer les instruments. Son mémoire, On
caustics,
écrit en 1824, contient ses principales conclusions
et l'essentiel
de ses idées. Le résultat le plus spectaculaire
de sa théorie
est la prédiction de la réfraction conique en
optique, phénomène
tout à fait nouveau à l'époque. Dans ses recherches
sur l'optique géométrique, Hamilton considère
la lumière comme
un système de rayons obéissant au principe de Fermat ;
ses études des surfaces d'onde le conduisirent à une
unification des théories ondulatoires sur l'émission
de la lumière.
Les idées initiales de la mécanique de Hamilton
sont analogues
à celles qui ont servi de base à son optique. Il s'efforce
de donner aux principes fondamentaux une forme simple permettant
d'édifier toute une théorie déductive.
Pour cela, il modifie les principes de variations antérieurs,
notamment le principe de moindre action , et introduit
ce qu'on appelle
de nos jours le "principe de Hamilton". Il se sert également
d'une notion équivalente à la notion de potentiel,
déjà
utilisée à vrai dire par G. Green et C. F. Gauss.
Indiquons enfin qu'on lui doit la forme dite "canonique" des équations
de la dynamique. Les travaux de Hamilton sur la mécanique
n'ont
été connus de manière détaillée
qu'à travers ceux qu'effectua
en 1842-1843 C. Jacobi, qui a modifié un peu les conceptions
de son prédécesseur. C'est dans le domaine
de l'algèbre
qu'apparaît le plus clairement la tendance aux généralisations
qui caractérise l'œuvre de Hamilton. De
même que
d'autres mathématiciens de son époque,
il a cherché à
construire les fondements de l'arithmétique et
de l'algèbre,
trouvant dans la philosophie de Kant une justification des
principales difficultés qui surgissaient. Ainsi, alors
que se construisent les premières géométries
non euclidiennes (C. F. Gauss, F. Bolyai, N. I. Lobatchewski),
il considère la géométrie comme une science
s'occupant de l'espace perceptible et l'arithmétique
comme une science du temps pur. Cette motivation philosophique
influence non seulement la forme du commentaire mais régit
le choix des fondements : c'est dans cet esprit qu'il
introduit les nombres complexes comme des couples de nombres
réels sur lesquels on a défini des opérations
convenables. Dans ses travaux des années 1832 à 1835
se trouve dessiné son programme
scientifique ultérieur. Mais, en contradiction avec
son propre propos philosophique, il attache une grande importance à l'interprétation
géométrique des nombres complexes, et c'est à partir
de là qu'il cherche un calcul algébrique qui
s'interpréterait
dans l'espace à trois dimensions. Il n'arrive à
ce but qu'en 1843, en construisant les quaternions. Dans
les années qui suivent cette découverte, il
se consacre à son
développement et à sa diffusion, en lui trouvant des
applications
à divers domaines des mathématiques et de la physique.
Les quaternions de Hamilton constituent un des premiers système
de vecteurs et ont, par leurs conséquences théoriques,
beaucoup contribué
à l'élaboration de l'algèbre moderne. |
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Hawking,
Stephen (1942-)
n'était pas particulièrement brillant à
l'école, mais son goût pour les sciences physiques
le mène à l'université d'Oxford, un lieu
d'ennui relatif d'où il sort avec les honneurs. L'université
de Cambridge est un tout autre monde : d'un coté, Hawking
y débute son passionnant doctorat sur la relativité
générale, de l'autre, sa maladie se déclare.
Malgré cette difficulté, l'étude des singularités,
concept physique et astronomique récent, permet au chercheur
de développer différentes théories, qui
le mèneront du Big Bang aux trous noirs. En premier lieu,
Roger Penrose et lui construisent la structure mathématique
répondant à la question d'une singularité
comme origine de l'Univers. Ensuite, à partir des années
70, Hawking approfondit ses recherches sur les densités
infinies locales, et ses études sur les trous noirs ont
fait progresser bien d'autres domaines. Enfin, la théorie
du tout, visant à unifier les quatre forces physiques,
est au centre des recherches actuelles de Hawking. Le but est
de démontrer que l'Univers peut être décrit
par un modèle mathématique stable, déterminé
par les lois physiques connues, en vertu du principe de croissance
finie mais non bornée, modèle auquel Hawking a
donné beaucoup de crédit. Son handicap lourd ne
saurait expliquer à lui seul le grand succès de
ses recherches ; Hawking a cherché à vulgariser
son travail, et son livre Une brève histoire du temps
est l'un des plus grands succès de littérature
scientifique. En 2001, paraît son deuxième ouvrage,
L'univers dans une coquille de noix qui vulgarise le
dernier état de ses réflexions, en abordant la
supergravité et la supersymétrie, la théorie
quantique et théorie-M, l'holographie et la dualité,
la théorie des supercordes et des p-branes... Il s'interroge
également sur la possibilité de voyager dans le
temps et sur l'existence d'univers multiples. |
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Hausdorff,
Felix (1868-1942) La renommée du mathématicien
allemand Felix Hausdorff repose surtout sur son ouvrage Grundzüge
der Mengenlehre (1914), qui en fit le fondateur de la
topologie et de la théorie des espaces métriques.
Né à Breslau dans une
famille de marchands aisés, Hausdorff fit ses études
secondaires
à Leipzig, puis étudia les mathématiques et l'astronomie
à Leipzig, Fribourg-en-Brisgau et Berlin. En 1891, il obtint
son doctorat à Leipzig et y enseigna de 1896 à 1902. Durant
toute cette époque, Hausdorff, tout en publiant plusieurs
mémoires
d'astronomie, d'optique et de mathématiques,
s'intéressa
surtout à la philosophie, la littérature et l'art.
De 1910 à 1935, il était professeur de mathématiques à l'université
de Bonn, à l'exception des années 1913-1921, où il
enseignait
à Greifswald. Depuis sa retraite forcée, en 1935, les
travaux de Hausdorff ne furent plus publiés en Allemagne.
Juif, Hausdorff risqua le camp de concentration et, lorsqu'en
1942
l'internement
devint imminent, il se suicida à Bonn, avec sa femme et sa
belle-sœur.
Les contributions de Hausdorff au développement des
mathématiques
se situent dans plusieurs domaines. Son étude approfondie
des séries déboucha sur la démonstration
de théorèmes sur les méthodes
de sommation et les coefficients de Fourier (1921). Considérant
les propriétés d'ensembles numériques,
il introduisit une classe importante de mesures et, en liaison
avec elles,
une dimension qui peut prendre des valeurs arbitraires non
négatives
(1919). Il a étudié, en théorie générale
des ensembles, les ensembles partiellement ordonnés
et a obtenu plusieurs théorèmes
sur les ensembles ordonnés (1906-1909). En théorie
descriptive des ensembles, il a démontré le
théorème sur la cardinalité
des ensembles boréliens (1916). Outre des résultats
isolés mais
profonds en topologie et en théorie des ensembles, Hausdorff
a surtout, par ses Grundzüge der Mengenlehre, posé les
fondements d'une discipline. Fréchet, désirant
unifier la théorie des ensembles de Cantor et le
traitement des fonctions comme points d'un espace
tel qu'on le rencontrait
alors couramment en calcul des variations, avait inauguré l'étude
des espaces abstraits (1906) en introduisant la notion d'espace
métrique. Il existait alors plusieurs approches à la
notion d'espace topologique. Hausdorff réussit à établir
des liens entre ces différentes approches et à créer
une théorie
des espaces topologiques et métriques englobant parfaitement
les résultats antérieurs. Il choisit de construire
sa théorie
des espaces abstraits sur la notion de voisinage. Sa définition
d'espace topologique est exactement celle qu'on
peut lire aujourd'hui dans tout manuel de topologie.
Il ajouta bon nombre de résultats nouveaux à la théorie
des espaces métriques, dont le plus profond est le
théorème affirmant que
chaque espace métrique peut être étendu d'une
manière
unique à un espace métrique complet. Il effectua cette
extension en généralisant les constructions
des réels de Méray et de Cantor.
Grâce à son sens de l'équilibre et à sa grande
sensibilité
esthétique, Hausdorff a su donner à l'exposé de
sa théorie
dans Grundzüge der Mengenlehre une forme très dynamique,
fournissant un formidable élan à son développement
ultérieur.
Hausdorff
était un professeur méthodique, mais ses cours,
au contenu riche et rigoureusement structuré, passèrent
au-dessus du niveau de ses auditeurs. |
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Heaviside,
Oliver (1850-1925) est né le 18 mai 1850 dans la
ville de Camden à Londres en Angleterre. Il est mort le 3
février 1925
à Torquay dans le Devon en Angleterre. C'est là qu'il
a vécu les 25 dernières années de sa vie. On
dit qu'il
y a vécu une retraite amère. Il est issu d'une
famille assez pauvre. Il a attrapé la scarlatine quand
il était un enfant
en bas âge ce qui a affecté son audition, il est resté partiellement
sourd. Ce qui a eu un impact sur sa vie rendant son enfance
difficile surtout au niveau des relations avec les autres enfants.
Il a compensé par la timidité et le sarcasme.
Cependant, malgré
tout, son rendement académique était plutôt élevé.
On peut même
dire qu'à 16 ans c'était un étudiant
supérieur,
mais il a échoué dans la géométrie
d'Euclide. Il a détesté
devoir déduire un fait d'autres. Le primat de
la preuve rigoureuse en arithématique, idée
fortement détestée par Heaviside
en fit le sujet où il était le plus faible. Bien qu'ayant
interrompu ces études à seize ans, il a continué à s'instruire
par lui-même. Il a apprit le code Morse, étudié l'électricité et
d'autres langues en particulier le Danois et l'Allemand.
Il était autodidacte. En 1868, après avoir quitté ses études,
Heaviside est allé au Danemark et il est devenu opérateur
de télégraphe. Il a progressé rapidement
dans sa profession et il est revenu en Angleterre en 1871.
C'est son travail
qui l'a incité à étudier l'électricité.
Il a donc lu le nouveau traité de Maxwell sur l'électricité et
le magnétisme.
Après avoir lu ce traité, il a apporté des changements à sa
vie.
Il a arrêté de travailler et il s'est enfermé dans
une chambre de la maison familiale pour travailler sur la
théorie
de Maxwell. Heaviside a réduit la théorie de
Maxwell et c'est
à partir de ce moment que la théorie électrique
a pris sa forme moderne.
En lisant le traité de Maxwell, il a découvert
les quaternions de Hamilton. Il veut en tirer un outil dont
l'utilisation
sera plus souple et plus simple
pour l'étude de l'électromagnétisme.
Heaviside considère les quaternions comme une langue ou un
langage. Lorsqu'il
fut rendu à l'étape d'appliquer ce langage à la
théorie électrique il le trouve peu commode.
Il décida donc,
d'abandonner les quaternions pour s'en tenir aux
purs scalaires et aux purs vecteurs pour ainsi utiliser une
algèbre simple. La
séparation des scalaires et des vecteurs importe pour
la multiplication de ses derniers. Il utilise également
le produit scalaire et vectoriel qui est réuni dans
le produit des quaternions, mais il le fait dans des circonstances
particulières. Bien que la
séparation de ceux-ci rendait le calcul plus commode,
il y avait toute fois un prix à payer pour cette simplification
du calcul. Ce prix est le fait que ni l'un ni l'autre
n'est associatif. Heaviside ne prétendra
pas créer
un nouveau système, il admettra qu'il a seulement dérivé
son système de celui de Hamilton par élimination et
simplification. Grâce
à l'amélioration de ce système, Heaviside pourra
simplifier considérablement la théorie de Maxwell. Maxwell
avait écrit vingt équations à vingt variables.
Heaviside réduit
ces vingt équations en les remplaçant par quatre équations à
deux variables. Aujourd'hui, nous appelons ces équations
: "Les
quatre équations de Maxwell", oubliant qu'elles sont
en fait les équations de Heaviside. Heaviside
a été le successeur de Maxwell dans l'étude
de l'électromagnétisme.
Il a été le premier à écrire les quatre équations
sous leur forme actuelle. Il a ainsi donné à la théorie électrique
sa forme moderne. Cependant, c'est Hertz qui a obtenu
le crédit pour cela, mais il admet que ses idées
lui sont venues de Heaviside. Heaviside a obtenu des résultats
impressionnants dans l'analyse des vecteurs. Son calcul
opérationnel,
développé entre 1880 et 1887, a cependant causé beaucoup
de polémique. |
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Heckman, James (1944-), est un économiste
de
l'Université de Chicago. Il fut récompensé pour ses travaux pionniers en économétrie
et en économie, par le prix Nobel d'économie, avec Daniel McFadden.
Au-delà du Nobel, il a été récompensé en 1983 par la récompense de Clark de
l'association économique américaine, par la récompense 2005 de hache-viande de
Jacob pour l'accomplissement de vie dans des sciences économiques de travail,
par la médaille 2005 de Dublin Ulysse d'université d'université, et par la
récompense 2005 d'Aigner du journal de l'économétrie. Heckman a commencé sa
carrière au Collège du Colorado, avant de recevoir son doctorat en économie de
l'Université de Princeton en 1971. Par la suite, il a servi quelques temps comme
professeur-assistant à l'Université de Columbia avant d'intégrer l'Université de
Chicago. Heckman est resté célèbre pour avoir introduit le concept de biais de
sélection dans l'analyse économétrique moderne. Il fut également un pionnier
dans l'application de l'économétrie à l'économie, et a conduit de nombreuses études
empiriques. |
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Helmholtz,
Hermann Ludwig Ferdinand von (1821-1894) Il n'est
guère de domaines des sciences de la nature auxquels Helmholtz
n'ait consacré quelque recherche. On pourrait
répéter
à son endroit ce qu'il disait lui-même de Friedrich von
Humboldt dans sa célèbre conférence inaugurale
du colloque scientifique d'Innsbruck (Sur le but et
les progrès de la science de
la Nature, 1869) : "Il avait réussi à dominer toutes
les sciences de la nature à son époque et à pénétrer
jusqu'en
chacune de leurs spécialités." Même si Helmholtz
ajoute que dans la seconde moitié du 19e siècle
ce savoir encyclopédique est désormais impossible,
et qu'il faut
se résigner à besogner dans un secteur étroitement
délimité,
il suffit de jeter un regard sur l'ensemble de ses travaux
pour constater qu'il s'est préoccupé de
matières
aussi différentes que la thermodynamique, l'hydrodynamique,
l'électrodynamique et la théorie de l'électricité,
la physique météorologique, la physiologie,
et plus particulièrement
la théorie de l'acoustique et l'optique
physiologique. Pourvu de dons remarquables pour la vulgarisation
des résultats
scientifiques les plus récents, il écrivit de
nombreux articles et prononça maintes conférences où les
exposés scientifiques
populaires voisinent avec des préoccupations esthétiques
ou philosophiques. Son nom reste surtout attaché à la
formulation du principe de la conservation de l'énergie,
qui fait de lui l'un des pères de l'énergétique,
même si
certaines de ses assertions peuvent sembler d'un mécanisme
intransigeant et ont pu le faire considérer par certains
comme le dernier tenant de la physique galiléenne.
Son nom est lié
également à quelques inventions notoires comme celle
de l'ophtalmoscope
ou des résonateurs sphériques. Sur la fin de
sa vie, Helmholtz reconnaîtra l'importance et l'universalité d'un
autre principe physique, le principe de moindre action, qu'il
appliquera, en particulier, à l'électrodynamique. |
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Hermite,
Charles
(1822-1901), né à Dieuze, il publia ses premiers
travaux alors qu'il était encore élève à l'École
polytechnique, et à trente ans il était déjà considéré comme
un des meilleurs mathématiciens de son temps. Il fut
successivement professeur
à l'École polytechnique, au Collège de France et enfin
à la Sorbonne à partir de 1869 où son enseignement et
sa volumineuse correspondance eurent une influence considérable.
Il vécut à Paris jusqu'à sa mort. Il avait été élu
membre de l'Académie des sciences à trente-quatre
ans. En algèbre,
Hermite prit une part active aux premiers développements
de la théorie des invariants, inaugurée par Arthur
Cayley et James Joseph Sylvester, il acheva, entre autres,
la détermination
des invariants des formes binaires du cinquième degré,
commencée
par Sylvester, et découvrit la loi de réciprocité entre
covariants de formes binaires de degrés différents.
On lui doit aussi un procédé d'interpolation
améliorant
la méthode de Lagrange
en tenant compte des valeurs des dérivées premières,
et la découverte
de la famille de polynômes orthogonaux qui portent son nom.
Les travaux d'analyse d'Hermite portent la marque
de son tempérament d'algébriste. Son
sujet de prédilection
pendant toute sa vie a été la théorie
des fonctions elliptiques et des fonctions abéliennes,
dont il aimait particulièrement
explorer les liens cachés avec l'algèbre et la
théorie
des nombres. Un de ses résultats qui frappa le
plus ses contemporains est la résolution de l'équation
du cinquième degré à l'aide
des fonctions elliptiques. Sa virtuosité dans les calculs
des fonctions lui permit d'obtenir directement les remarquables
formules sur les nombres de classes d'idéaux des corps
quadratiques, que Kronecker avait déduites de la
multiplication complexe. Il fut un des pionniers dans l'étude
des fonctions abéliennes, où il développa
la théorie de la
transformation et rencontra à cette occasion pour la première
fois le groupe symplectique. Enfin, le plus célèbre
des mémoires d'Hermite
est celui où, en 1872, il démontra la transcendance
du nombre
e ; il y avait été conduit par ses
recherches sur les fractions continuées algébriques,
et sa méthode est restée
presque la seule dont on dispose encore aujourd'hui
pour aborder les problèmes de transcendance. |
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Hertz,
Heinrich Rudolf (1857-1894),
physicien allemand. Il fit ses études à l'Université
de Berlin. De 1885 à 1889, à l'origine de la télégraphie sans
fil, il fut professeur de physique à l'école technique de
Karlsruhe, et, à partir de 1889, enseigna la physique à l'Université
de Bonn. Hertz clarifia et étendit la théorie électromagnétique
de la lumière proposée par le physicien anglais James Maxwell,
en 1884. Il prouva que l'électricité pouvait être transmise
par des ondes électromagnétiques qui se déplacent à la vitesse
de la lumière et possèdent de nombreuses autres propriétés
de la lumière. Ses expérimentations avec ces ondes aboutirent
au développement du télégraphe sans fil et de la radio. L'unité
de fréquence, une période par seconde, fut dénommée le "Hertz". |
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Hilbert,
David (1862-1943), fut un étudiant de Lindemann et eut
pour camarade Herman Minkowski, avec qui il resta lié par
une profonde amitié. Bien que les intérêts mathématiques de
Hilbert furent vastes, il préféra travailler à un sujet à
la fois. Ses principaux domaines d'intérêts furent : jusqu'en
1892, la théorie algébrique des invariants; de 1892 à 1899
la théorie algébrique des nombres; de 1899 à 1905, le calcul
des variations; de 1901 à 1912, les équations intégrales;
de 1912 à 1917, les fondements mathématiques de la physique.
De 1917 jusqu'à la fin de sa vie, il s'occupa de la logique
mathématique. Il donna une impulsion décisive à l'essor des
recherches sur les fondements des mathématiques. Au congrès
international des mathématiques de 1900, Hilbert présenta
une liste de vingt-trois problèmes dont plusieurs ne sont
pas encore résolus aujourd'hui. Il est considéré par plusieurs
comme le plus grand mathématicien du 20ème siècle. |
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Hoyle,
Fred
(1915-2001) Né le 24 juin 1915 à Bingley, dans le Yorkshire,
Fred (Frederick) Hoyle étudie les mathématiques
et la physique théorique à Cambridge de 1933 à 1939.
Lorsque les hostilités
éclatent, il s'engage dans la Royal Navy pour travailler
au développement du radar au centre de recherche ultrasecret
de Witley. Il y rencontre deux physiciens d'origine
autrichienne, Hermann Bondi et Thomas Gold. Tous trois passionnés
de cosmologie, ils considèrent avec scepticisme le modèle
standard de l'Univers,
alors – et encore aujourd'hui –
généralement accepté, celui du Big Bang.
Pour Bondi, Gold et Hoyle, cette idée de commencement
est, d'un point de vue
philosophique, inacceptable. À l'époque, le modèle
standard achoppait à une difficulté sérieuse :
d'après les
estimations de Hubble, l'âge de l'Univers devait
être d'environ deux milliards d'années ;
or, les données géologiques conduisaient à un âge
de la Terre d'au
moins quatre milliards d'années. En 1952, Walter
Baade devait relever une erreur dans l'estimation de
Hubble, et il aboutissait, pour l'âge de l'Univers, à quatre
milliards d'années. De nos jours, l'âge
estimé de
l'Univers oscille entre dix et vingt milliards d'années,
ce qui élimine totalement la difficulté, mais
cette question
était alors cruciale et les discussions de Bondi, Gold
et Hoyle
à Witley allaient les amener à formuler, quelques années
plus tard, leur propre théorie cosmologique :
le modèle de l'état
stationnaire. Pendant la guerre, et dans les quelques années
qui suivent la fin des hostilités, Hoyle publie plusieurs études
sur la théorie de l'accrétion et sur
la théorie de la
structure stellaire, en particulier pour les étoiles
géantes
et les naines blanches. Ses travaux sur l'accrétion,
réalisés
en collaboration avec Raymond A. Lyttleton et Bondi, sont devenus
des classiques. Leur importance s'impose bien davantage
de nos jours, car l'étude des processus d'accrétion
sous-tend maintenant de vastes domaines de l'astronomie
(étoiles variables cataclysmiques, étoiles
binaires rayonnant en X, quasars, radiogalaxies...). La
guerre terminée, les trois
hommes retournent à Cambridge, où Hoyle obtient une chaire
de mathématiques. En 1948, ils exposent leur théorie
dans deux articles, l'un de Bondi et Gold, l'autre
de Hoyle. En 1963, le premier quasar est découvert.
Sa luminosité intrinsèque
est très supérieure à celle de tout autre objet céleste
connu :
il est cent fois plus lumineux que n'importe quelle galaxie !
En 1962, Hoyle et William A. Fowler avaient proposé une
théorie
qui pouvait rendre compte de la luminosité énorme
des quasars ;
il s'agissait de la théorie des étoiles
supermassives. Des considérations théoriques
permettent de démontrer que des
étoiles normales de masses supérieures à environ
60 masses solaires seraient le siège d'instabilités
violentes dues
à la pression de radiation et à la génération
de l'énergie
nucléaire. Cette hypothèse est corroborée par
le fait que l'on
n'observe pas d'étoiles normales au-delà de
la limite d'instabilité. En dépit de cet
argument, Hoyle et Fowler proposaient le concept d'étoile
supermassive, étoile qui
serait supportée presque entièrement par la pression
de radiation. De telles étoiles rayonnent à un taux
très précis, appelé la
luminosité d'Eddington. Cette luminosité est
proportionnelle
à la masse. Pour atteindre la luminosité caractéristique
d'un
quasar, l'étoile supermassive doit avoir une masse
de l'ordre de 100 millions de masses solaires.
