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e 1827 à nos jours : comment les découvertes de Robert Brown ont changé la scienc
En 1827, le botaniste écossais Robert Brown a décrit pour la première fois le mouvement aléatoire qui a été plus tard appelé « mouvement brownien ». Cette découverte a non seulement changé la compréhension scientifique du comportement des particules microscopiques, mais a également favorisé de nombreux progrès en physique et le développement de la théorie mathématique. . Ce mouvement est le mouvement aléatoire de particules en suspension dans un milieu (tel qu'un liquide ou un gaz) et est caractérisé par des fluctuations aléatoires dans les positions des particules qui résultent de l'écoulement non directionnel du fluide en équilibre thermique. Les recherches scientifiques ultérieures ont continuellement vérifié l’existence du mouvement brownien et de la théorie des atomes et des molécules, posant ainsi les bases de la physique des particules moderne.
L’observation du mouvement brownien a fourni une preuve solide de l’existence des atomes et des molécules, preuve qui a conduit à de nombreuses autres découvertes importantes.
L'histoire du mouvement brownien remonte au philosophe et poète romain Lucrèce, dont le poème « Sur la nature des choses » décrit le mouvement des particules de poussière, illustrant le mouvement de la matière cachée à la vue. Bien que les observations de Lucrèce soient fondées sur des inférences philosophiques, elles ont fourni des idées pour les expériences ultérieures de Brown. En 1827, Robert Brown a observé au microscope des particules de pollen de Clarke en suspension dans l'eau et a remarqué de minuscules vibrations des particules. Cette observation est considérée comme la première confirmation du mouvement brownien.
Dans une série d'expériences, Brown a découvert que même dans les objets morts, le mouvement aléatoire des particules pouvait être observé, renversant ainsi les idées fausses sur les phénomènes vivants.
Avec les progrès de la science et de la technologie, le mathématicien Louis Bachelier et le physicien Albert Einstein ont modélisé mathématiquement le mouvement brownien au début du 20e siècle. Dans sa thèse de doctorat « La théorie de la spéculation », Bachelier a appliqué pour la première fois les processus stochastiques aux marchés financiers, et ce travail a eu un impact profond sur les mathématiques financières ultérieures. Dans son article de 1905, Einstein a basé son explication du mouvement brownien sur l'impact des molécules d'eau sur les particules de pollen, ce qui a non seulement fourni une base physique au caractère aléatoire du mouvement brownien, mais a également vérifié expérimentalement l'existence d'atomes et de molécules.
Les recherches d’Einstein ont non seulement fourni une description mathématique précise du mouvement des particules, mais elles ont également révélé la relation entre l’énergie thermique et le mouvement des particules.
En 1908, le physicien français Jean Perron a mené des expériences qui ont confirmé l'existence du mouvement brownien, pour lesquelles il a remporté le prix Nobel de physique en 1926. Ses recherches ont fourni un soutien expérimental aux bases théoriques du mouvement brownien et ont pleinement démontré la structure discontinue de la matière. Les travaux de Perron ont non seulement élargi notre compréhension des particules microscopiques, mais ont également conduit la communauté scientifique à repenser la nature de la matière. Après cela, de plus en plus de scientifiques ont commencé à s’intéresser à l’application du mouvement brownien à la mécanique statistique et à la théorie des processus stochastiques.
Au fur et à mesure que la discussion progressait, le modèle mathématique du mouvement brownien devenait de plus en plus complexe. La dérivation des équations par Einstein et Marian Smoluchowski a introduit le mouvement brownien dans le domaine de la physique moderne, et ces modèles sont encore largement utilisés dans la recherche aujourd'hui. Des modèles stochastiques des marchés financiers aux théories de la dynamique des gaz, le mouvement brownien a démontré à plusieurs reprises le caractère aléatoire et la complexité des phénomènes naturels.
En tant que processus aléatoire, le mouvement brownien représente le rôle important de l’incertitude dans la nature, ce qui a sans aucun doute changé l’orientation de la recherche de la communauté scientifique.
En repensant à l’importance du mouvement brownien dans l’histoire, nous pouvons voir qu’il s’agit non seulement d’une fenêtre sur la compréhension du monde microscopique, mais qu’il ouvre également des opportunités de chevauchement pour d’innombrables disciplines. Chaque étape du progrès scientifique approfondit constamment notre compréhension de la réalité et stimule l’innovation et l’application technologiques. Cependant, lorsqu’il s’agit d’exploration scientifique future, comment devrions-nous considérer l’impact de ces phénomènes aléatoires et imprévisibles ?