Une fois formée, l'étoile supermassive évolue
par une progression quasi statique d'états de
densité croissante et, à cause
des fortes pertes par rayonnement, d'énergie décroissante.
Lorsque la densité devient suffisamment élevée,
une étoile supermassive
de moins de 1 million de masses solaires explose, tandis
qu'une étoile plus massive subit un effondrement
cataclysmique et forme des trous noirs supermassifs. Ces
deux possibilités
sont très importantes pour comprendre les quasars, et elles
ont été étudiées par de nombreux
chercheurs. Une autre explication du phénomène quasar,
suggérée pour la première fois par Donald
Lynden-Bell, suppose l'accrétion de matière dans
un trou noir supermassif situé au centre d'une
galaxie. |
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Huygens,
Christian (1629-1695), astronome, mathématicien
et physicien hollandais. Ses découvertes scientifiques nombreuses
et originales lui valurent une large reconnaissance et les
honneurs parmi les personnalités scientifiques du 17ème
siècle. Avec son Traité de la lumière (1690), il est
à l'origine de la théorie ondulatoire de la lumière (qui plus
tard prit son nom) : chaque point d'ondes en mouvement
est lui-même source de nouvelles ondes. En 1655, il inventa
une méthode de meulage et de polissage des lentilles d'optique.
La définition plus fine ainsi obtenue lui permit de découvrir
un satellite de Saturne et de fournir la première description
précise des anneaux de Saturne. La nécessité de disposer d'une
mesure exacte du temps pour l'observation du ciel l'amena
à appliquer les lois du pendule composé pour régler les mouvements
des horloges et montres. En 1656, il conçut une lunette de
télescope qui porte son nom. Dans Horologium oscillatorium
(1673), il détermina la véritable relation existant entre
la longueur d'un pendule et la durée d'oscillation, et présenta
ses théories sur la force centrifuge des mouvements circulaires,
qui aidèrent le physicien anglais Isaac Newton à formuler
les lois de la gravité. En 1678, il découvrit la polarisation
de la lumière par double réfraction sur la calcite. |
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Jacobi,
Carl (1804-1851) fut, avec N. H. Abel, le fondateur
de la théorie des fonctions elliptiques dont
il donna de nombreuses applications aux branches les
plus
diverses des mathématiques.
On lui doit également des exposés de mécanique
théorique où
il reprend les résultats de W. R. Hamilton, et
des applications de la théorie des équations
différentielles à la dynamique.
Jacobi est né à Potsdam. À son entrée au gymnase,
en 1816, il avait déjà achevé le cycle des études
secondaires et, assez réfractaire à l'enseignement
traditionnel, il étudia directement
les œuvres des grands mathématiciens, particulièrement
celles d'Euler et de Lagrange. Inscrit en mai 1821 à l'université
de Berlin, il y apprit la philologie et les mathématiques,
auxquelles il se consacra bientôt uniquement. En 1825 il était
docteur en philosophie avec une thèse où il démontrait
ou généralisait
certaines formules de Lagrange. Il enseigna à Berlin pendant
une année environ, puis à Kœnigsberg où il fut
transféré
par décision ministérielle. En fin 1827, il
fut nommé professeur
extraordinaire à l'université de cette ville où il
entra en contact avec l'astronome Bessel (1784-1846).
Pensionné
par le gouvernement de Prusse, il fut, après un voyage en
Italie, en 1843, nommé académicien à Berlin,
dispensé de
tout enseignement mais autorisé à traiter, à l'Université,
tout sujet qui lui conviendrait. Présenté comme
candidat aux élections de mai
1848, il fut persécuté un temps pour ses
opinions libérales.
Il mourut à Berlin à l'âge de quarante-sept ans.
Jacobi consacra de nombreux travaux à la transformation
des intégrales
et apporta une contribution essentielle à la théorie
des équations
différentielles et des équations aux dérivées
partielles. C'est
à cela que se rattachent ses apports au calcul des variations,
à la dynamique des solides et à la mécanique céleste –
problème des trois corps, perturbations des mouvements planétaires.
L'algèbre lui doit d'importantes recherches
sur les formes quadratiques et une exposition devenue
classique
de la théorie des déterminants, prélude
au mémoire sur les déterminants
fonctionnels appelés de nos jours "jacobiens". Il
perfectionne la théorie de l'élimination
et enseigne à représenter
les racines d'une équation algébrique
par des intégrales
définies ou par des séries. Il étudie
les points communs aux courbes et aux surfaces algébriques,
et trouve directement le nombre des tangentes doubles
d'une
courbe plane, établi
déjà par J. Plücker en utilisant la dualité.
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Jordan,
Camille (1838-1921) fut le spécialiste indiscuté de
la théorie
des groupes pendant toute la fin du 19ème siècle
et on lui doit de très nombreux résultats, tant sur
les groupes finis que sur les groupes dits classiques, dont
il fut le premier
à mesurer toute l'importance. Ses cours d'analyse
contribuèrent au développement de la théorie
des fonctions de variable réelle. Camille Jordan est
né à Lyon, d'une famille
aisée : son grand-père était l'homme
politique royaliste dont il porte le prénom, son père était
polytechnicien et sa mère était la sœur du peintre
Puvis de Chavannes. En 1855,
à dix-sept ans, il est reçu premier à l'École
polytechnique et sort de l'École des mines en
1861 ; il sera, du
moins en titre, ingénieur chargé de la surveillance
des carrières
de Paris jusqu'en 1885, ce qui n'empêchera pas
une intense activité de recherche mathématique.
Nommé examinateur
à l'École polytechnique en 1873, puis professeur
en 1876, il entre à l'Académie des sciences en
1881 puis succède
à Joseph Liouville au Collège de France deux années
plus tard. De 1885 à 1921, il assume la direction du Journal
de mathématiques
pures et appliquées fondé par Liouville. Malgré les
efforts de Liouville, l'oeuvre d'Évariste
Galois était
restée à peu près totalement inconnue du monde des mathématiques
(seul Leopold Kronecker avait utilisé certains de ses
résultats),
et c'est à Jordan, avec son Traité des substitutions
et des équations algébriques, publié à Paris
en 1870, que l'on doit le premier exposé systématique
de théorie des
groupes, enrichi de dix années de recherches personnelles.
Il s'y limite aux groupes finis, plus précisément
aux groupes de permutations, et introduit de nombreux concepts
nouveaux.
Dans des mémoires ultérieurs, Jordan étudie
en détail, essentiellement
du point de vue des facteurs de composition, le groupe linéaire
et les groupes orthogonaux et symplectiques sur un corps premier.
Ce sont les équations différentielles qui ont
conduit Jordan,
à la suite des travaux de Lazarus Fuchs et de Felix Klein, à
l'étude des sous-groupes finis du groupe. Les études
de Jordan sur le groupe linéaire font intervenir des
considérations
sur la réduction des matrices, et, en particulier, la
forme dite "forme de Jordan". D'autres mémoires
sont relatifs aux propriétés de primitivité et
de multiple transitivité
des sous-groupes d'un groupe symétrique particulier.
Indiquons enfin les efforts de Jordan pour déterminer
tous les groupes résolubles finis en réponse
au problème, posé par Niels Henrik
Abel, de rechercher toutes les équations de degré donné résolubles
par radicaux. En plus des résultats donnés ci-dessus
relatifs au groupe linéaire, on doit à Jordan un exposé complet
de la géométrie euclidienne réelle à n dimensions
par des méthodes
entièrement analytiques. L'enseignement de Jordan à l'École
polytechnique, puis au Collège de France, l'amène à préciser
de nombreuses notions de la théorie des fonctions
de variable réelle et son Cours d'analyse
de l'École polytechnique,
dont la première édition date de 1880, contribuera à former
des générations de mathématiciens. On
lui doit aussi la notion de fonction à variation bornée,
qui lui permet de donner une définition correcte de
la longueur d'une courbe et d'obtenir
sous sa forme générale le théorème de
convergence des séries
de Fourier ; mais le résultat le plus célèbre
est celui qui affirme qu'une courbe fermée -simple
(dite, de nos jours, "courbe de Jordan") sépare
le plan en deux régions. Signalons enfin, pour terminer,
que Jordan, précurseur
de Henri Poincaré, a écrit plusieurs mémoires
d'Analysis
situs, c'est-à-dire de topologie combinatoire. On lui
doit une démonstration, devenue classique, du théorème
d'Euler
sur les polyèdres et le fait que deux surfaces de même genre
sont applicables l'une sur l'autre (ce qui, comme
l'a montré Poincaré, n'est pas
vrai en général pour
les hypersurfaces). |
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Joule,
James Prescott (1818-1889),
physicien britannique, né à Salford, dans le Lancashire. Il
fut l'un des plus grands physiciens de son époque.
Joule est célèbre pour ses travaux de recherche en électricité
et en thermodynamique. Au cours de ses recherches sur la chaleur
émise dans un circuit électrique, il formula la loi, connue
sous le nom de loi de Joule, sur la chaleur électrique, qui
indique que la quantité de chaleur produite chaque seconde
dans un conducteur par le passage du courant électrique est
proportionnelle à la résistance électrique du conducteur et
au carré du courant électrique. Joule a vérifié expérimentalement
la loi de la conservation de l'énergie dans son étude sur
la transformation de l'énergie mécanique en énergie thermique
(relation entre joules et calorire : il faut 1 calorie, soit
4.18 joules pour augmenter 1 gramme d'eau d'un degrée). |
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Kepler, Johannes
(1571-1630), astronome et physicien
allemand, célèbre pour sa formulation et sa vérification des
trois lois du mouvement planétaire. Ces lois sont maintenant
connues sous le nom de "lois
de Kepler". Son principal traité contient les formulations
de deux des lois du mouvement planétaire. La première stipule
que les planètes se déplacent selon des orbites elliptiques
avec le Soleil ; la seconde, ou "loi des aires",
énonce que la ligne imaginaire que l'on tracerait entre le
Soleil et une planète balaie des aires identiques d'une ellipse
pendant des intervalles de temps égaux; en d'autres termes,
plus la planète se rapproche du Soleil, plus elle se déplace
rapidement. Un autre traité contient une autre découverte
sur le mouvement planétaire : le cube de la distance
entre une planète et le soleil divisé par la période orbitale
de cette planète au carré est une constante et est la même
pour toutes les planètes. Le mathématicien et physicien anglais
Sir Isaac Newton se reposa fortement sur les théories et les
observations de Kepler pour formuler sa théorie de la force
gravitationnelle. Kepler apporta également sa contribution
dans le domaine de l'optique et développa en mathématiques
un système infinitésimal qui fut le précurseur du calcul infinitésimal. |
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Keynes,
John Maynard (1883-1946)
était un économiste britannique. Il est le fondateur
du "keynésianisme", doctrine économique
qui encourage l'intervention de l'État au sein de
l'économie,
pour assurer le plein emploi. John Maynard Keynes est né
dans une famille d'universitaires. Son père, John Nevile
Keynes, était lecteur à l'Université de
Cambridge et enseignait la logique et l'économie politique.
La mère de John Maynard, Florence Ada Brown, était
un auteur à succès et une pionnière
des réformes sociales. À sept ans il entra à
Perse School. Deux ans plus tard, il entrait en classe préparatoire
à St Faith's. Avec les années, il se montra très
prometteur et en 1894, il termina premier de sa classe et
reçu
un prix pour la première fois en mathématiques.
Un an plus tard, il intègre le Eton College où
il brille et gagne, en 1899 et en 1900, le prix de mathématiques.
En 1901, il finit premier en mathématiques, histoire
et anglais. En 1902, il gagne sa place pour le King's college
de Cambridge. Au cours des années 1920-1930, Keynes
tient un club «d'appréciation musicale» servant à dissimuler
les rencontres clandestines d'homosexuels, Keynes lui-même
étant homosexuel pratiquant et avoué. John Maynard
Keynes est sans aucun doute une importante figure de l'histoire
de la science économique qu'il révolutionna avec
son œuvre principale, la Théorie générale
de l'emploi, de l'intérêt et de la monnaie
paru en 1936. L'ouvrage est considéré comme le
traité de science sociale le plus influent du 20ème
siècle dans la mesure où il a rapidement et
continuellement modifié la façon dont le monde
a considéré
l'économie et le rôle du pouvoir politique dans
la société. Certains estiment qu'aucun autre
ouvrage n'a eu une telle importance depuis en Europe, bien
que l'ouvrage
de Friedrich Hayek qui lui valut son Prix Nobel, The Road
to Serfdom, fasse la démonstration fulgurante des
limites de la théorie keynésienne. Avec la Théorie
générale, Keynes a développé
une théorie qui pouvait expliquer le niveau de la production
et par conséquent de l'emploi ; le facteur déterminant
étant la demande. Parmi les concepts révolutionnaires
apportés par Keynes, on retiendra surtout : ceux de
l'équilibre
de sous-emploi où le chômage est possible pour
un niveau donné de la demande effective, l'absence
de mécanisme de régulation par les prix afin
de résorber
le chômage, une théorie de la monnaie fondée
sur la préférence pour la liquidité,
l'introduction de l'incertain et des prévisions,
la notion d'efficacité
marginale de l'investissement brisant la loi de Say (et renversant
donc le lien de causalité épargne-investissement).
Ces concepts accréditent la possibilité de
politiques interventionnistes pour éliminer les récessions
et freiner les surchauffes économiques. L'ensemble
de ces concepts constitue ce qu'on appelle aujourd'hui
la macroéconomie. |
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Kirchhoff,
Gustav Robert (1824 - 1887) Né à Könisberg (aujourd'hui
Kaliningrad en Russie), Kirchhoff étudie la physique mathématiques
auprès de Franz Neumann. Diplômé en 1847, il devient conférencier
à l'université de Berlin avant d'obtenir, en 1850, le poste
de professeur de physique extraordinaire à l'université de Breslau.
C'est là qu'il fait la connaissance du chimiste Robert Wilhelm
Bunsen, avec qui il sera amené à travailler de nombreuses années.
Leur collaboration se poursuivra en effet au-delà de 1854, date
à laquelle Kirchhoff est nommé à professeur de physique à l'université
de Heidelberg. Elu vice-recteur de cette même université en
1865, il finit par accepter une chaire de physique théorique
à Berlin en 1875. Kirchhoff est encore étudiant lorsqu'il commence
à s'intéresser aux problèmes liés à l'électricité. En 1845,
il établit la notion de potentiel électrique et énonce les lois
de réseaux qui portent son nom (loi des nœuds : dans un
circuit électrique, la somme algébrique des courants aboutissant
à un nœud est nulle - loi des mailles : la somme algébrique
des différences de potentiel autour d'une maille du réseau est
nulle). Il généralise la loi d'Ohm sur le courant électrique
à des conducteurs à trois dimensions et, plus tard, montre que
le passage du courant à travers un conducteur se fait à la vitesse
de la lumière. Sa rencontre avec Bunsen aboutit à la naissance
de la spectroscopie. Ensemble, les deux chercheurs découvrent
le caractère spécifique du spectre de la lumière émise par chaque
corps chimique. Grâce à ce nouvel outil d'analyse, ils dépistent
deux éléments encore inconnus : le césium (1860) et le rubidium
(1861). La mise au point du spectroscope à prisme, pour analyser
la lumière de substances en combustion, permet également à Kirchhoff
d'établir la loi du rayonnement : le rapport des pouvoirs d'émission
et d'absorption d'un corps, indépendant des propriétés de ce
corps, est fonction de la température et de la longueur d'onde.
Le pouvoir d'émission est ainsi proportionnel à celui du "corps
noir", défini par Kirchhoff comme le corps parfaitement
absorbant. Cette loi, qui explique notamment la présence des
raies sombres d'absorption (dites "raies de Fraunhofer")
dans le spectre de rayonnement solaire, marque le début d'une
nouvelle ère en astrophysique et annonce l'avènement de la théorie
des quanta de Planck. |
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Klein,
Félix (1849-1925) fit ses études à Bonn, à Göttingen
et
à Berlin. En 1872, il devint professeur de mathématiques à l'université
d'Erlangen, où son cours inaugural fut l'énoncé
des grandes lignes de son fameux programme d'Erlangen.
Il enseigna ensuite à Munich (1875-1880), puis à l'université
de Leipzig (1880-1886) et enfin à Göttingen (1886-1913). À partir
de 1872, il édita les Mathematische Annalen de
Göttingen
et fonda, en 1895, la grande Encyclopédie mathématique,
dont il supervisa la rédaction jusqu'à sa mort, à Göttingen.
Il fut le chef incontesté de l'école mathématique
allemande, et son influence fut très grande (il donna de
nombreuses conférences
à l'étranger, dont les États-Unis), notamment
sur le développement
de la géométrie, grâce à son programme d'Erlangen.
Avec ce texte, publié dans son ouvrage Gesammelte
mathematische Abhandlungen (1921-1923), Klein donne une
définition de
la géométrie englobant aussi bien la géométrie
classique (c'est-à-dire
euclidienne) que la géométrie projective, les
géométries non
euclidiennes, etc., mettant fin aux controverses stériles
entre partisans de la géométrie synthétique
et ceux de la géométrie
analytique. Pour lui, une géométrie est l'étude
des propriétés
invariantes par un groupe donné de transformations :
ainsi les théorèmes de géométrie classique
sont l'expression
de relations entre invariants du groupe des similitudes ;
ceux de la géométrie projective entre covariants
du groupe projectif. On doit aussi à Klein d'importants
travaux sur l'équation
différentielle hypergéométrique, sur les
fonctions abéliennes,
sur le groupe de l'icosaèdre régulier (Lectures
on the Icosahedron, 1914), sur les fonctions elliptiques, à
partir desquelles il dégage la notion de fonction modulaire
(Vorlesungen über die Theorie der automorphen Funktionen,
1897-1902). |
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Kronecker,
Leopold
(1823-1891) Le mathématicien allemand Kronecker nous
apparaît,
avec Kummer, comme l'un des plus grands arithméticiens
du 19ème siècle et l'un des fondateurs de la grande
théorie des nombres algébriques. Ses travaux
sur le corps de classes dans un cas particulier ont préparé ceux
de Hilbert et sont à la base de la théorie générale
du corps de classes relatif qui est, de nos jours, un sujet
privilégié de profondes
recherches. Né à Liegnitz, dans une famille de riches
commerçants,
Leopold Kronecker suivit au gymnase les cours d'Ernst
Kummer, qu'il devait retrouver plus tard comme professeur
à l'université de Breslau, puis comme collègue à Berlin,
et qui, avec Peter Gustav Lejeune-Dirichlet, devait avoir
l'influence
la plus profonde sur le développement de sa pensée.
Après avoir
soutenu, en 1845, une thèse très originale sur les unités
des corps cyclotomiques, il s'occupa pendant plusieurs
années
des affaires familiales, et ne put se livrer entièrement de
nouveau aux recherches mathématiques qu'à partir
de 1853.
Élu, en 1860, membre de l'Académie des
sciences de Berlin, il donna, à partir de cette époque,
des cours libres à cette
université, où il fut nommé professeur titulaire
en 1883 et où il acheva sa vie. Bien que maniant avec virtuosité toutes
les ressources de l'analyse (comme le montrent ses travaux
sur les fonctions elliptiques ou les séries de Dirichlet),
Kronecker est avant tout un algébriste et un arithméticien.
Même sa découverte
la plus importante en analyse, une formule intégrale
donnant le nombre des racines d'un système d'équations
dans un espace à n dimensions, lui a été inspirée
par des travaux sur les suites de Sturm. D'ailleurs,
vers la fin de sa vie, il professait une doctrine tendant à rejeter
l'infini
actuel des mathématiques en ne gardant comme valable
que ce qui pouvait être uniquement fondé sur le nombre
entier ;
ses polémiques avec Cantor à propos de la théorie
des ensembles sont restées célèbres, et il peut être
considéré comme le précurseur
de l'école intuitionniste. En algèbre, Kronecker
fut l'un
des animateurs les plus actifs du groupe de mathématiciens
qui, dans les années 1860-1890, achevèrent de mettre
sur pied l'algèbre
linéaire et multilinéaire inaugurée par
Arthur Cayley et Hermann Grassmann aux alentours de 1845.
C'est ainsi qu'il
reprit et compléta les travaux de Karl Weierstrass et
fut l'un
des premiers à comprendre et à utiliser les travaux d'Évariste
Galois (publiés en 1846). C'est lui aussi qui
donna la forme générale du théorème
d'approximation diophantienne
simultanée de plusieurs nombres réels par des
formes linéaires
à coefficients réels et à variables entières, en étendant
le
"principe des tiroirs" de Dirichlet. Les travaux les plus profonds
et les plus originaux de Kronecker sont relatifs à la théorie
des nombres algébriques. Presque aussitôt après la
découverte
par Kummer de la théorie des nombres idéaux ,
qui résolvait
la question de la divisibilité dans les corps cyclotomiques,
Kronecker se proposait d'étendre cette théorie à tous
les corps de nombres algébriques. Au témoignage
de Kummer et de Dirichlet, il y était parvenu vers
1857, mais il ne se décida
à publier sa méthode qu'en 1882, plus de dix ans
après
que Richard Dedekind eut indépendamment publié des
résultats
équivalents, obtenus à l'aide de sa théorie
des idéaux.
Plus remarquables encore sont les résultats de Kronecker
sur les extensions abéliennes des corps de nombres
algébriques,
par où il inaugurait, dès les années 1853-1857, ce qui
allait
être le sujet principal de la théorie des nombres algébriques
dans la première moitié du 20e siècle :
la théorie du corps de classes. En 1853, il montrait
que toute extension algébrique du corps des nombres
rationnels est contenue dans le corps de toutes les racines
de l'unité (réunion
des corps cyclotomiques), qui est donc l'extension abélienne
maximale de l'ensemble des rationnels ; et, en 1857,
il rencontrait le premier exemple de corps de classes sur
les
extensions
quadratiques imaginaires de l'ensemble des rationnels, en étudiant
la multiplication complexe des fonctions elliptiques. |
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Lagrange,
Joseph Louis de (1736-1813),
mathématicien et astronome français. Il fut nommé professeur
de géométrie à l'école militaire de Turin à l'âge de dix-neuf
ans. Considéré comme l'un des plus grands mathématiciens du
18ème siècle, il
introduisit de nouvelles méthodes pour le calcul des variations
et pour l'étude des équations différentielles, qui lui permirent
de donner un exposé systématique de la mécanique dans son
célèbre ouvrage Mécanique analytique (1788). Il travailla
sur la théorie additive des nombres. On lui doit le théorème
sur la décomposition d'un entier en quatre carrés. Dans
l'étude des équations algébriques, il introduisit des concepts
qui conduiront à la théorie des groupes développée plus tard
par Abel et Galois. Parmi ses recherches en astronomie, citons
ses calculs sur la libration de la Lune et sur les mouvements
des planètes. |
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Langevin,
Paul (1872-1946) Physicien français né et mort à Paris.
Très jeune, Paul Langevin manifeste des dons exceptionnels,
sanctionnés par une carrière scolaire qui sort
de l'ordinaire ;
encouragé par ses instituteurs, il parcourt rapidement
les divers
échelons de l'enseignement primaire, puis primaire
supérieur,
avant d'entrer à seize ans à l'École supérieure
de physique et de chimie industrielle de la Ville de Paris
(seule
école d'ingénieurs accessible à ceux qui
n'avaient
pas reçu l'enseignement des lycées). Langevin
y suit les cours et l'enseignement de laboratoire de
Pierre Curie, avec lequel il se lie d'amitié. À sa
sortie de l'École,
il renonce à la carrière d'ingénieur et décide,
sur les conseils de Pierre Curie, de se consacrer à la recherche
et
à l'enseignement. Aussi, se présente-t-il à l'École
normale supérieure : il est reçu premier en 1894.
En 1897, il bénéficie d'une bourse pour
aller travailler un an au Cavendish Laboratory de Cambridge,
haut lieu de la science
européenne où se trouvent alors E. Rutherford et J.
J. Thomson. De retour en France, il soutient sa thèse en 1902,
est nommé
professeur suppléant, puis professeur au Collège de
France. En 1904, il succède à Pierre Curie à l'École
de physique et de chimie, dont il devient directeur en 1925.
Au moment où
Paul Langevin entame sa carrière scientifique, en 1895, la
physique est à un tournant de son histoire. L'oeuvre
de Langevin se situe dans cette longue période de transition
qui, de 1900
à 1930, mène de la physique classique à la physique moderne,
dominée par la théorie de la relativité d'Einstein
et la théorie quantique. Ses premiers travaux (sur
l'ionisation
des gaz) l'amènent à s'intéresser au problème
de la nature microscopique du magnétisme. Il élabore
un modèle
dans lequel les électrons à l'intérieur
des atomes décrivent
des orbites fermées, conférant ainsi aux atomes
des propriétés
analogues à celles de petits aimants. Du fait de leur interaction
électromagnétique, ces petits aimants auraient
tendance à s'aligner
parallèlement les uns aux autres, n'était l'agitation
thermique qui tend à leur donner des directions aléatoires ;
les propriétés magnétiques d'un
corps résultant alors
de la compétition entre un facteur d'ordre (l'interaction
électromagnétique) et un facteur de désordre (l'agitation
thermique). Cette théorie, élaborée en
1905, devait par la suite servir de modèle à de nombreuses
autres explications des propriétés
macroscopiques de la matière, faisant toutes intervenir les
effets statistiques combinés de facteurs d'ordre
et de désordre. En 1906, alors qu'il travaille à l'élaboration
d'un cours sur la théorie électromagnétique,
professé
au Collège de France, Langevin aboutit au résultat étonnant
selon lequel l'inertie serait une propriété de
l'énergie...,
du moins dans le cas de l'électron. Ce n'est
que quelques mois plus tard qu'il lira le mémoire
d'Einstein
sur la théorie de la relativité restreinte. Dès
lors, tout en contribuant à l'approfondissement des
concepts de la théorie,
il va se consacrer à l'enseignement et à la divulgation
de ces idées nouvelles, que ce soit dans ses cours
au Collège
de France, ou en des lieux moins conventionnels, telle la Société
française de philosophie. En 1922, il fait venir Einstein à
Paris pour une série de conférences. Ce voyage,
que des nationalistes anti-allemands tentèrent d'empêcher
(au point que le quartier Latin fut à cette occasion mis en état
de siège), marque une
étape importante dans le long combat que mena Langevin
pour l'introduction des idées relativistes en
France. L'activité
internationale de Langevin ne se limite pas là. Il est à l'origine
des fameux congrès Solvay qui, dès 1911, réunirent
périodiquement
tous les grands noms de la physique, et où furent largement
discutés les concepts de la théorie quantique.
C'est d'ailleurs
grâce à lui que les travaux de son élève Louis de Broglie
sur la mécanique ondulatoire connurent la diffusion
qu'ils
méritaient : d'abord étonné,
Langevin fut très vite
convaincu de la justesse des idées de De Broglie et
inscrivit immédiatement la nouvelle mécanique
ondulatoire au programme de son cours au Collège de France.
Fidèle à l'idéal de
clarté pédagogique qui fut toujours le sien,
Langevin a par ailleurs effectué, sur les concepts
encore en gestation de la théorie quantique, un travail
d'analyse et de refonte
épistémologiques dont on mesure aujourd'hui
l'importance. |
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Laplace,
Marquis Pierre Simon (1749-1827) Né à Beaumont-en-Auge,
fils de cultivateur, Laplace s'initia aux mathématiques à
l'École militaire de cette petite ville. Il y commença son
enseignement. Il doit cette éducation à ses voisins aisés
qui avaient détecté son intelligence exceptionnelle. À 18
ans, il arrive à Paris avec une lettre de recommandation pour
rencontrer le mathématicien d'Alembert, mais ce dernier refuse
de rencontrer l'inconnu. Mais Laplace insiste : il envoie
à d'Alembert un article qu'il a écrit sur la mécanique classique.
D'Alembert en est si impressionné qu'il est tout heureux de
patronner Laplace. Il lui obtient un poste d'enseignement
en mathématique. L'oeuvre la plus importante de Laplace concerne
le calcul des probabilités et la mécanique céleste. Il établit
aussi, grâce à ses travaux avec Lavoisier entre 1782 et 1784
la formule des transformations adiabatiques d'un gaz, ainsi
que deux lois fondamentales de l'électromagnétisme. En mécanique,
c'est avec le mathématicien Joseph-Louis de Lagrange, que
Laplace résume ses travaux et réunit ceux de Newton, Halley,
Clairaut, d'Alembert et Euler, concernant la gravitation universelle,
dans les cinq volumes de sa Mécanique céleste (1798-1825).
On rapporte que, feuilletant la Mécanique céleste, Napoléon
fit remarquer à Laplace qu'il n'y était nulle part fait mention
de Dieu. "Je n'ai pas eu besoin de cette hypothèse",
rétorqua le savant. |
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Laurent, Pierre Alphonse (1813-1854) est un mathématicien
français, né à Paris qui s'est rendu
célèbre pour la découverte de la Série
de Laurent dans le domaine de l'analyse complexe et qui a un
grand impact dans le calcul de certaines intégrales en physique.
Il est entré à l'École Polytechnique
de Paris en 1830. Laurent a été diplômé en 1832 comme un
des meilleur élèves de l'années et entra dans le corps d'ingénierie
comme lieutenant. Pendant la gestion de ses projets de développement
du port du Havre, Laurent écrivait sa première publication
mathématique sur les séries de Laurent. Cette
recherche était
contenue dans un mémoire
soumis au Grand prix de l'Académie des sciences en
1843, mais, sa candidature étant trop tardive, l'article
n'a jamais été inscrit au prix. Cependant Cauchy
fit une référence dans ses travaux au papier de Laurent 3
mois
plus tard. Le même problème se réitéra pour une autre publication
importante de Laurent quelques mois plus tard. Après ces
évéenemtns, Laurent, déçu changea de domaine de recherche
pour se concentrer sur la physique (mathématique appliquée).
Cauchy lui propose un poste vacant à l'Académie des Sciences
en 1846 mais sa candidature ne fut pas retenue. Laurent
est mort à Paris, à l'âge
de 41 ans. Ses écrits
n'ont été publiés qu'après son
décès.
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Lavoisier, Antoine Laurent de (1743-1794), chimiste français, considéré
comme le fondateur de la chimie moderne. Lavoisier naquit
à Paris et fit ses études au collège Mazarin. Il fut élu membre
de l'Académie des sciences en 1768. Il occupa de nombreux
postes, y compris celui de directeur des Poudreries nationales
en 1776, de membre de la Commission pour l'établissement du
nouveau système de poids et mesures en 1790 et de secrétaire
de la Trésorerie en 1791. Il tenta d'introduire des réformes
dans le système monétaire et fiscal français, ainsi que dans
le système agricole. Lavoisier fut l'un des premiers à réaliser
des expériences chimiques réellement quantitatives. Il montra
qu'en dépit du changement d'état de la matière au cours d'une
réaction chimique, la quantité de matière restait constante
entre le début et la fin de chaque réaction. Ces expérimentations
ont fourni des preuves en faveur de la loi de la conservation
de la matière. Lavoisier fit également des recherches sur
la composition de l'eau, dont il appela les composants oxygène
et hydrogène. L'une des plus importantes expériences de Lavoisier
concerna la nature de la combustion (ou brûlage). Il démontra
ainsi que le processus de combustion implique la présence
d'oxygène. Il démontra également le rôle de l'oxygène dans
la respiration chez les animaux et chez les végétaux. Les
explications de Lavoisier sur la combustion remplacèrent la
doctrine du phlogistique. Celle-ci postulait en effet qu'une
substance se dégageait, le "phlogiston",
lorsque la matière se consumait. |
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Lebesgue,
Henri Léon
(1875-1941) est un ancien
élève de l'E.N.S., il eut Émile Borel comme professeur (à qui
l'on doit les premiers travaux importants en théorie de la mesure).
Après quelques années au lycée de Nancy, Lebesgue enseignera
à Rennes. C'est pendant cette période qu'il se fera connaître
par son élégante théorie de la mesure. Professeur à la Sorbonne
puis au collège de France, il sera élu à l'Académie des sciences
en 1922. Par sa théorie des fonctions mesurables (1901) s'appuyant
sur les tribus boréliennes (du nom du mathématicien
Émile Borel), Lebesgue a profondément remanié et généralisé
le calcul intégral. Sa théorie de l'intégration (1902-1904)
répond aux besoins des physiciens en permettant la recherche
et l'existence de primitives pour des fonctions "irrégulières"
et recouvre (coïncide avec) les différentes théories jusqu'ici
avancées et apparaissant comme des cas particuliers: Riemann:
fonctions en escalier, fonctions continues ; Darboux : fonctions
bornées ; Stieltjes : fonctions à variation bornée |
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Lee,
Tsung-Dao (1926- )
Né le 24 novembre 1926 à Shanghai (Chine), Lee Tsung-Dao était
le fils d'un homme d'affaires. La guerre sino-japonaise
de 1937-1945 lui fit quitter l'université Kweichow
dans la province du Zhejiang, pour rejoindre celle de Kunming,
dans
le Yunnan, où il rencontra Yang Chen-Ning, dont il sera longtemps
l'ami et le collaborateur. Une bourse du gouvernement
chinois lui permit de terminer ses études à l'université
de Chicago (États-Unis), où il soutint sa thèse sur
le contenu en hydrogène des naines blanches, en 1950. Membre
de l'Institute
for Advanced Study de Princeton (New Jersey) de 1951 à 1953,
il devint bientôt, à vingt-neuf ans, le plus jeune professeur
de l'université Columbia, à New York.
En 1956, les physiciens étaient en butte à une énigme
surgie du dépouillement des données fournies
par l'accélérateur
de particules du laboratoire national de Brookhaven, près de
New York : deux particules, appelées "tau"
et "thêta", semblaient avoir même masse et mêmes
interactions nucléaires, mais différaient par
leurs produits de désintégration.
Lee et Yang proposèrent qu'elles n'étaient
qu'une
seule particule, maintenant notée "K0", et
que l'interaction
faible responsable de leur désintégration ne
respectait pas la symétrie de parité. Ils en
conclurent qu'il était indispensable
de soumettre à vérification expérimentale le
fait que l'interaction
faible distingue la droite de la gauche. Six mois suffirent
à l'équipe du National Bureau of Standards de
Washington, mobilisée par la physicienne chinoise Wu
Chien-Shiung, pour montrer que des noyaux radioactifs de cobalt 60
polarisés
émettaient plus d'électrons dans une direction
que dans la direction opposée. Confirmée rapidement
par plusieurs autres groupes expérimentaux, cette violation
de la symétrie miroir
valut à Lee Tsung-Dao et à Yang Chen-Ning de se partager le
prix Nobel de physique 1957. |
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Legendre,
Adrien Marie (1752-1833).
Les centres d'intérêts de Legendre étaient variés: analyse,
théorie des nombres, géométrique et mécanique. Environ un
siècle avant qu'on en obtienne les preuves, il conjectura
le théorème des nombres premiers ainsi que la loi de réciprocité
quadratique. Toute sa vie, il s'intéressa aux intégrales elliptiques,
dont les travaux allaient finalement donner naissance aux
courbes elliptiques, sujet très étudié par les mathématiciens
contemporains. Il laisse en héritage à la communauté mathématique
du 19ème siècle un traité de géométrie élémentaire, qui s'avère
très précieux dans le monde de l'enseignement. |
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Leibniz, Gottfried Wilhelm
(1646-1716), philosophe allemand, mathématicien, considéré
comme un des plus brillants esprits du 17ème siècle.
Leibniz contribua aux mathématiques en découvrant, en 1675,
les principes fondamentaux du calcul infinitésimal. Cette
découverte fut réalisée indépendamment des découvertes de
Newton, qui inventa son système de calcul en 1666. Le système
de Leibniz fut publié en 1684, celui de Newton en 1687, date
à laquelle la méthode de notation imaginée par Leibniz fut
universellement adoptée et on le considère aussi comme un
pionnier du développement de la logique mathématique. |
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Landau,
Lev Davidovich (1908-1968) est né le 22 janvier
1908 en Azerbaïdjan, fils d'un ingénieur
et médecin. Après avoir
achever ses études au Département de Physique
de l'Université
de Léningrad à l'âge dix-neuf ans, il commence sa
carrière
scientifique à l'Institut Physico-technique de Léningrad.
De 1932 à 1937 il est le chef du Département Théorique
de l'Institut Physico-technique Ukrainien à Kharkov et
dès
1937 il est nommé chef du Département Théorique
de l'Institut pour les Problèmes Physiques de l'Académie
des Sciences de l'URSS à Moscou. Le travail de Landau couvre
toutes les branches de physique théorique, aux limites
de la mécanique liquide
à la théorie des champs quantique. Une grande partie
de ses papiers se réfère à la théorie de l'état
condensé. Ils ont
commencé en 1936 par une formulation d'une théorie
générale
des transitions de phase du deuxième ordre. Après la découverte
de Kapitsa, en 1938, de la superfluidité de l'hélium
liquide, Landau a engagé la vaste recherche qui
l'a mené à la construction
de la théorie complète des liquides quantiques aux
températures
très basses. En 1961, il reçoit le prix Max Planck et la
médaille
de Fritz.
Parmi ses écrits, couvrant une vaste gamme de thèmes
liés
aux phénomènes physiques, on relève plus de cent articles
et de nombreux livres, dont le célèbre "Cours
de physique théorique" (Course of Theoretical
Physics), publié
en 1943 avec E.M.Lifchitz. LANDAU a dominé toute
la physique théorique de 1930 à 1965. Il avait créé un
ensemble d'examens de physique théorique, appelé le “Minimum
théorique” que les étudiants ou chercheurs
confirmés
devaient
passer pour entrer dans son groupe de recherche. N'importe
qui, quelle que soit sa formation, pouvait entrer et demander
à passer ces examens, mais peu les réussirent. Le “Minimum
théorique” de Landau incluait des problèmes
dans toutes les branches des mathématiques qu'il
considérait comme
importantes pour la physique théorique : calcul différentiel,
variables complexes, équations différentielles,
théorie des
groupes, géométrie différentielle,...
Pendant les vingt-neuf ans du “Minimum théorique”,
de 1933 à 1962, seules
43 personnes le réussirent. La tentative n'a
pas été
poursuivie. Il n'est pas sûr qu'elle ait finalement
donné les résultats attendus, probablement
en partie parce que les élèves étaient trop
façonnés par le maître et trop
dépendants de lui. |
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Levi-Civita,
Tullio (1873-1941) Né
à Padoue, Levi-civita y fera ses études. Avant tout physicien,
il enseigna la mécanique analytique et céleste à Padoue et
à Rome. Ses travaux s'orientent principalement vers l'électromagnétisme
et les théories de Lorentz et de Maxwell. En collaboration
avec Ricci-Curbastro, il crée le calcul différentiel absolu
qui deviendra le calcul tensoriel, outil mathématique qui
s'avéra indispensable à l'élaboration de la théorie de la
relativité d'Albert Einstein. |
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Lie,
Sophus (1842-1899), mathématicien
norvégien Lie fit ses études à l'université de Christiana.
Il donna des leçons particulières pour gagner sa vie, et passa
avec Klein l'hiver 1869-1870 à Berlin, l'été 1870 à Paris.
En 1872, une chaire de mathématiques fut créée pour lui à
Christiana, et en 1886, il succéda à Klein à Leipzig. Outre
des travaux en géométrie projective de l'espace, on retient
surtout de Lie l'étude de structures algébriques nouvelles
qu'il applique à la géométrie, jusqu'à la création de toutes
pièces de la théorie des groupes et algèbres qui portent son
nom. Dans la notion de groupe et d'algèbre de Lie, interviennent
des propriétés de continuité (groupe topologique), annonçante
la nouvelle branche importante des mathématiques que sera
la topologie. Les travaux de Lie, dans ce domaine, seront
principalement poursuivis par Élie Cartan. |
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Lindemann
von, Ferdinand (1852-1939) a été le premier mathematician
à démontrer la transcendence de Pi. Son père, nommé également
Ferdinand Lindemann, était professeur de langues modernes au
gymnase de Hannover lors de sa naissance. Sa mère, Emilie Crusius
était la soeur du recteur du gymanse ou enseignait son père.
Quand Ferdinand était âgé de deux ans, son père fut nommé a
directeur d'une entreprise de traitement des gaz à Schwerin.
La famille se déplaça alors dans cette ville où Ferdinant passa
ses années d'enfance et sa scolarité primaire. Comme il était
de pratique à cette époque en Allemagne pendant la seconde moitié
du 19ème, Lindemann se déplaça fréquemment d'une université
à l'autre. Il commença ses études à Göttingen en 1870 et y fut
grandement influence par Clebsch. Plus tard, Lindemann qui avait
établi des très bonnes relations avec Clebsch rédigea à nouveau
les notes de géométrie de ce dernier après son décès pour leur
publication en 1876. Ensuite, Lindemann étudia à Erlangen à
Münich où il effectua sont travail de doctorat sous la direction
de Klein sur les géométries non-euclidiennes et la ses applications
à la physique. Après avoir obtenu son doctorat, Lindemann fit
des visites importantes à des centres de mathématiques anglais
et français. En Angleterre, il visita Oxford, Cambridge et Londre,
alors qu'en France il passa la majeure partie de son temps à
Paris où il fut grandement influencé par Chasles, Bertrand,
Jordan et Hermite. Lorsqu'il retourna en Allemagne, Lindemann
travailla sur des publications permettant sa réintégration et
sa reconnaissance dans le domaine scientifique Allemand. Ce
fut enfin en 1877 qu'il fut nominé professeur extraordinaire
à l'université de Würzburg et professeur ordinaire à l'université
de Freiburg en 1879. Le principal travail de Lindemann porta
sur la géométrie et l'analyse et il est particulièrement connu
pour la fameuse preuve de transcendance. En 1873, alors que
Lindemann venait d'avoir obtenu son doctorat, Hermite démontra
la transcendance du nombre d'Euler. Peut de temps après, Lindemann
rencontra Hermite à Paris et discuta des méthodes utilisées
pour la démonstration. Ainsi, utilisant un raisonnement similaire,
Lindemann démontra en 1882 la transcendance de pi (sur la base
que le nombre d'Euler est lui-même transcendant). Beaucoup de
mathématicien regrettèrent que la démonstration ne provienne
pas d'Hermite qui travailla sur ce problème pendant de nombreuses
années. Effectivement, il était clair pour beaucoup de mathématicien
que Lindemann avait un niveau bien inférieur à Hermite et que
par chance il arriva à sa démonstration. Mail il eut la bonne
idée au bon moment. |
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Liouville,
Joseph (1809-1882) Joseph
Liouville fut un bon artisan des mathématiques, déployant
une activité considérable dans l'enseignement
et la diffusion des idées mathématiques de son
temps ; il est le fondateur
du Journal de mathématiques pures et appliquées
appelé
traditionnellement "Journal de Liouville". Ses principaux
travaux portent sur l'analyse et on lui doit un important
théorème sur l'approximation des irrationnels
algébriques.
L'élection de Joseph Liouville à l'Assemblée
constituante de 1848 est seule à rompre l'unité d'une
carrière
toute scientifique : sorti de l'École polytechnique
en 1827, il y revenait en 1833 comme répétiteur
puis professeur d'analyse ; dès sa trente et unième
année, il était
élu à l'Académie des sciences, dans la
section d'astronomie,
en remplacement de Lalande. Il fut un des meilleurs professeurs
de son temps, et ses cours, à Polytechnique et au Collège
de France, prirent une grande part de son activité ;
les nombreuses notes qu'il publia dans son journal
donnent une idée de
leur richesse, et font regretter qu'ils n'aient
pas été rédigés et conservés.
Liouville fonda le Journal
de mathématiques pures et appliquées en janvier
1836, en remplacement des Annales de Gergonne disparues
depuis 1831 ; un autre journal paraissait sous le même
titre, mais en langue allemande, depuis 1826, et pour les
distinguer
on prit l'habitude de les désigner par les noms
de leurs fondateurs : on eut donc le Journal de Crelle et
le Journal de Liouville, qui tous deux sont restés,
aujourd'hui
encore, au premier rang des périodiques mathématiques
européens.
Liouville publia le sien, mois par mois, pendant trente-neuf
ans ; ses successeurs, H. Resal, C. Jordan,
enfin H. Villat qui le dirige depuis 1922, ont maintenu
la double orientation, pure et appliquée, voulue par
le fondateur. Ses tâches d'académicien et d'éditeur
lui ôtèrent la
liberté d'esprit nécessaire à une recherche
approfondie ;
dans une lettre de 1862, il se plaint de ne pouvoir exploiter
à fond ses idées, n'ayant que de courts moments
pour travailler. Mais il mit à profit l'une et l'autre
tâche pour
aider plusieurs jeunes mathématiciens de grand avenir,
par exemple C. Hermite et C. Jordan, par des rapports élogieux
devant l'Académie, ou par la publication de leurs
travaux dans son journal. Quant à lui, il y publia surtout
de courtes notes sur un grand nombre de questions :
analyse, arithmétique,
géométrie, mécanique, astronomie. Il partage
avec A. Cauchy
le mérite d'avoir soumis l'analyse à une
règle de
rigueur souvent transgressée au 18ème siècle,
et ce mérite est d'autant plus grand que le langage
mathématique
de son temps n'aidait guère à la rigueur. |
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Lobatchevski,
Nikolaï Ivanovitch (1792-1856) Mathématicien
russe né à
Nijni-Novgorod et mort à Kazan. Nikolaï I. Lobatchevski
étudia à l'université de Kazan, où il enseigna à partir
de 1812 et occupa la chaire de mathématiques pures
de 1822 à
1846. Sous l'influence de Carl F. Gauss et du marquis
de Laplace, ses premiers travaux sont : Théorie
du mouvement elliptique des corps célestes (1812)
et De la solution
de l'équation algébrique complexe simple.
Mais ses principales recherches concernent la géométrie.
Son premier ouvrage, Géométrie (1823),
jugé trop révolutionnaire
(il utilisait le système métrique), ne pourra être publié de
son vivant. En 1826, Lobatchevski expose devant ses collègues
de l'université un
mémoire qui montre qu'il fut l'un des premiers
mathématiciens
à être convaincu de la possibilité d'une géométrie
différente
de celle d'Euclide. Malgré le scepticisme de ses
collègues,
il continue l'étude de cette nouvelle géométrie
(où le
postulat d'Euclide est remplacé par le postulat
suivant, dit "postulat de Lobatchevski" : par
tout point extérieur à une droite il passe une infinité de
parallèles à
cette droite) et consacre sa vie de mathématicien à essayer
de convaincre le monde scientifique. Il publie successivement
Éléments de géométrie (1829), Nouveaux Éléments
de géométrie avec la théorie complète
des parallèles (1838)
et Pangéométrie (1855). Mais la pleine
reconnaissance de la valeur de ses travaux ne viendra qu'après
sa mort (lorsque Eugenio Beltrami, en 1868, construira un
modèle de
la géométrie de Lobatchevski : la pseudo-sphère).
En plus de ses recherches mathématiques, Lobatchevski
fut l'animateur
de l'université de Kazan : recteur de 1827 à 1846,
il eut la charge de la bibliothèque de l'université,
mit en place son observatoire, organisa son muséum
et dirigea la construction de nouveaux locaux universitaires. |
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Lorentz,
Hendrik (1853-1928) a amélioré la théorie électromagnétique
de Maxwell dans sa thèse doctorale sur la théorie
de la réflexion
et la réfraction de la lumière qu'il présenta
en 1875. Il a été nommé professeur
de physique-mathématique à l'université
de Leyde en 1878. Il est resté dans cet établissement
jusqu'en en 1912 où Ehrenfest a été nommé à sa
place. Lorentz est ensuite nommé directeur de recherche à l'institut
de Teyler, Haarlem. Il a maintenu une position honorifique à Leyde,
où il a continué
a donner quelques cours. Avant
que l'existence des électrons ait été prouvée,
Lorentz a proposé
que les vagues de lumière étaient dues aux oscillations
d'une charge électrique dans l'atome. Lorentz a développé sa
théorie
mathématique de l'électron pour lequel il a
reçu le prix Nobel
en 1902. Le prix Nobel a été attribué conjointement à Lorentz
et à Pieter Zeeman, un étudiant de Lorentz. Zeeman
avait vérifié
expérimentalement le travail théorique de Lorentz
sur la structure atomique, démontrant l'effet d'un
champ magnétique fort sur
les oscillations en mesurant le changement de la longueur
d'onde de la lumière produite. Lorentz est également
célèbre
pour son travail sur la contraction de Fitzgerald-Lorentz,
qui est une contraction dans la longueur d'un objet aux
vitesses
relativistes. Les transformations de Lorentz, qu'il a présentées
en 1904, forment la base de la théorie de relativité
d'Einstein. Elles décrivent l'augmentation de la masse,
du rapetissement de la longueur, et de la dilatation de
temps
d'un corps se déplaçant aux vitesses proches de celle
de la lumière. Lorentz était président de
la première conférence
de Solvay tenue à Bruxelles en automne de 1911. Cette conférence
avait pour sujet les deux approches de la théorie
atomique,
à savoir la théorie classique et la physique quantique.
Cependant Lorentz a jamais entièrement accepté la
théorie quantique
et a toujours espéré qu'il serait possible
de l'incorporer de nouveau dans l'approche classique. |
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Lucas,
Édouard (1842-1891) est
un arithméticien français. Enfant issu d'une famille très
modeste (son père est artisan tonnelier à Amiens), il reçoit
une bourse communale et réussit le concours d'entrée à l'École
Normale Supérieure, en 1861 (année de la promotion de Gaston
Darboux, qui sera le seul à le précéder à l'Agrégation quelques
années plus tard!). À la sortie de l'École, il devient astronome
adjoint à l'Observatoire de Paris, puis après la guerre franco-prussienne,
il obtient une chaire de Mathématiques Spéciales à Moulins,
de 1872 à 1876. Puis il occupe une chaire à Paris, d'abord
au lycée Charlemagne à Paris, puis au déjà très prestigieux
lycée Saint-Louis. Ses travaux mathématiques concernent
la géométrie euclidienne non élémentaire (celle des transformations,
en particulier la géométrie projective vue à travers ses homographies),
et surtout la théorie des nombres. Sa principale contribution
est celle faite aux tests de primalité. Il a en particulier
prouvé que le nombre de Mersenne 2127-1 est premier, ce qui
reste le plus grand nombre premier découvert sans l'aide d'un
ordinateur. Tombée dans un oubli relatif en France (où la
théorie algébrique des nombres est reléguée au second plan,
en attendant Weil), l'oeuvre de Lucas est reprise et enrichie
par les anglo-saxons, et notamment par Lehmer, qui améliorera
son test de primalité et prouvera totalement certains résultats
de Lucas, pour obtenir le test de Lucas-Lehmer, qui est encore
celui qui est utilisé aujourd'hui pour battre des records
de grands nombres premiers. Ces travaux prennent une importance
particulière depuis que l'avènement de l'informatique rend
la cryptographie avide de très grands nombres premiers. Lucas
est aussi connu pour être l'inventeur de nombreuses récréations
mathématiques. La plus répandue d'entre elles est le problème
des tours de Hanoi, qu'il publia sous le nom de Claus de Siam,
professeur au collège de Li-Sou-Tsiam, anagramme de Lucas
d'Amiens, professeur à Saint-Louis. Lucas est mort au cours
d'un banquet : une assiette portant un couteau est tombée
et lui a transpercé la gorge. |
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Malthus,
Thomas Robert (1766
- 1834) est un pasteur anglican, qui s'inquiéta de la
croissance trop importante de la population en Angleterre, au
début de la révolution industrielle (de 1750 à
1900). C'est lui qui a expliqué la loi de population;
il s'opposa aux lois de Speenhamland qui consistent à
venir en aide aux nécessiteux. Sa crainte tournait autour
de l'idée que la progression démographique est
plus rapide que l'augmentation des ressources, d'où une
paupérisation de la population. Les anciens régulateurs
démographiques (les guerres et les épidémies)
ne jouant plus leurs rôles il imagine de nouveaux obstacles,
comme la limitation de la taille des familles et le recul de
l'âge du mariage. Ces propositions ne sont appliquées
à ce jour, toutes les deux, qu'en Chine populaire, qui
est en effet obligée de limiter sévèrement
sa démographie. Les prévisions sinistres de Malthus
sont heureusement mises à mal, car il n'imaginait pas
une si grande augmentation des ressources et des rendements
agricoles (révolution verte); les nouveaux moyens d'échanges
internationaux de biens de subsistance; le fait partie du trop
plein d'individus émigrerait vers les États-Unis
ou les colonies, qu'elle contribuerait mettre en valeur. En
revanche, si les prévisions de Malthus ne sont pas au
rendez-vous, sa théorie garde tous ses droits : il est
exact que la population est en croissance dans certains pays
(Arabie séoudite : 6 enfants par femme) il est aussi
exact (et heureux) que les progrès de l'hygiène
et de la médecine augmentent la taille de la population
il est exact que les ressources renouvelables sur Terre sont
limitées, in fine par l'énergie solaire que reçoit
celle-ci, qui elle-même détermine la biomasse,
sauf découverte scientifique majeure... et dans ces conditions,
les mathématiques sont formelles : il ne sera pas possible
à la population Terrestre d'augmenter indéfiniment,
et la régulation devra intervenir à un moment
ou à un autre, et d'une manière ou d'une autre. |
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Mandelbrot,
Benoît (1924- ), mathématicien
français d'origine polonaise qui a développé la géométrie
fractale en la considérant comme étant une branche à part
des mathématiques. Né à Varsovie, Mandelbrot fit ses études
en France et aux États-Unis et obtint son doctorat de mathématiques
à l'université de Paris en 1952. Il enseigna l'économie à
l'université Harvard, l'ingénierie à Yale, la physiologie
à la faculté de médecine et les mathématiques à Paris et à
Genève. À partir de 1958, il travailla pour IBM au centre
de recherche Thomas B. Watson à New York. La géométrie
fractale se distingue par son approche plus abstraite de la
dimension qu'elle ne l'est dans la géométrie traditionnelle.
Elle trouve de plus en plus d'applications dans différents
domaines de la science et de la technologie. |
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Markov,
Andreï Andreïevitch (1856-1922) Mathématicien russe
né à
Riazan et mort à Petrograd. Andreï Andreïevitch Markov est
connu comme un spécialiste de la théorie des
nombres, de la théorie
des probabilités et de l'analyse mathématique.
Issu d'une
la famille d'un petit fonctionnaire du gouvernement, il
fait ses études à l'université de Saint-Pétersbourg
et reçoit une médaille d'or pour son mémoire De
l'intégration
des équations différentielles par la méthode
des fractions continues
(1878). Professeur à l'université de Saint-Pétersbourg
en 1886, il devient membre de l'Académie des
sciences en 1896. Les recherches de Markov continuent l'oeuvre
de ses devanciers de l'école mathématique
pétersbourgeoise :
P. L. Tchebychev, E. I. Zolotarev et A. N. Korkin.
Sa thèse Des formes quadratiques binéaires de déterminant
positif (1880) inaugure ses travaux dans le domaine de
la théorie des nombres. En analyse, ses recherches
concernent les fractions continues, les limites d'intégrales,
la convergence des séries et la théorie de
l'approximation. On lui doit
une solution simple de la détermination de la limite
supérieure
de la dérivée d'un polynôme connaissant
la limite supérieure
de ce polynôme (inégalité de Markov). Après 1910,
se tournant vers la théorie des probabilités,
il démontre de façon rigoureuse,
sous des conditions assez générales, le théorème
central limite relatif à une somme de variables aléatoires
indépendantes. Cherchant
à généraliser ce théorème aux variables
aléatoires dépendantes,
il est amené à considérer la notion importante
d'événements
en chaînes, appelés depuis chaînes de Markov, et il établit
une série de lois, fondement de la théorie des
processus de Markov. Il étend plusieurs résultats
classiques concernant des
événements indépendants à certains types
de chaînes. Ses travaux
sont à l'origine de la théorie moderne des processus
stochastiques. Markov s'intéressait aussi aux
applications de la théorie
des probabilités, et il a justifié de façon probabiliste
la méthode des moindres carrés. |
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Markowitz, Harry
Maurice (1927- ) né à Chicago
en 1927, professeur à la City University de New York, reçut
le prix Nobel d'économie en 1990 pour avoir développé la
théorie dite
du "choix des portefeuilles pour le placement des fortunes".
Le professeur Harry Markowitz ne se doutait pas que son article
de jeunesse publié en 1952 dans le Journal of Finance,
puis développé dans un livre paru en 1959, Portofolio
Selection :
Efficient diversification, jetterait les bases de la
théorie moderne du portefeuille et de son utilisation
par un grand nombre de praticiens. Les travaux de Markowitz
ont constitué
la première tentative de théorisation de la gestion
financière
et son modèle suggère une procédure de sélection
des titres boursiers, à partir de critères statistiques, afin
d'obtenir
des portefeuilles optimaux. Plus précisément,
Markowitz a montré
que l'investisseur cherche à optimiser ses choix en tenant
compte non seulement de la rentabilité attendue de
ses placements, mais aussi du risque de son portefeuille
qu'il définit
mathématiquement par la variance de sa rentabilité.
Appliquant des théorèmes classiques du calcul statistique
et des techniques probabilistes, Markowitz a ainsi démontré qu'un
portefeuille composé de plusieurs titres est toujours
moins risqué qu'un
portefeuille composé d'un seul titre, quand bien
même
il s'agirait du moins risqué d'entre eux.
Le portefeuille efficient est le portefeuille le plus rentable
pour un niveau
de risque donné. Il est déterminé par
application de méthodes
de programmation quadratique. La mise en œuvre du modèle
de Markowitz a très vite posé des problèmes d'ordre
pratique. Alors que le volume des statistiques nécessaires
au calcul augmentait rapidement avec le nombre de titres
retenus (avec 100 titres,
le nombre de statistiques nécessaires était de
3'150, mais il passait à 20'300 pour 200 titres et à 125'750
pour 300 titres !),
la collecte des informations et leur traitement devenaient
presque impossibles avec les ordinateurs disponibles dans
les années
1960, entraînant de surcroît des coûts de traitement prohibitifs.
C'est la raison pour laquelle William F. Sharpe cherchera
une méthode de sélection des portefeuilles
efficient plus simple. Markowitz et Sharpe seront alors
reconnus comme les pères fondateurs
de la gestion de portefeuille et du corps doctrinal sur lequel
elle se fonde. Le prix Nobel de sciences économiques
qui leur est décerné ainsi qu'à Merton
Miller en 1990 consacre tout à la fois le rôle primordial
des marchés financiers dans
le fonctionnement de l'économie mondiale et la
reconnaissance intellectuelle d'une discipline, la finance,
au sein de la science économique contemporaine. C'est
la première
fois en effet que l'Académie royale de Suède récompense
des travaux traitant des marchés boursiers et de la
gestion de portefeuille plutôt que des grands équilibres économiques.
Pour l'anedecdote (à vérifier...) Milton Friedman,
qui faisait partie du jury de la thése de Markowitz,
lui aurait déclaré : "Harry, ceci n'est
pas une thèse d'économie,
et nous ne pouvons vous donner un doctorat d'économie
pour quelque chose qui n'est pas de l'économie. Ce
n'est pas des maths, ce n'est pas de l'économie, ce
n'est même pas de la gestion."
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Marx,
Karl (1818-),
naquit le 5 mai 1818 à Trèves (Prusse rhénane).
Après avoir terminé le Lycée de Trèves,
Marx entra à l'Université de Bonn, puis
à celle de Berlin; il y étudia le droit, mais
surtout l'histoire et la philosophie. Marx a continué
et parachevé de façon géniale les trois
principaux courants d'idées du 19ème siècle:
la philosophie classique allemande, l'économie
politique classique anglaise et le socialisme français,
lié aux doctrines révolutionnaires françaises
en général. La théorie de Marx trouve
sa confirmation et son application la plus profonde,
la plus complète
et la plus détaillée dans sa doctrine économique.
“Le but final de cet ouvrage, dit Marx dans sa préface
au Capital, est de dévoiler la loi économique
du mouvement de la société moderne”,
c'est-à-dire
de la société capitaliste. Ce qui domine dans
la société capitaliste, c'est la production
des marchandises; aussi l'analyse de Marx commence-t-elle
par l'analyse de la marchandise. Ce faisant, la principale
tâche qu'il s'assigne est de rechercher
l'origine
de la forme monétaire de la valeur, d'étudier
le processus historique du développement de l'échange,
en commençant par les actes d'échange
particuliers et fortuits pour passer à la forme générale
de la valeur, lorsque plusieurs marchandises différentes
sont échangées contre une seule et même
marchandise, en terminant par la forme monétaire
de la valeur. Produit suprême du développement
de l'échange
et de la production marchande, l'argent estompe, dissimule
le caractère social du travail individuel, le lien
social entre les divers producteurs reliés les uns
aux autres par le marché. Marx soumet à une
analyse extrêmement
détaillée les diverses fonctions de l'argent,
et il importe de souligner qu'ici aussi (comme dans
les premiers chapitres du Capital) la forme abstraite
de l'exposé, qui paraît parfois purement
déductive,
reproduit en réalité une documentation extrêmement
riche sur l'histoire du développement de l'échange
et de la production marchande. A un certain degré du
développement de la production des marchandises,
l'argent
se transforme en capital. La formule de la circulation des
marchandises
était: M (marchandise) - A (argent) - M (marchandise),
c'est-à-dire vente d'une marchandise pour
l'achat d'une autre. La formule générale
du capital est par contre A-M-A, c'est-à-dire
l'achat
pour la vente (avec un profit). C'est cet accroissement
de la valeur primitive de l'argent mis en circulation
que Marx appelle "plus-value". Cet “accroissement”
de l'argent dans la circulation capitaliste est un fait
connu de tous. C'est précisément cet “accroissement”
qui transforme l'argent en capital, en tant que rapport
social de production particulier, historiquement déterminé.
La plus-value ne peut provenir de la circulation des marchandises,
car celle-ci ne connaît que l'échange d'équivalents;
elle ne peut provenir non plus d'une majoration des
prix,
étant donné que les pertes et les profits réciproques
des acheteurs et des vendeurs s'équilibreraient;
or, il s'agit d'un phénomène social,
moyen, généralisé, et non point d'un
phénomène individuel. Pour obtenir de la
plus-value,
“il faudrait que le possesseur d'argent pût
découvrir... sur le marché même, une marchandise
dont la valeur d'usage possédât la vertu
particulière d'être source de valeur échangeable”,
une marchandise dont le processus de consommation fût
en même temps un processus de création de
valeur. Or, cette marchandise existe: c'est la
force de travail humaine. Sa consommation, c'est
le travail, et le travail crée la valeur. Le possesseur
d'argent achète
la force de travail à sa valeur, déterminée,
comme celle de toute autre marchandise, par le temps de travail
socialement nécessaire à sa production (c'est-à-dire
par le coût de l'entretien de l'ouvrier
et de sa famille). Ayant acheté la force de travail,
le possesseur d'argent est en droit de la consommer,
c'est-à-dire
de l'obliger à travailler toute la journée,
disons, 12 heures. Or, en 6 heures (temps de travail nécessaire),
l'ouvrier crée un produit qui couvre les frais
de son entretien, et, pendant les 6 autres heures (temps
de
travail supplémentaire), il crée un produit “supplémentaire”,
non rétribué par le capitaliste, et qui est
la plus-value. Par conséquent, du point de vue du
processus de la production, il faut distinguer deux parties
dans le capital
: le capital constant, dépensé pour les moyens
de production (machines, instruments de travail, matières
premières, etc.), dont la valeur passe telle quelle
(d'un
seul coup ou par tranches) dans le produit fini, et le capital
variable, employé à payer la force de travail.
La valeur de ce capital, ne reste pas immuable; elle s'accroît
dans le processus du travail, en créant de la plus-value.
Aussi, pour exprimer le degré d'exploitation
de la force de travail par le capital, faut-il comparer
la plus-value
non pas au capital total, mais uniquement au capital variable. |
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Maxwell, James Clerk (1831-1879) Brillant élève
au collège, James Clerk Maxwell poursuit des études
de mathématiques à l'université de Cambridge.
Il obtient une chaire de philosophie naturelle à Aberdeen
à l'âge de vingt-cinq ans. Puis, de 1860 à
1865, il occupe le poste de professeur au King's College de
Londres. A la suite de ces cinq années d'enseignement,
il décide de se retirer dans sa propriété
de Glenair, en Ecosse. Il y restera cinq autres années
qu'il emploiera à étudier. En 1871, Maxwell
est nommé directeur du laboratoire Cavendish que vient
de fonder le duc du Devonshire. Il n'aura alors de cesse de
le développer afin qu'il devienne le centre de formation
scientifique le plus illustre. Dès le début
de sa carrière, Maxwell s'intéresse à
la dynamique des gaz. Après avoir prouvé mathématiquement
que les anneaux de Saturne sont constitués de particules
distinctes, il étudie la répartition des vitesses
des molécules gazeuses (conforme à loi de Gauss).
En 1860, il montre que l'énergie cinétique de
ces molécules ne dépend que de leur nature.
Mais ce sont ses recherches en électromagnétisme
qui font de Maxwell un des savants les plus célèbres
du 19ème siècle. En se basant sur les travaux
de Faraday, il introduit dès 1862 la notion de champ.
Puis, il montre qu'un champ magnétique peut être
créé par la variation d'un champ électrique
(Faraday avait alors découvert l'induction, phénomène
par lequel la variation d'un champ électrique crée
un champ magnétique). Son enseignement purement mathématique
va alors lui permettre d'élaborer les célèbres
équations différentielles décrivant la
nature des champs électromagnétiques dans l'espace
et le temps. Il les expose dans son Traité d'électricité
et de magnétisme publié en 1873. Maxwell,
en élaborant les théories de l'électromagnétisme,
a également défini la lumière en tant
qu'onde électromagnétique, ouvrant ainsi la
voie aux recherches d'autres physiciens comme Heinrich Rudolph
Hertz. |
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McFadden, Daniel (1937-).
Cet économétricien
a reçu en 2000, avec
James Heckman, le prix Nobel d'économie. Le jury a récompensé son
apport aux théories et méthodes de l'analyse des choix discrets.
Il est actuellement professeur à l'université de Berkeley.
McFadden naît à Raleigh en Caroline du Nord. Il obtient
un Bachelor de Science en physique à l'age de 19 ans à l'Université du
Minnesota puis un doctorat de philosophie en sciences du
comportement (économie) 5 ans plus tard en 1962. En 1964,
il intègre l'Université de Berkeley en Californie, et focalise
ses recherches sur les comportements de choix, et sur les
liens entre la théorie économique et les mesures économiques.
En 1975, il est récompensé par la médaille John Bates Clark.
En 1977, il se rend au Massachusetts Institute of Technology,
mais retourne à Berkeley en 1991 car le MIT n'avait pas de
département de statistiques. Après son retour, il fonde le
laboratoire d'économétrie, qui est dévoué à l'informatique
statistique appliqué à l'économie. Economiste américain.
Professeur à l'université de Californie à Berkeley,
McFadden a développé en microéconométrie des théories et
des méthodes d'analyse des comportements par choix discrets
(par exemple, les données sur les métiers et les lieux de
résidence des individus). A partir de sa théorie économique
sur les choix discrets, McFadden a développé de nouvelles
méthodes statistiques qui ont eu une influence décisive sur
la recherche théorique, mais qui sont aussi largement utilisées
par le marketing.
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Mendeleïev,
Dimitri Ivanovitch
(1834-1907), chimiste russe surtout connu pour sa classification
périodique des éléments. Il montra en effet que les propriétés
chimiques des éléments dépendaient directement de leur poids
atomique et qu'elles étaient des fonctions périodiques de
ce poids. Mendeleïev est né à Tobolsk, en Sibérie. Il étudia
la chimie à l'université de Saint-Pétersbourg et, en 1859,
il fut envoyé à l'université de Heidelberg. Il y rencontra
le chimiste italien Stanislao Cannizzaro, dont les idées sur
le poids atomique influencèrent sa réflexion. Mendeleïev retourna
à Saint-Pétersbourg et enseigna la chimie à l'Institut technique
en 1863. Il fut nommé professeur de chimie générale à l'université
de Saint-Pétersbourg en 1866. |
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Merton,
Robert Cox (1944-
) a reçu le prix Nobel d'économie en octobre
1997, en même temps que son compatriote Myron Scholes, pour
avoir
élaboré la méthode d'évaluation
des instruments financiers dérivés. Cette méthode
d'évaluation a certainement accéléré
la croissance rapide des marchés des instruments financiers
dérivés depuis les années 1980 et permis
l'amélioration
de la gestion des risques attachés à ces nouveaux produits
financiers. Robert Merton a sans conteste contribué à ouvrir
une voie nouvelle dans le champ des sciences économiques
et fortement influencé
les deux autres lauréats. Né en 1944 à New York,
il quitte le California Institute of Technology avec un mastère
en mathématiques
appliquées. Il obtient par la suite un doctorat en sciences
économiques au Massachusetts Institute of Technology
(M.I.T.) de Cambridge, sous la direction de Paul Samuelson
(Prix Nobel
1970) et se spécialise dans les problèmes d'application
des méthodes probabilistes à l'évolution
aléatoire des
cours des actifs financiers. En 1988, il occupe la chaire George
Fischer Backer de professeur en Business Administration à la
Harvard Business School de Cambridge. Le travail novateur
de
Merton date du début des années 1970, période
pendant laquelle il élabore une méthode originale
de calcul de la valeur des instruments dérivés.
L'échec de sa méthode appliquée à
la gestion d'un fonds de placement à risque américain
(Long-Term Capital Management) en août 1998 a quelque peu
terni sa réputation de spécialiste de la finance
internationale. Mais Robert Merton avait lui-même déclaré à une
chaîne de télévision
américaine, au lendemain de l'attribution de sa
récompense
que c'est une mauvaise interprétation de penser
que l'on
peut éliminer les risques simplement parce qu'on
les comprend et qu'on les mesure. |
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Minkowski,
Hermann
(1864-1909) a étudié aux universités
de Berlin et de Königsberg.
Il a reçu son doctorat en 1885 à Königsberg. Il a enseigné
dans plusieurs universités, à Bonn, Königsberg et à Zurich.
À Zurich, Einstein était un des étudiants dans
plusieurs des cours qu'il a donnés. Minkowski a accepté une
chaire en 1902
à l'université de Göttingen, où il est resté pour
le reste de sa vie. À Göttingen, il appris la physique-mathématique
de Hilbert, il a participé à une conférence
sur la théorie
de l'électron en 1905 et appris les derniers résultats
dans la théorie dans l'électrodynamique. En
1907, Minkowski s'est rendu compte que le travail de Lorentz
et d'Einstein
pourrait mieux être compris dans un espace non-euclidien.
Il a considéré l'espace et le temps, qui a été autrefois
pensé
pour être indépendant, d'être couplé ensemble
dans un continuum d'espace-temps quadri-dimensionnel. Minkowski
a établi un
traitement quadri-dimensionnel de l'électrodynamique.
Ce continuum d'espace-temps a fourni un cadre pour tout
le
travail mathématique postérieur dans la relativité.
Ces idées
ont été employées par Albert Einstein
en développant la théorie
générale de relativité. Minkowski
était principalement intéressé par les
mathématiques pures
et a passé beaucoup de son temps en étudiant
les formes quadratiques et les fractions continues. Son
travail le plus original était
cependant sa Géométrie des nombres.
Cette étude a mené
à des travaux sur les corps convexes et aux questions au
sujet des problèmes d'emballage (les manières dans lesquelles
des figures d'une forme donnée peuvent être placées
dans une autre figure donnée). |
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Möbius,
August Ferdinand (1790-1868) Mathématicien et astronome
allemand né à Schulpforta et mort à Leipzig. August
Ferdinand Möbius fit ses études à Leipzig, à Göttingen
(sous la direction de K. F. Gauss) et à Halle. En 1815, il
devint professeur d'astronomie
à Leipzig, puis directeur de l'observatoire de cette
ville, après en avoir dirigé la construction. On lui
doit plusieurs ouvrages d'astronomie théorique,
notamment De computandis
occultationibus fixarum per planetas (1815). Ses travaux
mathématiques concernent principalement la géométrie
et furent, pour la plupart, publiés dans le Journal
des mathématiques
pures et appliquées de Crelle, de 1828 à 1858, comme
compléments
à son ouvrage fondamental Der barycentrische Calcul
(1827). En introduisant un nouveau système de coordonnées,
Möbius
y étudie les transformations géométriques,
principalement la transformation projective. Son ouvrage eut
une très grande importance
dans le développement de la géométrie
projective. Étudiant
la statique sous l'angle de la géométrie, Möbius
développa
également la théorie des complexes linéaires
de droites (Lehrbuch
der Statik, 1837). On peut considérer Möbius comme
un des pionniers de la topologie, avec la découverte,
publiée dans
un mémoire à l'Académie des sciences française,
du "ruban
de Möbius", surface n'ayant qu'un seul côté. |
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Monge,
Gaspard (1746-1818) Mathématicien français, Gaspard
Monge est fils d'un marchand forain. Il est éduqué par
les oratoriens d'abord au collège de Beaune (sa ville natale),
puis au collège de Lyon, où il enseigne dès l'âge de
seize ans les sciences physiques. Un officier du génie,
qui avait vu un plan de la ville de Beaune fait par Monge à l'aide
de nouvelles méthodes d'observation et de construction
graphique, le recommande au commandant de l'école
militaire de Mézières.
Mais il ne peut y être admis à cause de son origine roturière
et n'est accepté que dans une annexe technique
de l'école.
Ses talents scientifiques sont reconnus lorsqu'un jour
il dresse le plan de fortifications à l'aide d'une
méthode bien plus rapide que les méthodes connues
jusque-là.
Il est alors admis à l'École militaire comme professeur
de mathématiques et continue ses recherches, arrivant à la
méthode
générale de représentation géométrique
connue depuis lors sous le nom de géométrie
descriptive. Mais ses découvertes, considérées
comme secret militaire de grande valeur, ne peuvent être publiées.
En 1780, il vient à Paris enseigner l'hydrodynamique ;
il entre aussitôt à l'Académie des sciences,
où il fait
une communication sur les lignes de courbure tracées
sur une surface (problème déjà étudié par
L. Euler en 1760). En
1786, il publie son célèbre Traité élémentaire
de la statique.
Partisan de la Révolution, Monge devient ministre de
la Marine après le 10 août et participe ensuite aux travaux
du Comité
de salut public, organisant les poudreries et fonderies de
l'État,
prenant part à la création de l'École normale,
où il enseigne
la géométrie. Il fonde peu après l'École
polytechnique, où il aura l'occasion de donner des leçons
de géométrie
descriptive et de publier ses travaux, vieux de vingt-cinq
ans, mais jusque-là inconnus. Chargé de mission en
Italie, Monge rencontre Bonaparte et se charge du recrutement
des savants
pour l'expédition d'Égypte ;
animateur de tous les travaux scientifiques, il est nommé président
de l'Institut
d'Égypte. Il rentre en France sur le même bateau
que Bonaparte, qui lui témoigne autant d'amitié que
d'estime et
qui lui fait plus d'une confidence sur sa vie privée
(par exemple sur l'incertitude où il demeure d'être
vraiment le fils de Charles Bonaparte) en de nombreux entretiens
durant
la traversée. Revenu en France, Monge reprend son enseignement
à l'École polytechnique, devient sénateur
et est anobli (comte de Péluse). Mais la Restauration
le privera de tous ses titres, le rayera de la liste des membres
de l'Institut
et lui enlèvera son poste d'enseignant. Il meurt le 28 juillet
1818 à Paris. En décembre 1989, ses cendres ont été transférées
au Panthéon. L'oeuvre mathématique
de Monge est considérable.
Son ouvrage principal, Géométrie descriptive (1799),
contient la méthode de représentation plane
d'une figure
de l'espace par utilisation des projections orthogonales
de la figure donnée sur deux plans rectangulaires (plan
horizontal et plan frontal de projection) constituant l'épure.
Dans cet ouvrage, Monge montre qu'en plus de leurs
applications purement techniques, ses découvertes
sont une source féconde
pour toute la géométrie : ainsi sa méthode
subsiste, même
si certaines quantités deviennent imaginaires. Cependant,
la géométrie descriptive ne représente
qu'une partie des
nombreux travaux de Monge, pour qui il existe de nombreuses
correspondances entre l'analyse et la géométrie
et aussi entre l'algèbre et la géométrie.
Toutes ses recherches mêlent étroitement la géométrie
pure, l'analyse infinitésimale
et la géométrie analytique, lui permettant, par
exemple, de lier chaque famille de surfaces à une équation
aux dérivées
partielles et, par là, de trouver les solutions d'équations
différentielles à l'aide de sa théorie
des surfaces. Plus que par la publication de ses ouvrages
(citons également
Application de l'algèbre à la géométrie,
1805, et
Application de l'analyse à la géométrie,
1807), l'influence de Monge s'exerça par son enseignement
oral, et la plupart des mathématiciens français du
19ème siècle
ont été ses élèves. |
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Nash,
John (1928- ) fut admis
en troisième cycle, à 20 ans, dans toutes les universités
qu'il avait sollicitées: Harvard, Princeton... Il choisit
d'aller à Princeton. Ayant un intérêt pour l'économie, Nash
se mit à étudier la théorie des jeux, domaine qu'avait défriché
John von Neumann, un des grands nom de Princeton, un peu plus
d'une décennie auparavant. C'est sur ce sujet qu'il décida
de faire sa thèse et qu'il obtint le prix nobel d'économie
en 1994. Durant l'été 1950, Nash fut employé comme consultant
à la RAND, institut top-secret qui employait de la matière
grise pour mettre au point diverses stratégies de statu quo
soit de victoire, en cas de conflit faisant appel à l'arme
nucléaire. A la suite, Princeton se mit à étudier les variétés
lisses compactes, ce qui fit l'objet d'un papier. Il devint
ensuite assistant au M.I.T à la rentrée 1951-52, âgé de 23
ans seulement. Il avait vraiment un tempérament de problem-solver
et releva ainsi le pari de résoudre une question de Waren
Ambros : est-il possible de plonger une variété riemannienne
quelconque dans un espace euclidien?. Nash trouve une méthode
fondamentale originale pour y arriver. Nash devint malade
après quelques problèmes privés et professionnels mais il
attribua sa maladie à sa tentative de résoudre les contradictions
de la physique quantique. D'autant plus que peu de temps auparavant,
il avait réalisé des travaux sur les EDP elliptiques non linéaires
qui lui valurent beaucoup d'admiration autour de lui, mais
dont il du finalement partager la paternité avec un jeune
italien qui avait énoncé, indépendamment et quelques semaines
avant lui, des résultats similaires: ceci leur valu de ne
pas obtenir la médaille Fields en 1958. |
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Newton, Isaac (1642-1727), mathématicien
et physicien anglais, considéré comme l'un des plus grands
scientifiques de l'histoire. Il laissa d'importantes contributions
à de nombreuses branches de la science. Ses découvertes et
théories furent à la base d'une grande partie des progrès
scientifiques réalisés après lui. Newton fut l'un des inventeurs
de la branche des mathématiques appelée calcul infinitésimal
(l'autre inventeur fut le mathématicien allemand Gottfried
Wilhelm Leibniz). Il éclaircit également les mystères de la
lumière et de l'optique, formula trois lois sur le mouvement
et en déduisit la loi de la gravitation universelle. Il parvint
au raisonnement selon lequel la lumière est un mélange de
différents rayons de couleurs différentes, et qu'en raison
des phénomènes de réflexion et de réfraction, ses couleurs
apparaissent en composants séparés. Newton démontra sa théorie
des couleurs en faisant passer de la lumière au travers d'un
prisme, qui scinde le faisceau lumineux en couleurs séparées. |
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Neumann
Von, John (1903-1957),
physicien né à Budapest. Il effectua ces études à Berlin et
à Zürich et émigra aux États-Unis en 1933 pour joindre l'Institut
de Recherche Avancée à Princeton. Il rédigea un important
ouvrage sur les mathématiques appliquées et effectua un travail
majeur dans l'axiomatisation de la physique quantique. Il
participa durant la deuxième guerre mondiale au développement
théorique de la bombe atomique et à l'étude des ondes de chocs.
Ces travaux mathématiques sur les calculs ultra-rapides pour
les simulations de la bombe H, contribua de façon non négligeable
au développement de l'informatique. Il contribua également
à la théorie de jeux où certains de ces résultats eurent une
grande influence sur l'économie. |
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Niels,
Abel (1802-1829),
La vie de Niels Abel, mathématicien norvégien né le 5 août 1802,
est marquée par la pauvreté. Son père était pourtant un éminent
homme politique norvégien, mais à la fin de sa vie il tomba
en disgrâce, et quand il mourut en 1820, c'est Abel qui dut
supporter toute la charge de la famille. Grâce à l'aide financière
de ses professeurs, il parvient cependant à poursuivre ses études
et à faire ses premières découvertes. Mais ses mémoires sont
perdus par Cauchy et mésestimés par Gauss.
Après son doctorat, Abel ne parvint pas à trouver un
poste et ses conditions de vie devinrent de plus en plus précaires
et sa santé se fragilisa : il fut ainsi atteint de la tuberculose.
Malgré des déplacements à Paris et à Berlin, ses travaux ne
sont toujours pas perçus à leur juste valeur. Dans ses dernières
semaines, il n'a plus assez de force pour quitter son lit. Il
décède le 5 avril 1829, à même pas vingt-sept ans, alors qu'un
ami venait juste de lui trouver un poste à Berlin.
C'est Jacobi qui comprendra tout le génie de ce jeune
mathématicien. Abel avait notamment démontré, à l'âge de dix-neuf
ans, l'impossibilité de résoudre par radicaux les équations
algébriques de degré 5, ce que son contemporain Galois généralisera
à tout degré. À titre posthume, Abel recevra en 1830 le grand
prix de Mathématiques de l'Institut de France. |
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Nöther,
Emmy (1882 -1935) reste dans l'histoire des mathématiques
comme la fondatrice principale de l'Algèbre abstraite, ou
algèbre moderne, qui est une des branches essentielles des
mathématiques contemporaines. Cette algèbre abstraite prend
de la hauteur par rapport aux calculs menés dans divers ensembles,
munis de diverses opérations, et montre ce que ces calculs
ont en commun. En gagnant en généralité, elle gagne en clarté
et en efficacité. Ses idées dans ont contribué aussi
au progrès de la physique, en particulier dans la théorie
de la Relativité. Malgré toutes ses qualités, elle eut des
difficultés à mener une carrière normale de professeur d'université,
car elle était une femme, dans un milieu exclusivement masculin.
Elle bénéficia cependant de l'estime et de l'appui de David
Hilbert, d'Albert Einstein et de Felix Klein. |
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Oppenheimer, J. Robert
(1904-1967), physicien américain et
conseiller du gouvernement, qui dirigea la mise au point des
premières bombes atomiques. Il mit en place des cours de physique
théorique. Il est connu pour sa contribution à la théorie
quantique et à la théorie de la relativité, et pour ses études
sur les rayons cosmiques, les positrons et les étoiles à neutrons. |
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Pareto,
Vilfredo (1848-1923),
économiste et sociologue italien, dont la contribution
la plus célèbre à la théorie économique
est la définition du concept d'optimum économique.
Né à Paris d'un père italien en exil et
d'une mère française, il retourna en Italie à
l'âge de dix ans. Il fit ses études à l'université
de Turin et devint ingénieur. En 1893, il fut nommé
à la chaire d'économie politique de l'université
de Lausanne, où il succédait à Léon
Walras. Parmi ses travaux figure l'analyse des anticipations
des agents économiques. Celles-ci, n'étant pas
indépendantes les unes des autres, peuvent susciter des
mouvements d'opinion pessimistes qui génèrent
des crises. Pareto est également le père de la
notion d'optimum. L'économie est à un optimum
lorsqu'on ne peut améliorer la situation d'un agent sans
détériorer celle d'au moins un autre agent. Ce
concept est très utilisé en économie, car
il permet de prendre en compte la non-additivité des
utilités des différents agents. La concurrence
permet d'atteindre l'optimum au sens de Pareto. Pareto a également
intégré les courbes d'indifférence (formalisées
par Francis Edgeworth) à la logique walrassienne d'équilibre
général. Le travail sociologique de Pareto fut
plus discuté. Dans le Traité de sociologie
générale, paru en 1916, il présenta
sa théorie des élites, selon laquelle le pouvoir
d'État est dans toutes les sociétés l'objet
d'un combat entre les seules élites. Cette thèse
discréditait les démocraties, et contribua implicitement
au développement du fascisme alors montant en Italie. |
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Pascal,
Blaise (1623-1662), mathématicien,
physicien, théologien, mystique, philosophe, moraliste et
polémiste français du 17ème siècle.
L'étendue des domaines d'intérêt et du génie de Pascal est
impressionnante : inventeur
de la machine à calculer, concepteur des premiers transports
en commun en France, artisan de l'assèchement des marais poitevins,
polémiste brillant contre les jésuites dans les Provinciales,
apologiste de la foi chrétienne avec les fragments rassemblés
sous le titre de Pensées, il fut également l'un des
plus brillants prosateurs de la langue française et l'une
des plus grandes figures du 17ème siècle
français. |
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Pauli, Wolfgang
(1900-1958), physicien américain connu pour sa définition
du principe d'exclusion dans la physique quantique qui démontre
que seuls deux électrons peuvent occuper le même niveau énergétique
(c'est-à-dire avoir les mêmes nombres quantiques) en même
temps dans un atome. En 1931, son hypothèse de l'existence
du neutrino, une particule subatomique, a contribué de manière
fondamentale au développement de la dynamique mésonique. |
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Pearson, Karl (1857-1936)
est mathématicien britannique fondateurs des statistiques
modernes. L'analyse statistique connaît un grand développement à la
fin du 19ème siècle au Royaume-Uni et Karl Pearson domine ses
contemporains par l'étendue et la variété de
ses contributions. Il développe
des méthodes d'analyse pour l'étude de la sélection
naturelle et de l'eugénisme dont il est un ardent promoteur.
Sa principale contribution est la création du test du
d'indépendance du khi-deux
destiné à estimer si les écarts observés
dans un ensemble de variables par rapport aux valeurs théoriques
peuvent être attribués
ou non à un échantillonnage au hasard. Il reçoit la
médaille
Darwin (biologie) en 1898. Pearson était aussi consultant
dans les entreprises. Il a entre autre donné des cours à William
S. Gosset qui introduisit la loi de Student en 1910. |
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Penrose,
Roger (1931-) Physicien et mathématicien, Roger
Penrose est diplômé de l'université de
Cambridge (géométrie algébrique). Entre
1964 et 1973, il enseigne les mathématiques au Birkbeck
College de Londres et rencontre le célèbre physicien
Stephen W. Hawking, son compatriote, avec lequel il travailla
sur une théorie de l'origine de l'Univers en apportant
sa contribution mathématique à la théorie
de la relativité générale appliquée à la
cosmologie et à l'étude des trous noirs. Professeur à Oxford,
il reçut, avec Hawking, le prix Wolf 1988 pour la physique.
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Picard,
Charles-Émile (1856-1941). Son père est directeur
d'une fabrique de soie, mais il décède lors du siège de Paris
en 1870. Grâce à l'abnégation de sa mère, Picard peut néanmoins
étudier au lycée Napoléon (futur lycée Henry IV) où il se révèle
excellent élève, mais bizarrement est peu attiré par les mathématiques.
Selon ses dires : "J'ai détesté la géométrie, mais l'apprenais
par coeur pour ne pas être puni". Ses
intérêts changent cependant, et il est reçu second à l'Ecole
Polytechnique, et premier à l'École Normale Supérieure. Finalement
passionné par les sciences, il opte pour cette dernière, où
il prépare l'Agrégation qu'il réussit en 1877. Après divers
postes d'assistant à Paris et Toulouse, il devient en 1881 Maître
de Conférences à l'Ecole Normale Supérieure. Son nom est déjà
célèbre dans le cercle des mathématiciens, car il vient de démontrer
un théorème très important et très difficile : toute fonction
entière non constante prend chaque valeur une infinité de fois,
avec au plus une exception. Ce travail sur les singularités
des fonctions holomorphes, complété plus tard par Julia, lui
vaut une première nomination pour devenir membre de l'Académie
des Sciences. Il est cependant trop jeune, et son élection est
reportée en 1889 (il devient en outre Secrétaire perpétuel de
cette institution en 1917). En cette année 1881 décidément très
riche, il épouse Marie Hermite, la fille de Charles Hermite.
Leurs 3 enfants décèderont pendant la Première Guerre Mondiale.
En 1885, Picard devient professeur à la Sorbonne, où il occupe
la chaire de calcul différentiel. Là encore, son jeune âge est
une gêne (il faut avoir au minimum 30 ans pour occuper un tel
poste) et il faut utiliser une procédure astucieuse pour contourner
la législation. Plus tard, Picard occupera la chaire d'analyse
et d'algèbre, et il exercera aussi à l'École Centrale des Arts
et Manufacture (1894-1937) : il y forme à la mécanique plus
de 10'000 ingénieurs, et est, selon Hadamard, un excellent professeur.
Les travaux de Picard sont ardus, et ouvrent la voie à de nouvelles
recherches. Il est le premier à utiliser le théorème du point
fixe dans une méthode d'approximations successives qui permet
de résoudre équations différentielles ou équations aux dérivées
partielles. On lui doit également des travaux en géométrie algébrique,
comme des recherches plus appliquées sur l'élasticité ou la
chaleur. Il est aussi l'un des premiers défenseurs des théories
d'Einstein. Son Traité d'Analyse constitua longtemps
une référence, et Picard fut aussi philosophe et historien des
sciences. Parmi les distinctions que Picard a reçu, citons qu'il
présida le congrès International des mathématiciens, qu'il fut
élu membre de l'Académie Française en 1924, et qu'il reçut la
médaille d'or Mittag-Leffler en 1937. |
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Planck, Max
(1858-1947) Après avoir obtenu son baccalauréat
à 17 ans, Max Planck poursuit ses études de
physique à Munich puis à Berlin. Passionné
par la thermodynamique, il soutient une thèse de doctorat
sur la deuxième loi fondamentale de la théorie
de la chaleur en 1879. L'année suivante, il devient
maître de conférence à l'université
de Munich puis obtient la chaire de physique de l'université
de Kiel en 1885. Quatre ans plus tard, il est professeur de
physique à l'université de Berlin - poste qu'il
occupera pendant près de quarante ans. En 1930, à
la mort de von Harnack, il prend la direction de l'Institut
Kaiser Wilhem pour la recherche scientifique qui portera bientôt
son nom. Amorcées par sa thèse de doctorat,
les recherches de Planck en thermodynamique se portent rapidement
sur le corps noir. Entité purement théorique,
le corps noir absorbe toutes les radiations qu'il reçoit
(le noir de carbone, en absorbant 97% du rayonnement, se rapproche
de cet idéal). Pour tenter d'expliquer ce phénomène,
Planck élabore une nouvelle théorie. Il émet
l'hypothèse que l'énergie d'un rayonnement ne
peut être émise ou absorbée par la matière
que par quantités finies, les quanta. Il montre alors
que ces "paquets d'énergie" ont pour valeur
hv , où v est la fréquence du rayonnement et
h une constante universelle (la "constante de Planck").
En exposant sa théorie à la Société
allemande de physique le 14 décembre 1900, à
Berlin, Planck ne sait pas encore qu'il vient d'inventer une
nouvelle branche de la physique : la "physique quantique".
Sa découverte entraînera alors la création
du modèle de l'atome par Niels Bohr, l'élaboration
de la mécanique ondulatoire par Louis de Broglie ,
l'explication du phénomène photoélectrique
par Albert Einstein ou encore la découverte du principe
d'incertitude par Werner Heisenberg . Considéré
comme l'un des plus célèbres physiciens, Planck
recevra le prix Nobel en 1918. |
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Poincaré, Henri
(1854-1912), mathématicien et physicien français dont on a
dit qu'il était le dernier savant susceptible de connaître
la totalité des mathématiques de son temps. Les premiers travaux
d'Henri Poincaré portent sur les fonctions automorphes ou
fuchsiennes, la théorie qualitative des équations différentielles
et la théorie des fonctions. Dans une série de six articles
publiés à partir de 1894, il est le créateur de la topologie
algébrique, science en pleine expansion au 20ème siècle
et dans laquelle plusieurs conjectures dues à Poincaré restent
ouvertes. Il s'est vivement intéressé à la mécanique céleste :
Les Méthodes nouvelles de la mécanique céleste, trois
volumes parus entre 1892 et 1899, annoncent les recherches
modernes sur les systèmes dynamiques et le chaos. En physique
mathématique, il dégagea les propriétés du groupe de Poincaré-Lorenz,
qui allaient quelques mois plus tard conduire à l'article
fondamental d'Einstein sur la relativité restreinte. |
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Poisson,
Siméon Denis (1781-1840)
Mathématicien français dont les travaux portent sur
les intégrales
définies, la théorie électromagnétique
et le calcul des probabilités.
Siméon Denis Poisson est né à Pithiviers ;
sa famille le força à faire des études de médecine
qu'il abandonna,
en 1798, pour aller étudier les mathématiques à l'École
polytechnique, où il fut l'élève de P. Laplace
et J. Lagrange, qui devinrent l'un et l'autre
ses amis. Il enseigna à l'École polytechnique à partir
de 1802 ; en 1808, il fut nommé astronome du
Bureau des longitudes et, à sa création, en 1809,
professeur à la Faculté
des sciences. Il est mort à Sceaux le 25 avril 1840. Les
travaux les plus importants de Poisson portent sur les applications
des mathématiques à la physique et à la mécanique.
Son Traité
de mécanique (1811, 1833) a été l'ouvrage
de référence
en mécanique pendant de nombreuses années. Un
mémoire, publié
en 1812, contient les lois les plus usuelles de l'électrostatique
et la théorie selon laquelle l'électricité est
constituée
de deux fluides dont les éléments semblables
se repoussent, tandis que les éléments différents
s'attirent. En mathématiques
pures, il a publié une série d'articles
sur les intégrales
définies, et ses recherches sur les séries de
Fourier ont annoncé
celles de Dirichlet et de Riemann sur ce sujet. C'est
dans l'ouvrage Recherches sur la probabilité des
jugements...
(1837), qui est un livre important sur le calcul des probabilités,
qu'apparaît pour la première fois la distribution de
Poisson, ou "loi de Poisson" des grands nombres.
Obtenue initialement comme une approximation de la loi binomiale
de Bernoulli, elle
est devenue fondamentale dans de très nombreux problèmes. Les
autres publications de Poisson comprennent Théorie
nouvelle de l'action (1831) et Théorie
mathématique de
la chaleur (1835). Le nom de Siméon Denis Poisson
est attaché
à de nombreuses notions mathématiques et physiques (intégrale
et équation de Poisson en théorie du potentiel,
crochets de Poisson dans la théorie des équations
différentielles, rapport
de Poisson en élasticité et constante de Poisson
en électricité). |
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Ramanujan,
Srivanasa (1887-1920)
Né en 1887 à Erode, un petit village situé 400 km au
sud de Madras, dans une famille pauvre de la caste des Brahmanes.
Il passe son enfance dans la ville de Kumbakonam, où son père
exerce le métier de comptable chez un drapier. A partir de
l'âge de cinq ans, il fréquente différentes écoles primaires
avant de pouvoir intégrer la Town High School de Kumbakonam
en janvier 1898. En 1900, il commence à développer
ses propres mathématiques en se basant sur son premier livre
de mathématiques, La Trigonométrie plane de S. Looney.
Il définit une méthode pour résoudre les équations du 3e
degré, puis du 4e, puis il tente aussi de résoudre
celles du 5e degré, ignorant qu'elles ne peuvent
être résolues par les radicaux. On est alors en 1902 et c'est
à cette époque que Ramanujan se procure le second (et dernier
!) livre dans lequel il puisera ses connaissances mathématiques
de bases, Synopsis of elementary results in pure mathematics,
compilation d'environ 6'000 théorèmes et autres formules par
G.S. Carr. Ce livre étant essentiellement un livre de résultats,
la plupart sans démonstrations, influencera le style futur
de Ramanujan, qui n'a laissé que très peu de preuves de ses
propres résultats. À 17 ans, sa démarche est déjà celle d'un
chercheur en mathématiques, puisqu'il développe des thèmes
comme l'étude de la série de terme général 1/n ou des
nombres de Bernoulli. Comme ses résultats scolaires sont bons,
il reçoit une bourse lui permettant d'entrer au Government
College de Kumbakonam en 1904. Cependant, il consacre trop
de temps à ses recherches en mathématiques et néglige les
autres matières, ce qui lui vaut la suppression de cette bourse
l'année suivante. Sans argent, il part, à l'insu de ses parents,
pour la ville de Vizagapatnam où il poursuit ses travaux sur
les séries hypergéométriques et les relations entre intégrales
et séries. En 1906, il retourne à nouveau au lycée, à Madras
cette fois-ci, avec l'idée de passer un examen lui permettant
d'entrer à l'université. Il assiste quelques mois aux cours
puis tombe malade. Au cours de l'examen, il réussit seulement
en mathematique et échoue partout ailleurs, ce qui lui interdit
l'entrée à l'université de Madras. Dans les années qui suivent,
il continue alors de développer seul ses idées, sans aucune
aide extérieure et sans connaissance des thèmes de recherche
possibles, en dehors de ceux découlant des notions abordées
dans le livre de Carr. Ramanujan étudie ainsi les fractions
continues et les séries divergentes en 1908. Il tombe alors
de nouveau très malade et doit subir, en Avril 1909, une opération
dont il aura du mal à se remettre. Il commence alors de poser
et de résoudre des problèmes mathématiques dans le journal
de la Société Indienne de Mathématiques (SIM). En 1910, il
développe des relations sur les équations modulaires elliptiques.
Un an plus tard, la publication d'un article brillant sur
les nombres de Bernoulli dans ce même journal lui vaut la
reconnaissance de son travail par ses pairs. Bien qu'il ne
possède aucun diplôme universitaire, il acquiert la réputation
de génie des mathématiques dans la région de Madras. La même
année, il rencontre le fondateur de la SIM, qui lui permet
d'obtenir un emploi temporaire chez un comptable de Madras
et lui conseille de contacter Ramachandra Rao, un mécène membre
de la SIM. Grâce à cette lettre, Ramanujan obtient le poste
et commence son travail le 1er mars 1912. Il a
alors la chance d'être entouré de personnes ayant une formation
en mathématiques et qui s'intéressent à son travail. Le chef
comptable du port de Madras est un mathématicien qui publie
un article sur le travail de Ramanujan en 1913, On the
distribution of primes. D'autre part, un professeur du
Madras Engineering College, C.L.T. Griffith, est intéressé
par les capacités de Ramanujan. Ayant lui-même fait ses études
à Londres, il écrit à M.J.M. Hill, un de ses professeurs de
mathématiques, à qui il envoie une copie de l'article sur
les nombres de Bernoulli, ainsi que quelques résultats de
Ramanujan. L'Université
de Madras allouera plus tard une bourse à Ramanujan en Mai
1913 et en 1914, Hardy le fait venir au Trinity College, à
Cambridge. C'est le début d'une extraordinaire collaboration
entre les deux hommes. Le 16 Mars 1916, il obtient le titre
de docteur de l'université de Cambridge, malgré qu'il ne possède
pas les diplômes requis pour préparer une thèse. Son travail
s'intitule Highly composite numbers et se compose de
sept de ses articles publiés en Angleterre. Le 18 février
1918, Ramanujan est élu membre de la Cambridge Philosophical
Society. Trois jours plus tard, probablement le plus grand
honneur de toute sa carrière, son nom apparaît sur la liste
des élections des membres de la "Royal Society of London".
Il a été proposé par une liste impressionnante de mathématiciens
: Hardy, Mac Mahon, Grace, Larmor, Bromwich, Hobson, Baker,
Littlewood, Nicholson, Young, Whittaker, Forsyth et Whitehead.
Son élection a effectivement lieu le 2 Mai 1918 et il est
également élu membre du "Trinity College" pour six
ans le 19 Octobre 1918. Ramanujan repart pour l'Inde le 27
Février 1919, et arrive le 13 Mars. Cependant, son état de
santé déjà très mauvais ne cesse de se dégrader. Il meurt
l'année suivante, le 22 Avril 1920, à l'âge de 32 ans, probablement
à cause de graves carences alimentaires. Ramanujan a laissé
derrière lui un grand nombre de cahiers non-publiés (les fameux
Carnets de Ramanujan), remplis de théorèmes que les
mathématiciens ont continué, et continuent, d'étudier. G.N.
Watson, par exemple, professeur à Birmingham de 1918 à 1951,
publia 14 articles regroupé sous le titre général Theorems
stated by Ramanujan et publia en tout environ 30 articles
inspirés du travail de Ramanujan. Le décryptage de ses carnets
par Bruce Berndt, de l'Université de l'Illinois, a duré jusqu'à
très récemment. Aujourd'hui, ses travaux ont des applications
en physique théorique. |
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Ricci-Curbastro,
Gregorio (1853-1925) Après des études de philosophie
et de mathématiques, Ricci-Curbastro soutient sa thèse de
doctorat à l'université de Pise. Il y rencontrera Dini dont
il sera l'assistant. En 1880, il sera nommé professeur de
physique mathématique à l'université de Padoue. Levi-Civita
fut son élève et contribua à l'élaboration de son calcul différentiel
absolu (1900) visant à expliciter en mécanique, dans des espaces
abstraits (variétés différentiables), des relations indépendantes
du système de coordonnées utilisé, inhérentes au phénomène
étudié (invariants différentiels). Associée
à la géométrie différentielle de Gauss et de Riemann , le
célèbre physicien Albert Einstein trouva, dans cette nouvelle
approche de la mécanique qu'il nomma "calcul tensoriel"
(1916), les outils mathématiques nécessaires à sa théorie
de la relativité générale. |
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Riemann, Georg Friedrich Bernhard (1826-1866), fut professeur
à Göttingen et succéda à Dirichlet sur la chaire de Gauss
en 1859. Il fut l'élève de Jacobi, de Dirichlet et de Gauss.
Sa santé fragile eu raison de lui. À 39 ans, il fut emporté
par la tuberculose. Il s'est intéressé aux séries de Fourier,
aux équations aux dérivées partielles, à la physique mathématique
et aussi à la géométrie. Il a écrit seulement un article en
théorie des nombres qui, même s'il ne fait que huit pages,
est une des plus importantes publications du 19ème
siècle. |
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Salam, Abdus (1926-
1996), physicien pakistanais, a reçu le prix Nobel de physique en 1979 pour ses travaux
sur l'interaction électrofaible, synthèse de l'électromagnétisme
et de l'interaction faible. Né à Jhang Sadar (Inde, aujourd'hui
au Pakistan), il étudie au Government College à Lahore, et
obtient en 1952, un doctorat en mathématiques et en physique
de l'université de Cambridge. Il enseigne dans ces établissements,
puis en 1957, est professeur de physique théorique à l'Imperial
College de Londres. En 1964, il devient directeur du Centre
international de physique théorique de Trieste, nouvellement
créé. Cette même année, il est lauréat de la Médaille Hughes.
En 1967, avec le physicien états-unien Steven Weinberg, Salam
propose une théorie permettant d'unifier les interactions électromagnétiques
et faibles entre particules élémentaires, théorie qui sera
confirmée par l'expérience. Salam sera ainsi le premier musulman à obtenir
le prix Nobel de physique en 1979, conjointement aux physiciens
américains Sheldon Lee Glashow et Weinberg.
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Say,
Jean-Baptiste (1767-
1832) est un économiste, journaliste et industriel français.
Il est issu d'une famille de négociants protestants nîmois
ayant émigré à Amsterdam puis à
Genève, lors de la révocation de l'édit
de Nantes, et revenue en France au cours du 17ème siècle.
C'est au cours d'un voyage en Grande-Bretagne, où la
révolution industrielle est en cours, qu'il adoptera
les idées libérales et en particulier les théories
d'Adam Smith dont il sera un ardent défenseur de retour
en France. En 1789, il publie la brochure : la Liberté
de la presse. En 1792, il participe aux campagnes militaires
de la Révolution française en Champagne. D'abord
employé dans une banque, il dirigea ensuite une filature
de coton à Auchy-lès-Hesdin, dans le Pas-de-Calais.
Ses nombreux ouvrages d'économie politique firent qu'il
fut nommé professeur au Conservatoire national des arts
et métiers, en 1821, puis au Collège de France,
en 1830. Il se présente comme un disciple d'Adam Smith.
Son petit-fils, Léon Say, très proche des doctrines
de son grand-père fut huit fois ministre de l'Économie
de la Troisième République. L'un de ses frères,
Louis Say, s'est rendu célèbre en créant
en 1812 la première raffinerie de sucre de betterave.
La "loi de Say", ou "loi des débouchés",
stipule que : plus les producteurs sont nombreux et les productions
multiples, plus les débouchés sont faciles, variés
et vastes. Dans une économie où la concurrence
est libre et parfaite, les crises de surproduction sont impossibles.
Il ne peut y avoir de déséquilibre global dans
les économies de marché et de libre entreprise,
il y a un équilibrage spontané des flux économiques
(production, consommation, épargne, investissement).
Cette loi est parfois réduite à tort à
la formule « toute offre crée sa propre demande ». Un
meilleur résumé de cette approche serait : « on
ne dépense jamais que l'argent qu'on a gagné ».
L'économie de l'offre, dans la tradition de Say, s'oppose
à l'économie de la demande, qui est celle de Malthus
et plus tard de Keynes |
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Shannon,
Claude Elwood (1916- ), mathématicien spécialiste en mathématiques
appliquées et ingénieur électricien américain, qui développa
la théorie de la communication, aujourd'hui connue sous le nom
de la "théorie de l'information". Né à Gaylord, dans
le Michigan, Shannon suivit les cours de l'université du Michigan
et obtint en 1940 son doctorat de l'institut de technologie
du Massachusetts, de la faculté duquel il devint un membre,
en 1956, après avoir travaillé aux laboratoires de téléphone
Bell. En 1949, Shannon publia la Théorie mathématique de
la communication, un article dans lequel il présenta son
concept initial pour une théorie unificatrice de la transmission
et du traitement des informations. Les informations, selon cette
théorie, incluent toutes formes de messages transmis, y compris
ceux envoyés le long des canaux nerveux des organismes vivants.
La théorie de l'information est aujourd'hui importante dans
de nombreux domaines. |
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Sharpe,
William Forsyth (1934- ) L'Académie
royale des sciences de Suède a décerné,
le 16 octobre 1990, le prix Nobel de sciences économiques
à trois professeurs américains, Harry Markowitz, Merton
Miller et William Sharpe. Même si les travaux récompensés étaient
déjà
anciens et se situent pour l'essentiel entre 1950 et
1970, l'Académie a jugé que les lauréats étaient
des novateurs dans le domaine de la théorie de l'économie
financière
et du financement des entreprises. Ils ont en effet tous contribué
à faire sortir de l'ombre de quelques universités
américaines,
une nouvelle discipline : la finance. C'était
la première
fois que l'Académie royale de Suède récompensait
des travaux traitant des marchés boursiers et de la
gestion de portefeuilles plutôt que des grands équilibres économiques.
William Sharpe, de l'université Stanford, fut
récompensé pour son modèle
d'équilibre des actifs financiers et pour ses
travaux sur la théorie de la formation des prix des
avoirs financiers. William Sharpe a engagé ses recherches
dans la voie ouverte par Harry Markowitz. Ce dernier avait
en effet élaboré une procédure
complexe de sélection des titres boursiers afin d'optimiser
un portefeuille de placements. Mais la mise en œuvre
de ce modèle a très vite posé des problèmes d'ordre
pratique, au point que la collecte des informations nécessaires
et leur traitement devenaient presque impossibles avec les
ordinateurs
disponibles dans les années 1960. C'est la raison
pour laquelle William Sharpe se mit à chercher une méthode
de sélection
des portefeuilles efficients plus simple. Il découvre
que les variations de la rentabilité de chaque titre
sont liées, linéairement,
à la variation du marché dans son ensemble, mesurée
par l'indice
du marché concerné (par exemple l'indice
Standard &
Poor 500 aux États-Unis, ou le C.A.C. 40 en France).
Le nombre de statistiques nécessaires s'en est
trouvé fortement
réduit : 302 statistiques au lieu de 3'150
dans le modèle Markowitz pour 100 titres, 602 au lieu
de 20'300 pour 200 titres et 10'002 au lieu de 125'750
pour 300 titres,
le calcul fut aussitôt facilité. C'est à partir
de ce concept, simple en apparence, que Sharpe découvre
ensuite le fameux coefficient Bêta reliant la rentabilité d'un
titre
à celle de l'indice du marché et constituant une
mesure du risque associé à la volatilité du
marché. Au-delà de leur
apport pratique, les travaux de Sharpe ont contribué de
façon
décisive à la formulation d'une théorie
de la formation des cours des actifs financiers plus connue
sous le nom de modèle
C.A.P. (Capital Asset Pricing) ou, en français, de "Modèle
d'équilibre des actifs financier (Medaf)". |
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Scholes,
Myron (1941- )
né en 1941, présente son doctorat en 1969 à l'université
de Chicago. Il occupe en 1988 la chaire Frank E. Buck de professeur
de finance au Graduate School of Business de l'université
Stanford (Californie) où il dirige également des recherches
pour l'Institution Hoover. Il a reçu le prix Nobel d'économie
en 1997 pour avoir élaboré, avec Fischer Black,
une méthode
d'évaluation des instruments financiers dérivé.
L'Académie royale a précisé dans
ses attendus que les deux professeurs ont conçu une formule
mathématique
novatrice pour estimer les risques liés aux options
sur actions et qu'ils
ont ouvert de nouveaux horizons au champ des évaluations économiques.
Le co-lauréat de Myron Scholes, Robert Merton, a joué un
rôle
très important dans l'élaboration de cette méthode
d'évaluation
ainsi que dans les applications qu'elle a permises pour
améliorer la gestion des risques attachés aux
nouveaux produits financiers. Déjà en 1900, Louis Bachelier,
un mathématicien
français, présentait à la Sorbonne une thèse de doctorat
au titre visionnaire, Théorie de la spéculation.
Dans les années
1960, des auteurs tels James Boness et Paul Samuelson (Prix
Nobel d'économie en 1970) proposaient des
formules pour déterminer les prix d'équilibre
des options. Leurs hypothèses
ne se sont pas révélées suffisamment réalistes
pour entraîner
des applications, mais des améliorations apportées à ces
formules au début des années 1970 ont permis
d'obtenir des résultats
plus satisfaisants C'est dans ces mêmes années
1970 que Myron Scholes et Fischer Black mettent leurs compétences
en commun et proposent la première version de la formule
de calcul du prix des options qui leur vaudra le prix Nobel.
En 1973,
Scholes et Black publient la célèbre formule du calcul
de la valeur d'option d'achat qui porte leur nom.
Si Myron Scholes et Fischer Black ont eu l'intuition
fondamentale de la démonstration, ils ont pris pour
base de recherche le modèle d'équilibre des actifs
financiers (ou Capital Asset Pricing Model, dit C.A.P.M.) de
leur compatriote William
Sharpe
récompensé à ce titre par le jury du Nobel en
1990 (les deux autres lauréats étaient Harry
Markowitz et Merton Miller). |
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Schrödinger,
Erwin (1887-1961) Né à Vienne, Erwin Schrödinger
poursuit ses études à l'université d'Iéna.
En 1920, il est nommé professeur à la Haute
Ecole technique de Stuttgart puis à l'université
de Breslau l'année suivante. En 1927, il succède
à Max Planck à l'université de Berlin.
Israélite, il quitte le pays à l'avènement
du national-socialisme pour se rendre à Oxford où
il obtient une chaire en 1933. Sept ans plus tard, il devient
professeur de physique théorique à Dublin à
l'Institut des hautes études de l'Etat libre d'Irlande.
Il ne rentrera en Autriche qu'en 1956. Les
premiers travaux de Schrödinger portent sur l'étude
des couleurs et la théorie des quanta. Mais le physicien
est avant tout reconnu pour ses recherches en mécanique
ondulatoire, discipline développée par le Français
Louis de Broglie. L'équation de Schrödinger, élaborée
en 1926, permet de calculer la fonction d'onde d'une particule
se déplaçant dans un champ. En établissant
cette équation de propagation, il donne à la
mécanique quantique un outil aujourd'hui indispensable.
Avec celle de Werner Heisenberg, la théorie de Schrödinger
constitue ainsi la base de la mécanique quantique.
Et en 1933, Schrödinger partage le prix Nobel de physique
avec le Britannique Paul Dirac pour leur contribution au développement
de cette nouvelle discipline. Schrödinger essaiera également
d'appliquer sa théorie à la biologie et à
la génétique dans ses ouvrages What is life
(1944) et Science and Humanism (1951).
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Schwartz,
Laurent (1915-2002) Mathématicien français né à Paris.
Ses travaux sont principalement relatifs à l'analyse.
Ancien
élève de l'École normale supérieure,
Laurent Schwartz a enseigné de 1959 à 1960 et de 1963 à 1983 à l'École
polytechnique. En 1975, il est élu membre de l'Académie
des sciences. Sa thèse (1943) porte sur l'approximation
et l'étude des sommes d'exponentielles.
La théorie
des distributions, dont l'idée initiale remonte à 1945,
lui a valu la médaille Fields en 1950. Le langage et
les notations de Schwartz pour les distributions ont été universellement
adoptées
par les mathématiciens et constituent le cadre naturel
de la théorie des équations aux dérivées
partielles. De 1959 à 1962,
Laurent Schwartz se consacre à la physique théorique :
l'emploi des distributions lui permet une formulation
mathématique correcte de la théorie des particules élémentaires.
Il
a aussi effectué des recherches sur les mesures de Radon
et sur les espaces topologiques quelconques ; il a écrit
diverses publications sur les probabilités cylindriques
et les désintégrations
de mesures. |
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Schwarzschild,
Karl (1873-1916), astronome allemand,
mathématicien et physicien, qui prédit l'existence des Trous
Noirs. Ses deux premiers articles d'astronomie furent publiés
alors qu'il était encore au collège. Il est surtout connu
pour ses contributions théoriques, tant en physique du Soleil
qu'en relativité générale, ou en cinématique stellaire, ainsi
que dans divers domaines de l'astrophysique. En 1916, il détermina
une grandeur, dite rayon de Schwarzschild, dans le cadre de
la théorie de la relativité, énoncée peu de temps avant par
Albert Einstein. Lorsqu'une étoile suffisamment massive explose
en supernova, la contraction gravitationnelle produit ce que
l'on appelle un "trou noir" : rien, pas même la
lumière, ne peut sortir de ce champ de gravitation intense.
Lorsque le rayon d'une masse gazeuse devient inférieur au
"rayon de Schwarzschild" pour cette masse, elle
s'effondre en trou noir. |
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Smith,
Adam (1723-1790), économiste et philosophe écossais,
est né à Kirkcaldy, en Écosse. Il étudia
aux universités de Glasgow et Oxford. De 1748 à
1751, il enseigna la rhétorique et les belles-lettres
à Édimbourg. Durant cette période, il se
lia avec le philosophe David Hume, dont la pensée exerça
une grande influence sur les conceptions de Smith en matière
d'éthique et d'économie. Smith fut nommé
professeur de logique en 1751 puis professeur de philosophie
morale en 1752 à l'université de Glasgow. Plus
tard, il rassembla les cours d'éthique qu'il dispensait
et les publia dans sa première œuvre maîtresse
intitulée Théorie des sentiments moraux (Theory
of Moral Sentiments, 1759). En 1763, il démissionna de
son poste de professeur pour accompagner le duc de Buccleuch
dans un voyage de 18 mois en France et en Suisse, en qualité
de précepteur. Smith rencontra alors les physiocrates,
notamment Quesnay et Turgot. De 1766 à 1776, il vécut
à Kirkcaldy où il travailla à son ouvrage
fondamental, la Richesse des nations (The Wealth of Nations).
Smith fut ensuite nommé commissaire des douanes à
Édimbourg en 1778, poste qu'il occupa jusqu'à
sa mort. En 1787, il fut également nommé recteur
de l'université de Glasgow. Son célèbre
traité Recherches sur la nature et les causes
de la richesse des nations (An Inquiry into the Nature and
Causes of the Wealth of Nations, 1776), première étude
tentant de décrire la nature du capital et le développement
historique de l'industrie et des échanges entre les pays
européens, lui valut d'être considéré
comme le père de la science économique moderne.
La Richesse des nations constitue le premier essai traitant
de l'histoire de la science économique qui considère
l'économie politique comme une discipline autonome, distincte
de la science politique, de l'éthique et de la jurisprudence.
Smith y propose une analyse du processus de production et de
répartition de la richesse, et démontre que les
sources principales de tout revenu, c'est-à-dire les
formes fondamentales dans lesquelles la richesse est distribuée,
sont les rentes, les salaires et les profits. La Richesse
des nations affirme contre les physiocrates le principe
selon lequel le travail est la source de toute richesse, et
présente le développement de l'industrie comme
une source d'accroissement de la production. Pour Smith, théoricien
du capitalisme libéral, le progrès économique
et moral procède de la concurrence, la production et
les échanges de biens ne pouvant être stimulés,
et en conséquence le niveau de vie général
amélioré, que lorsque les gouvernements régulent
et contrôlent au minimum les activités industrielles
et commerciales individuelles. Pour décrire cette situation,
il parle d'un ordre naturel réglé par la "main
invisible", qui fait naturellement converger la somme des intérêts
individuels vers l'intérêt général.
En conséquence, toute intervention de l'État dans
ce contexte de libre concurrence ne pourrait être que
néfaste. |
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Sommerfeld,
Arnold (1868-1951) Physicien allemand, on lui doit une
amélioration du modèle de Bohr (1916) introduisant des orbites
elliptiques et des corrections relativistes. Ce nouveau modèle,
qui implique une dépendance de l'énergie vis-à-vis du deuxième
nombre quantique, permet d'expliquer la structure fine des
raies spectrales émises par les atomes. Sommerfeld introduisit
d'ailleurs la fameuse "constante de structure fine".
Il s'intéressa également après Drude et Lorenz au modèle des
électrons libres qui explique certaines propriétés des métaux,
en particulier la conduction, en considérant un comportement
quantique des électrons. Il participa ainsi aux développements
de la théorie des bandes en physique du solide, formulant
en 1928 l'idée selon laquelle les électrons occupent des états
quantifiés dans la matière. |
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Stokes,
sir George Gabriel (1819-1903), mathématicien et physicien
britannique. Né à Skreen, en Irlande, il fit ses études à
l'université de Cambridge, où il fut professeur de mathématiques
de 1849 jusqu'à sa mort. Son œuvre traite de problèmes
qui sont parmi les plus ardus de la physique mathématique.
On notera particulièrement ses recherches sur le mouvement
ondulatoire, sur les effets de la friction pour des solides
en mouvement dans des fluides, et sur la théorie ondulatoire
de la lumière. Il fut aussi l'un des premiers à étudier la
fluorescence et la réfraction de la lumière. En mathématiques,
son nom est attaché à une formule générale qui transforme
une intégrale curviligne en intégrale de surface.
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Stefan,
Josef (1835-1893) Physicien autrichien né à Sankt
Peter près de Klagenfurt et mort à Vienne. Les travaux originaux
de Josef Stefan comprennent la théorie cinétique
des gaz, l'hydrodynamique et surtout la théorie du rayonnement.
Après des études à l'université
de Vienne où il obtient son doctorat en 1858, nommé Privatdozent
de physique mathématique, il devient professeur de
physique en 1863, puis directeur de l'Institut de physique
(1866). Membre de l'Académie des sciences de
Vienne, il en est le secrétaire à partir de 1875.
Avant les travaux de Stefan, G. R. Kirchhoff avait déjà décrit
les propriétés du "corps
parfaitement noir ", susceptible d'absorber la totalité
du rayonnement incident et d'émettre un spectre étendu
de longueurs d'ondes. Stefan démontre empiriquement
en 1879 que l'intensité du rayonnement du corps
noir est proportionnelle à la quatrième puissance de sa température
absolue, relation connue depuis sous le nom de "loi
de Stefan-Boltzmann",
Boltzmann l'ayant déduite en 1884 de considérations
thermodynamiques. Cette loi constitue l'une des premières étapes
importantes qui ont conduit à l'interprétation
du rayonnement du corps noir et à la théorie quantique
du rayonnement. |
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Sturm,
Charles François (1803-1855) Après avoir été étudiant à
l'université de Genève (sa ville natale), Sturm se rend,
pour être précepteur dans la famille Broglie, à Paris,
où il
fréquente les plus grands savants de l'époque
et où il
se fixe définitivement à partir de 1825. Avec
son ami Colladon, il détermine en 1826 la vitesse de
propagation du son dans l'eau, ce qui lui vaut, l'année
suivante, le grand prix de mathématiques proposé pour
le meilleur mémoire
sur la compressibilité des liquides. En 1829, il énonce
le célèbre
théorème qui porte son nom, essentiel pour l'étude
des propriétés des racines d'une équation
algébrique et qui
précise le nombre de racines réelles d'une équation
numérique
comprises entre deux limites données. Il publie la démonstration
de ce théorème en 1835. À partir de 1830, en liaison
avec son ami Liouville, il aborde le problème de la théorie
générale
des oscillations et étudie des équations différentielles
du second ordre (problème de Sturm-Liouville) dans plusieurs
articles, dont Sur les équations différentielles
linéaires du second
ordre (1836) et Sur une classe d'équations à différences
partielles (1836). Les méthodes employées
seront à l'origine
de nombreux travaux et découvertes mathématiques.
Il est élu
en 1836 à l'Académie des sciences et travaille à l'École
polytechnique. Succédant à Poisson, il enseigne, à partir
de 1840, à la faculté des sciences de Paris (chaire
de mécanique).
Ses Cours d'analyse de l'École polytechnique
(1857-1863) et ses Cours de mécanique de l'École
polytechnique
(1861) seront publiés après sa mort. |
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Taylor,
Brook (1685-1731), mathématicien anglais né à Edmonton
et mort à Londres, célèbre pour ses contributions au
développement
du calcul infinitésimal. Taylor fit ses études
au collège Saint
John, à Cambridge, et étudia les mathématiques
sous la direction de John Machin et de John Keill. Il obtint,
en 1708, une remarquable
solution du problème du centre d'oscillation, qui
pourtant demeura inédite jusqu'en mai 1714 lorsque
son droit de priorité lui fut contesté par Jean
Bernoulli. L'ouvrage
de Taylor, Methodus incrementorum directa et inversa
(1715), ajoute aux mathématiques supérieures
un nouveau chapitre, que l'on appelle de nos jours le "calcul
des différences
finies". Entre autres applications ingénieuses,
il s'en
sert pour déterminer la forme du mouvement d'une
corde vibrante en le réduisant avec succès aux principes
de la mécanique.
Le même ouvrage contient la célèbre formule connue sous
le nom de "théorème de Taylor", dont l'importance
n'apparut
qu'en 1772, quand Louis de Lagrange réalisa sa
puissance et en fit le principe fondamental du calcul différentiel.
Dans son essai La Perspective linéaire, Taylor
pose les principes de l'art sous une forme originale
et plus générale qu'aucun
de ses prédécesseurs ; mais l'ouvrage
souffrit de la confusion et du manque de clarté qui
affectaient la plupart de ses écrits. Taylor fut élu
membre de la Royal Society en 1712 ; il siégea
la même année au comité chargé de régler
les querelles de priorité entre Newton et Leibniz et
fut secrétaire
de la société de 1714 à 1718. À partir de 1715,
ses recherches prirent une orientation philosophique et religieuse. |
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Teller,
Edward (1908-2003) quitte Budapest (sa patrie) en 1926 pour
aller à Karlsruhe, Allemagne, afin d'étudier la chimie mais
il très vite une affinité se créera avec la nouvelle théorie
de la physique quantique ce qui l'amènera à étudier à l'université
de Leipzig où il obtiendra son doctorat à l'âge de 22 ans. Teller
obtint ce titre sous la direction de Werner Heisenberg qui participa
plus tard activement dans le camp des nationalistes allemands
lors de la seconde guerre mondiale. En 1935 Teller s'expatria
aux États-Unis et ses compétences dans la physique de points
l'amenèrent à se faire beaucoup de relations et une très bonne
réputation dans la communauté scientifique. Il fut ainsi nommé
professeur dans de nombreuses universités américaines et travailla
en 1942 au projet Manhattan où il mena des travaux très importants
qui permirent de créer la première bombe nucléaire à fission.
Le travail effectué, Teller soutint la continuité du travail
pour la recherche d'une bombe thermonucléaire par peur de l'avancée
des Russes dans ce domaine (Teller était anti-communiste et
très bon ami de Landau qui se fit arrêter par la police communiste).
Teller réussit à convaincre l'administration américaine à financer
les recherches pour une bombe à hydrogène et mena les travaux
avec succès qui fait qu'on le considère aujourd'hui comme le
père de la Bombe H. |
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Tesla, Nikola (1856-1943) était
un inventeur et ingénieur serbe de génie dans
le domaine de l'électricité. Il est souvent
considéré comme l'un des plus grands scientifiques
dans l'Histoire de la technologie, pour avoir déposé plus
de 900 brevets (qui sont pour la plupart repris au compte
de Thomas Edison) traitant de nouvelles méthodes pour
aborder la conversion de l'énergie. En 1875, il entre à l'école
polytechnique de Graz, en Autriche, où il étudie
les mathématiques, la physique et la mécanique.
Une bourse lui est attribuée par l'administration
des Confins militaires (Vojna Krajina), le mettant à l'abri
des problèmes d'argent. Ceci ne l'empêche cependant
pas de travailler avec acharnement pour assimiler le programme
des deux premières années d'études en
un an. L'année suivante, la suppression des Confins
militaires retire toute aide financière à Tesla,
hormis celle, très maigre, que peut lui apporter son
père, ce qui ne lui permet pas d'achever sa seconde
année d'études. On lui doit le moteur électrique
asynchrone, l'alternateur polyphasé, le montage triphasé en étoile,
la commutatrice. Tesla découvre le principe de la
réflexion des ondes sur les objets en 1900, il étudie
et publie, malgré des problèmes financiers,
les bases de ce qui deviendra presque trois décennies
plus tard le radar. |
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Thom,
René (1923- ) Mathématicien
français auteur d'importants travaux en topologie différentielle.
Né à Montbéliard, René Thom fut élève
de l'École normale
supérieure. En 1958, il a reçu la médaille Fields
pour sa théorie
du cobordisme. Dans une communication au colloque de Strasbourg
(1951), Thom établit que, si les zéros d'un
idéal polynomial
forment une variété, c'est une variété bordante,
et sa thèse, Espaces fibrés en sphères et carrés
de Steenrod
(1951), contient déjà en germe les principales méthodes
cobordistes ;
mais c'est dans le dernier chapitre d'un mémoire
de 1954 (Quelques Propriétés globales des
variétés différentiables)
que la théorie du cobordisme est exposée pour
la première fois.
Deux variétés différentiables de dimension
n sont dites cobordantes si, réunies, elles
forment le bord d'une variété de dimension
n+1 ; cette notion, qui est absolue, c'est-à-dire
indépendante du plongement, est un outil fondamental
pour l'étude
des difféomorphismes de variétés. L'ensemble
des classes de cobordance est muni d'une structure d'algèbre
graduée, et on peut étudier la structure de
ces algèbres par
l'intermédiaire des groupes d'homotopie
stables de ce qu'on appelle maintenant le complexe de
Thom. Après
1955, Thom a surtout étudié les espaces feuilletés
et les ensembles et morphismes stratifiés. On lui doit
des résultats sur les
approximations des transformations différentiables et
leurs singularités, les comparaisons de structures
différentiables
sur une variété triangulée et une théorie
de Morse pour les variétés feuilletées ;
il est également l'un des
premiers à avoir utilisé les techniques de "chirurgie"
des variétés. Depuis 1969, Thom s'est consacré aux
applications de la topologie aux phénomènes de la vie.
Pour décrire la naissance
et l'évolution des formes, il a élaboré une
mathématique
spécifique : sa théorie des catastrophes
est une théorie
des singularités de certaines équations différentielles.
Concrètement,
elle permet, à partir de phénomènes observés,
de remonter à
leurs causes inconnues, au moins partiellement. Thom a donné
un exposé de ses travaux dans l'ouvrage Stabilité
structurelle et morphogenèse (1973). |
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Thalès
de Milet (~624 av. J.-C.) est le premier mathématicien
dont l'histoire ait retenu le nom. Il est né à Milet, en Asie
mineure, sur les côtes méditerranéennes de l'actuelle Turquie.
Plus qu'un simple mathématicien, Thalès était un savant universel,
curieux de tout, astronome et philosophe, très observateur.
Il fut à ce titre un des Sept Sages. On ne démontrait pas
ce qu'on avançait à l'époque de Thalès, on ne faisait que
remarquer certaines propriétés. Mais la façon qu'avait Thalès
de réfléchir, d'analyser des situations, d'en rechercher les
causes font de lui le précurseur des scientifiques. Une de
ses grandes interrogations était l'eau, et les causes de la
pluie. Il avait remarqué que l'air se transformait en pluie,
et il en cherchait désespérément les réponses. Mais le fait
d'armes de Thalès est sans conteste la prévision d'une éclipse
du soleil, probablement celle du 8 mai 585 avant notre ère. |
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Turing,
Alan (1912-1954)
Par ses travaux théoriques dans les domaines de la logique
et des probabilités, Alan Mathison Turing est considéré,
sinon comme le fondateur des ordinateurs, en tout cas, comme
l'un des pères spirituels de l'intelligence artificielle.
Né le 23 juin à Paddington (Londres), Alan est
le fils de Julius Mathison, officier de l'armée des Indes
et d'Ethel Sarah Turing, fille d'un ingénieur des chemins
de fer à Madras. A l'âge d'un an, il est confié
par sa mère, qui rejoint alors son mari aux Indes, à
la garde d'amis. Le couple ne reviendra en Angleterre qu'en
1926, à la retraite de Julius. Benjamin de la famille,
Alan connaît une scolarité sans éclat malgré
un esprit brillant et de nettes dispositions pour les sciences.
En 1928, à Sherborne School où il est entré
deux ans plus tôt, il fait la connaissance de Christopher
Marcom. Cette rencontre provoque en lui un déclic et
l'amène à s'intéresser réellement
à la science et plus exactement aux mathématiques.
De 1931 à 1934, Alan Turing est étudiant en mathématiques
au King's College de l'Université de Cambridge. Au cours
de cette période, il prend connaissance des travaux de
John von Neumann sur la mécanique quantique. Stimulé
par ces recherches, il se lance dans l'étude de problèmes
de probabilités et de logique. C'est aussi au King's
College qu'il rencontre des théoriciens de l'économie
comme John Keynes et Arthur Pigou. Diplôme en poche, il
apprend à l'été 1936 les avancées
de Max Newman concernant l'élaboration d'une théorie
mathématique sur l'incomplétude de Gödel
et la question de la décidabilité de Hilbert.
Si pour beaucoup de propositions il est facile de trouver un
algorithme, qu'en est-il de celles pour lesquelles l'algorithme,
pas assez rigoureux, est insuffisant à valider la proposition
? Doit-on en déduire qu'elles ne peuvent être validées
? C'est désormais dans ce sens que vont s'orienter les
recherches du logicien. 1936 est également l'année
de la reconnaissance pour Turing ; il reçoit le prix
Smith pour ses travaux sur les probabilités et le concept
de la "Machine de Turing". Ce concept constitue la
base de toutes les théories sur les automates et plus
généralement celle de la théorie de la
calculabilité. Il s'agit en fait de formaliser le principe
d'algorithme, représenté par une succession d'instructions
– agissant en séquence sur des données d'entrée
– susceptible de fournir un résultat. Cette formalisation
oblige Turing à développer la notion de calculabilité
et à déterminer des classes de problèmes
"décidables". Cela le conduit à introduire une
nouvelle classe de fonctions (les "fonctions calculables au
sens de Turing") dont il démontre qu'elles sont
identiques aux fonctions lambda définissables de Stephan
Kleene et Alonzo Church. Au cours de son doctorat à l'Université
de Princeton, de 1936 à 1938, Turing conçoit l'idée
de la construction d'un ordinateur. De retour à Cambridge,
il poursuit ses études mathématiques et s'intéresse
aux fonctions zeta de Georg Friedrich Riemann. La seconde Guerre
Mondiale lui offre bientôt l'opportunité de mettre
en pratique ses théories. C'est au département
des communications du Ministère des affaires étrangères
britannique qu'il se retrouve confronté au secret d'Enigma,
nom de code de la machine utilisée par la marine allemande
pour communiquer avec leurs sous-marins. Le cryptage utilisé
par les Nazis échappait toujours aux modes d'investigation
classiques. Mais avec la collaboration de W. G. Welchman, Turing
réussit à percer le code en appliquant sa nouvelle
méthode et, de façon indirecte, contribue ainsi
à la victoire de la bataille de l'Atlantique. La guerre
achevée, Turing intègre le National Physical Laboratory
où il entreprend, en concurrence avec les projets américains,
de créer le premier ordinateur. Les avancées technologiques
lui laissent entrevoir la réalisation de cet objectif
dans un avenir proche. En 1948, grâce à Newman,
il obtient un poste de chargé de cours en mathématiques
à l'Université de Manchester qu'il occupera jusqu'à
la fin de sa vie. Deux ans plus tard, il participe avec Frederic Williams
et Tom Kilburn à la réalisation d'un
calculateur électronique, le Mark I, et conçoit
à cette occasion un manuel de programmation. Dans la
foulée, il publie Can a machine think ? dans lequel
il fait la synthèse des bases mathématiques et
conceptuelles de l'ordinateur électronique programmable
et résume sa philosophie de la "machine intelligente".
Il énonce également le célèbre "Test
de Turing" ; ce test se résume à une expérience
dans laquelle un homme tient une conversation avec une machine.
Comment dans ce cas, un observateur, par l'unique analyse des
messages échangés, pourra-t-il distinguer l'homme
de la machine ? Turing était convaincu que tout n'était
qu'un problème d'information et que le développement
des technologies permettrait d'ici cinquante ans aux machines
de tenir en échec l'être humain au moins cinq minutes. |
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Van
Der Waals, Johannes Diderik (1837-1923)
Physicien néerlandais né à Leyde le 23 novembre
1837 et mort à Amsterdam le 8 mars 1923, Van der
Waals fut tout d'abord instituteur avant de devenir, à la
suite d'efforts
solitaires, professeur dans l'enseignement moyen (1863).
Il fréquenta les cours de l'université de
Leyde de 1862
à 1865 et enseigna la physique à Deventer et à La Haye (1866).
En 1873, il fut reçu docteur par l'université de
Leyde, après la défense d'une dissertation intitulée :
Over de continuiteit van den gas en vloeistoftoestand ;
elle contient la présentation de l'équation
d'état
qui porte son nom et conduit à des résultats beaucoup
plus satisfaisants que l'équation classique des
gaz parfaits au voisinage de la zone de liquéfaction.
Cette étude contribua d'une
façon décisive à accréditer l'idée
de l'existence
de forces intermoléculaires d'attraction et à déterminer
le rôle du volume d'encombrement moléculaire
dans le comportement des gaz à haute pression, deux concepts
encore mal assurés à
l'époque. Le succès rapide de la nouvelle théorie
est illustré par les multiples traductions de la dissertation
originale qui suivirent sa présentation : traduction
allemande par F. Roth en 1881, anglaise par R. Threlfall et
J. F. Adair en
1888, française par Dommer et Pomey en 1894. On sait à présent
que l'équation de Van der Waals est encore imparfaite
et qu'il serait téméraire de vouloir
lui conserver le nom d'équation des gaz réels
qui lui fut naguère attribué :
en effet, des équations d'état encore mieux
appropriées
permettent d'atteindre aujourd'hui une approximation
plus complète ; elles sont en général déduites
de considérations
de cinétique moléculaire fondées sur le
théorème du viriel des
forces. L'influence à longue portée - c'est-à-dire
jusqu'à nos jours - de la théorie de Van
der Waals n'en reste pas moins considérable,
car elle illustre l'interprétation
fondamentale du phénomène de transition de phase, par
la découverte
du mécanisme responsable de l'existence de zones
de stabilité,
de métastabilité et d'instabilité au
sein d'un milieu
en équilibre homogène. De 1877 à 1907, date de sa retraite,
Van der Waals occupa la chaire de physique à l'université
d'Amsterdam. C'est pendant cette période
qu'il
fit connaître sa loi dite "loi des états correspondants"
(1880). Cette équation d'état unique pour
tous les corps purs contribua largement, elle aussi, à sa
renommée, car elle
servit par la suite de guide aux essais préalables à la
liquéfaction
de l'hydrogène (J. Dewar, 1898) et de l'hélium
(H. Kemerlingh Onnes, 1908). D'un autre point de vue,
cette contribution de Van der Waals est également considérée
comme l'une des premières tentatives pour exprimer des
lois de la physique en fonction de variables réduites.
Parmi les autres travaux de Van der Waals, citons une contribution à la
théorie moléculaire des mélanges binaires
et l'étude de
la capillarité. Le prix Nobel de physique lui a été décerné
en 1910 pour ses travaux concernant l'équation
de l'état
d'agrégation des gaz et des liquides. |
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Viète,
François (1540-1603) Viète est célèbre aujourd'hui
en tant qu'inventeur de l'algèbre moderne. Or, à
son époque, il était plus connu comme maître
des requêtes et
conseiller privé d'Henri IV que comme mathématicien.
Toute sa vie est en effet marquée par cette dualité d'une
carrière politique brillante et d'un ardent travail
de cabinet sur les plus hauts problèmes posés par
les mathématiques
du 16ème siècle. Son œuvre scientifique a
beaucoup souffert de ses nombreuses occupations politiques
et du peu
de temps qu'elles lui laissaient. Il reste néanmoins
que la contribution de Viète au développement des mathématiques
à la fin du 16ème siècle est fort importante. Elle
se caractérise par l'introduction systématique
de la représentation
littérale dans les problèmes algébriques, tant
pour les inconnues que pour les quantités connues,
ce qui présente le principal
avantage de traiter le cas général et non les
cas particuliers et de s'intéresser à la structure
des problèmes plutôt
qu'à leur expression. Né à Fontenay-le-Comte (Vendée)
en 1540, François Viète, fils d'Estienne Viète et de
Marguerite Dupont. Il portait le nom de seigneur de La Bigotière,
du nom de la métairie qu'il possédait
près de Foussay. Il fit
ses études de droit à la faculté de Poitiers
et entra dans la vie active comme avocat au siège de Fontenay-le-Comte.
Secrétaire
particulier de Jean de Parthenay-Larchevêque, il demeure quelques
années au domaine du parc de Soubise. Nommé conseiller
au parlement de Bretagne en 1573, il y séjourne en
fait assez peu, occupé
qu'il est par ses travaux mathématiques et les
missions confidentielles que lui confie le roi. On retrouve
ensuite sa
trace à Paris en 1579 où il publie son premier ouvrage :
le Canon mathematicus, accompagné du Liber
singularis.
Nommé maître des requêtes de l'hôtel du roi en
1580, il est démis de sa fonction en 1585, à la suite
de conflits entre les familles de Guise et d'Albret
au sujet de Françoise
de Rohan dont il était très proche. En 1589, il est à Tours
et prépare la publication de son œuvre scientifique.
Il s'occupe également de cryptographie statistique
pour le compte du roi. Il regagne Paris avec ce dernier et
est nommé
conseiller privé. Il continue de publier des ouvrages
mathématiques
au cours de polémiques diverses avec Joseph Scaliger
et Adrien Romain (Adriaan van Roomen). Viète meurt à Paris
en février
1603, après une assez longue période de déclin,
au cours de laquelle il se prend de querelle avec Clavius
(Christoph Klau)
au sujet du calendrier grégorien. De nombreux manuscrits
restent inédits à cette époque, certains ne
seront jamais imprimés ou
seront même presque entièrement détruits. |
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Walras,
Léon (1834-1910),
économiste français né à Évreux.
Professeur à Lausanne (Suisse), Léon Walras dénonça
à partir des années 1870 les théories économiques
libérales alors enseignées dans les universités,
qu'il jugeait incapables de rendre compte des problèmes
économiques de son temps. Dans ses Éléments
d'économie politique pure (première édition
1874-1875), la critique vise en particulier les théories
de la valeur travail et de la rente foncière de Ricardo,
mais à travers lui c'est tout l'héritage classique
qu'il remet en cause (notamment celui d'Adam Smith). Influencé
par le mathématicien Antoine Cournot, il est l'un des
premiers à introduire de manière systématique
le calcul mathématique en économie. Walras place
l'entreprise au cœur de l'économie et s'intéresse
à son action dans le cadre d'une concurrence entre agents,
ainsi que dans celui d'une interdépendance de tous les
marchés économiques : les marchés des produits
(biens et services) et ceux des facteurs de production (notamment
la terre, le travail et les capitaux). Il se demande comment
se fixent les prix et les quantités de façon simultanée,
et pose le problème de l'équilibre général,
c'est-à-dire de la stabilité des équilibres
sur tous les marchés. L'attention portée à
cette question caractérise les membres de l'école
de Lausanne, en particulier le successeur de Walras, Vilfredo
Pareto. Avec l'Autrichien Carl Menger et le Britannique Stanley
Jevons, qu'il ne connaissait pas au moment où il s'engageait
sur cette voie, il est considéré comme l'un des
fondateurs du courant néoclassique et du marginalisme. |
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Weber,
Wilhelm (1804-1891), physicien allemand
qui se spécialisa en électrodynamique. Weber écrivit, en 1824,
un traité sur le mouvement ondulatoire avec son frère aîné,
Ernst Heinrich Weber, anatomiste réputé, et étudia, avec son
frère cadet Eduard Friedrich Weber le mécanisme de la marche
(1836). À Göttingen, il collabora avec Carl Friedrich Gauss
pour l'étude du géomagnétisme, et il relia leurs laboratoires
par un télégraphe électrique :
ce fut l'une des premières transmissions par télégraphe que
l'on connaisse. Sa réalisation majeure fut celle qu'il mena
à Leipzig, avec F.W.G. Kohlrausch :
il détermina le rapport des unités de charge électrostatiques
et électrodynamiques (la constante de Weber) qui se révéla
être l'équivalent d'une vitesse, et fut utilisé plus tard
par James Clerk Maxwell pour renforcer sa théorie sur l'électromagnétisme. |
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Weierstrass,
Karl Theodor Wilhelm (1815-1897), mathématicien allemand,
qui donna à la théorie des fonctions sa forme moderne en précisant
en particulier le formalisme des limites. Né à Ostenfelde,
il fit ses études à Bonn et à Münster où il fut instituteur.
C'est là qu'il s'intéressa aux mathématiques, et plus particulièrement
à l'étude des fonctions elliptiques. Pendant de nombreuses
années, Weierstrass travailla dans l'ombre pour établir sa
théorie des fonctions de variable complexe, qui repose sur
les développements en série entière. En 1854, il publia un
mémoire sur les intégrales abéliennes et sur l'inversion des
intégrales hyperelliptiques, qui établit sa réputation comme
mathématicien et lui valut un doctorat honoraire de l'université
de Königsberg. Nommé professeur à l'université de Berlin,
il enseigna de 1864 à sa mort. Il a peu publié de son vivant
et sa réputation est venue principalement de l'influence de
ses cours à Berlin. Ceux-ci furent suivis par de nombreux
mathématiciens et établirent la théorie des fonctions sur
des bases de rigueur auxquelles son nom reste attaché, la
"rigueur weierstrassienne". |
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Weyl, Hermann (1885-1955)
est un des mathématiciens
les plus influents du 20ème siècle, l'un des premiers à combiner
la relativité générale avec les lois de
l'électromagnétisme.
Ses recherches en mathématiques portèrent essentiellement
sur la topologie et la géométrie. Il effectua
des recherches en mécanique quantique et en théorie
des nombres. Né à Elmshorn à proximité de
Hambourg en Allemagne, Weyl étudia de 1904 à 1908 à Göttingen
et à Munich, principalement intéressé par les
mathématiques
et la physique. Son doctorat fut soutenu à Göttingen sous la
direction de Hilbert et Minkowski. En 1910, il obtint un poste
d'enseignant comme lecteur privé à Göttingen. Il enseigna
les mathématiques à l'École polytechnique fédérale
de Zurich en Suisse en 1913. C'est à Princeton qu'il travailla
avec Einstein. Weyl rechercha une unification de la gravitation
et de l'électromagnétisme.
Cette recherche donna des explications de la violation de la
non conservation de la parité, une caractéristique
des interactions faibles. Weyl continua à travailler à l'IAS
jusqu'à sa retraite
en 1952 ; il mourut à Zurich. En 1918, il introduit la notion
de jauge, première étape de ce qui deviendra la théorie
de jauge. En réalité, sa vision était
une tentative non réussie
de modéliser les champs électromagnétique
et gravitationnel comme des propriétés géométriques
de l'espace-temps. Ces travaux se révélèrent
fondamentaux pour comprendre la symétrie des
lois de la mécanique quantique. Il en posa les bases,
donnant naissance aux spineurs, devenus familiers autour des
années
1930. |
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Weinberg,
Steven (1933-
) Né le 3 mai 1933 à New York, Steven Weinberg
fit ses études à New York puis à l'université Cornell
(dans l'État de New York) et soutint, en 1957 à Princeton,
sa thèse sur les effets de l'interaction forte dans
les processus dominés par l'interaction faible.
Chercheur à l'université
de Californie à Berkeley de 1959 à 1966, il s'intéressa
à de multiples problèmes en théorie quantique des champs,
en physique des particules et en astrophysique. Professeur à Harvard
à partir de 1973, il contribua de façon décisive à la
compréhension
moderne des interactions fondamentales. Il rejoignit l'université
du Texas à Austin en 1982. L'unification des forces fondamentales
a sous-tendu les efforts des physiciens modernes depuis Newton,
Maxwell et Einstein qui, après avoir uni l'espace et
le temps, tenta mais en vain d'englober en une seule
théorie
gravitation et électromagnétisme. La découverte,
au début du
20ème siècle, des deux forces nucléaires,
les interactions faible et forte, donna un nouvel élan à ces
tentatives. En 1967, Weinberg et le physicien pakistanais
Abdus Salam proposèrent,
indépendamment, que l'électromagnétisme
et l'interaction
nucléaire faible soient issus d'une même interaction électrofaible,
dont la symétrie de jauge est spontanément brisée
et dont le vecteur est un triplet de bosons massifs et le
photon. Quelques
années plus tard, des expériences au CERN de
Genève apportaient
les premières confirmations du modèle de Weinberg-Salam, par
la découverte de la nouvelle facette des interactions
faibles prédite par cette théorie, à savoir
celle qui est exprimée par
l'échange d'un boson particulier. Le prix Nobel
de physique 1979 (partagé avec l'Américain
Sheldon Lee Glashow, pour l'importance de ses travaux
de précurseur) récompensa
les deux auteurs de ce qu'on appelle maintenant le "modèle
standard" des interactions électrofaibles. Pédagogue,
Weinberg est l'auteur de plusieurs cours de physique
de haut niveau, tant sur la gravitation que sur la théorie
des champs. Vulgarisateur de talent, son livre Les Trois
Premières Minutes de l'Univers
fut un succès mondial. |
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Witten,
Edward (1951- ) Mathématicien
et physicien américain, lauréat de la médaille
Fields en 1990. Né le 26 août 1951 à Baltimore
(Maryland), Edward Witten fait ses études supérieures à l'université Brandeis à
Waltham (Massachusetts), puis à l'université de
Princeton (New Jersey), où il soutient sa thèse de doctorat
en physique en 1974. Chercheur à l'université Harvard
de 1976 à 1980,
il enseigne ensuite à l'université de Princeton,
puis devient membre de l'Institute for Advanced Study de Princeton
en 1987. Après des travaux en physique théorique des
particules
élémentaires, Witten axe ses recherches sur la
physique mathématique
et contribue en particulier de façon déterminante au
développement
des théories des supercordes dans l'espoir que
celles-ci pourraient émerger vers une compréhension
de l'interaction
gravitationnelle au niveau quantique. En mathématiques,
il a contribué à l'étude de la théorie
de Morse, démontrant
les inégalités classiques de Morse en reliant
les points critiques
à l'homologie. En 1987, il démontre une suite
infinie de théorèmes de rigidité sur l'espace
des solutions d'équations
différentielles, telles que l'équation
de Rarita-Schwinger, rencontrées en physique. En théorie
des nœuds, il a montré
en 1989 qu'on peut interpréter les invariants
de nœuds
de Vaughan Jones comme des intégrales de Feynman pour
une théorie
de jauge tridimensionnelle. Il a, de plus, exploré les
relations entre la théorie quantique des champs et
la topologie différentielle
des variétés bi- ou tridimensionnelles. Les progrès
récents
dans la compréhension des modèles bidimensionnels de
la gravitation sont largement dus à l'influence des
idées originales
de Witten. |
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Yang,
Chen-Ning (1922- ) Professeur à l'université chinoise de
Hong Kong et à l'Université de Tsinghua à Pékin, professeur
émérite de l'Université de New York à Stony Brook, Chen Ning
Yang est l'un des plus grands physiciens théoriciens de la seconde
moitié du 20ème siècle. Né en 1922, il obtient son Master
of Science à l'Université de Tsinghua en 1944, pendant l'occupation
japonaise. Il s'inscrit en 1946 à l'Université de Chicago que
Fermi venait de rejoindre. Sur les conseils de Teller, il décide
de se consacrer à la physique théorique et, en 1949, il soutient
sa thèse avec un travail sur la phénoménologie des réactions
nucléaires. Sa carrière débute à l'Institute for Advanced Studies
à Princeton en 1949. En 1965, il refuse de succéder à Oppenheimer
comme directeur, mais il décide en 1966 de sortir de sa tour
d'ivoire et finit par accepter la chaire Einstein et le poste
de directeur de l'Institut de physique théorique de la toute
nouvelle Université de New York à Stony Brook. À partir de 1971,
Chen Ning Yang s'engage très activement dans le rétablissement
des relations scientifiques entre la Chine et les États-Unis
et s'implique dans la création de nouveaux instituts de recherche,
en particulier à Nankin. Professeur invité au groupe de physique
théorique de l'ENS, fondé en 1950 (et à la demande d'Yves Rocard),
cette visite a coïncidé avec le séisme provoqué par la découverte
expérimentale de la violation de la parité dans les interactions
faibles prédite par Chen Ning Yang et Tsung Dao Lee. Les contributions
de Chen Ning Yang se caractérisent par leur profondeur, par
l'ampleur et la variété de leur spectre, de la phénoménologie
des particules à la théorie quantique des champs, en passant
par la mécanique statistique ainsi que par différentes incursions
en physique de la matière condensée. Les travaux de C. N. Yang
et de T. D. Lee sur la brisure de la symétrie par réflexion
d'espace (ou violation de la parité) dans les interactions faibles
constituent un exemple parfait d'analyse phénoménologique d'une
expérience en contradiction avec les idées reçues, à savoir
l'absence d'une orientation privilégiée de l'espace dans les
lois de la physique. Le grand mérite de C. N. Yang et T. D.
Lee porte sur deux points : d'une part, ils mettent en évidence
le fait que l'hypothèse en question n'avait pas été testée pour
les interactions faibles et, d'autre part, ils ont imaginé tout
un ensemble de tests nouveaux pour l'invariance par réflexion
d'espace. Ce bond en avant de la théorie des interactions faibles
a permis d'aboutir, avec l'introduction des champs de Yang-Mills,
au modèle standard électrofaible. L'idée de Yang fut de généraliser
l'invariance de jauge aux groupes des rotations dans un espace
abstrait à trois dimensions censé décrire les degrés
de liberté interne des champs de matière. Les champs de Yang-Mills
s'imposèrent comme outil fondamental pour la construction d'une
théorie prédictive de l'ensemble des interactions faibles, fortes
et électromagnétiques, événement décisif qui engagea la révolution
de la physique des années 70. L'ensemble des travaux de Chen
Ning Yang ont eu un impact considérable en physique théorique.
Près de vingt ans après la publication de son article avec Mills,
Chen Ning Yang a donné une reformulation précise de la théorie
des champs de Yang-Mills dans le cadre rigoureux des espaces
fibrés. L'analogie avec la théorie de la gravitation devient
ainsi apparente et les notions de courbure et de transport parallèle
s'introduisent naturellement. Des solutions particulières des
équations de Yang-Mills, comme celle découverte par Gerard't
Hooft, sont utilisées par les mathématiciens pour explorer les
propriétés des variétés différentielles à quatre dimensions.
Chen Ning Yang a reçu de nombreux prix scientifiques, dont le
prix Nobel de physique en 1957 qu'il a partagé avec Tsung-Dao
Lee. Ce prix prestigieux leur a été accordé pour leurs travaux
sur les lois de la parité dans le domaine des particules élémentaires.
Ces travaux fondamentaux sont particulièrement importants parce
qu'ils ont montré que la symétrie droite-gauche des particules
élémentaires, universellement admise à l'époque, était tout
simplement incorrecte, ce qui fut ensuite prouvé expérimentalement.
Cette découverte eut un retentissement immense qui se traduit
aujourd'hui encore par une activité expérimentale intense. |
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Yukawa,
Hideki (1907-1981), Physicien japonais, né le
23 janvier
1907 à Tokyo, dans une famille bourgeoise, nourrie de culture
classique, notamment chinoise, dans la tradition confucéenne,
Yukawa Hideki était le cinquième de sept enfants
qui devinrent, pour la plupart, d'éminents universitaires.
Il fut très
vite porté vers les mathématiques et la philosophie :
celles de Laozi (Lao Tseu) et de Zhuangzi (Zhuang Tseu),
où la Nature
tient une place importante, l'influencèrent durablement.
Admis au département de physique de l'université en
1926, il y eut comme condisciple un autre futur Prix Nobel,
Shin-ichiro Tomonaga (1906-1979). Le Japon, bien que déjà
imprégné de la technologie moderne, ne s'était
ouvert que peu à peu à la science au sens occidental. Grand
lecteur, Yukawa se passionna vite pour les nouvelles conceptions
philosophiques
accompagnant la relativité et la théorie des
quanta, conceptions qu'il avait découvertes
en particulier dans les ouvrages de Max Planck. En marge
de ses études, il eut connaissance
des développements contemporains de la physique quantique
qui aboutirent à sa formulation bien établie vers
la fin des années 1920. Il obtint son diplôme à l'université de
Kyoto en 1929 et commença, dès lors, des recherches personnelles
dans la double direction de la physique quantique relativiste
et de la physique nucléaire qui se dessinait alors.
Il s'attacha
tout d'abord au problème de la liaison nucléaire électron-proton,
le neutron étant une particule encore inconnue, puis à la
théorie quantique des champs, au moment même où Werner
Heisenberg et Wolfgang Pauli élaboraient leur travail
fondamental. Tout en enseignant la physique quantique,
Yukawa poursuivait ses
recherches sur les problèmes de la physique des noyaux. En
1934, il s'attaqua au problème de la force nucléaire,
que la théorie de Fermi, comme venaient de le montrer
les travaux de D. Iwanenko et I. Tamm, était impuissante à résoudre.
Il reprit une idée qu'il avait déjà considérée
lors de ses premiers travaux, celle d'une force
d'échange,
transmise entre le neutron et le proton par une particule
nouvelle associée à un champ nouveau, dont il
se proposait de déduire les propriétés à partir
de la force nucléaire.
C'est en octobre 1934 qu'il découvrit
la solution, en obtenant une relation entre la masse de
cette particule
d'échange hypothétique et la portée
de l'action
des forces nucléaires. La particule de Yukawa, le
méson, devait
avoir une masse valant deux cents fois celle de l'électron.
Il fallait supposer que ces mésons étaient
de spin entier ou nul, qu'ils obéissaient à la
statistique de Bose-Einstein et qu'ils étaient
pourvus de charges positive et négative.
Ce travail n'attira pas l'attention (ainsi Niels
Bohr, de passage au Japon au printemps de 1937, rejeta l'hypothèse
qui s'y trouvait avancée) jusqu'au jour
où C.
Anderson, S. Neddermeyer et d'autres chercheurs annoncèrent
la découverte d'une particule nouvelle dans
le rayonnement cosmique, ayant la masse prévue par
Yukawa. Il apparut toutefois que l'interaction de
ce méson avec la matière était
trop peu intense pour qu'il puisse être la particule
d'échange des forces nucléaires. La
théorie des deux
mésons pallia la difficulté. Il avait découvert
entre-temps, avec Sakata, le mécanisme de désintégration
du noyau par capture d'un électron orbital,
en appliquant la théorie de Fermi.
Ses recherches ultérieures en direction d'une
théorie
quantique relativiste du champ non local inspirèrent, en
particulier, les travaux de Tomonaga sur la renormalisation.
Il fut le
premier Japonais à recevoir le prix Nobel de physique, en
1949, pour sa théorie mésique des forces nucléaires.
Yukawa fonda l'institut de recherches de physique
fondamentale de l'université de Kyoto et le
dirigea jusqu'à
sa retraite, en 1970. Il ne se cantonna pas dans une activité
de physicien : il écrivit des essais sur la créativité scientifique
et milita en faveur de la paix, signant l'appel d'Albert
Einstein et de Bertrand Russell contre l'utilisation
des armes atomiques. |
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Young,
Thomas (1773-1829), physicien, médecin et égyptologue
britannique, surtout connu pour ses découvertes en optique
(phénomènes d'interférence), en élasticité des matériaux et
en médecine (explication de la vision colorée).Young fit ses
études aux universités d'Edimbourg, de Göttingen et de Cambridge.
En 1796, il obtint son diplôme de médecin à Göttingen et,
en 1799, il commença à pratiquer la médecine à Londres. À
partir de 1802, et jusqu'à sa mort, il occupa le poste de
secrétaire de la Royal Society. En 1811, Young fut nommé à
l'hôpital Saint-George de Londres. Il fit partie de plusieurs
commissions scientifiques officielles et, à partir de 1818,
il fut nommé secrétaire du Bureau des longitudes et éditeur
de l'Almanach nautique. En
optique, Young découvrit le phénomène des interférences, et
contribua ainsi à établir le caractère ondulatoire de la lumière.
Il fut le premier à décrire et à mesurer l'astigmatisme et
à trouver une explication physiologique à la sensation de
couleur. Young est également connu pour ses travaux sur les
théories de la capillarité et de l'élasticité. Il contribua
également au déchiffrage des hiéroglyphes inscrits sur la
pierre de Rosette. Ses écrits comportent d'importants travaux
en médecine, en égyptologie et en physique.
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