Matière

En physique, la matière est ce qui compose tout corps (objet ayant une réalité spatiale et massique). C'est-à-dire plus simplement une substance matérielle « dont les caractéristiques fondamentales sont l'étendue et la masse »[1] et donc occupe de l'espace. Les quatre états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux et l'état plasma. Réciproquement, en physique, tout ce qui a une masse est de la matière.
La matière ordinaire qui nous entoure est formée principalement de baryons et constitue la matière baryonique. Cette définition exclut les bosons fondamentaux, qui transportent les quatre forces fondamentales, bien qu'ils aient une masse et/ou une énergie.

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Ne pas confondre avec matériau, qui est le type, la sorte ou la classe de matière utilisé pour réaliser une pièce.

Étymologie

Du latin « materia » (bois, matériaux de construction) correspondant au grec « hyle » (matériaux forêt, jungle, bois, construction). En langue française, on trouve historiquement du XIIe siècle jusqu'au XXe siècle le concept de substance matérielle tangible[1].
En général, avec le terme matière des philosophes ont fait référence à la réalité sensible, tout ce qui peut être objet d'expérience[2].

Physique

Les états de la matière

La matière peut se retrouver dans plusieurs états ou phases. Les quatre états les plus connus sont solide, liquide, gazeux, et plasma. Il existe aussi d'autres états un peu plus exotiques, tels que cristal liquide, condensat de Bose-Einstein, superfluide et fluide supercritique. Lorsque la matière passe d'un état à l'autre, elle effectue une transition de phase. Attention : un changement d'état n'est pas une transformation chimique ! Ce phénomène est étudié en thermodynamique via les diagrammes de phase. La transition de phase se produit lorsque certaines caractéristiques de la matière changent : pression, température, volume, densité, énergie, etc.

La matière en physique des particules

La matière au niveau fondamental est constituée de quarks et de leptons. Les quarks se combinent pour former des hadrons, principalement des baryons et des mésons via la force forte, et sont présumés toujours confinés ainsi. Parmi les baryons se trouvent le proton (dont la charge électrique est positive) et le neutron (de charge électrique nulle), qui eux se combinent pour former les noyaux atomiques de tous les éléments chimiques du tableau périodique. Normalement, ces noyaux sont entourés d'un nuage d'électrons (de charge électrique négative et exactement opposée à celle du proton). L'ensemble formé par un noyau et un nuage qui comprend autant d'électrons négatifs que de protons positifs présents dans le noyau est un atome. Il est électriquement neutre, sinon, c'est un ion[3]. Les atomes peuvent s'agencer entre eux pour former des structures plus grosses et plus complexes, telles que les molécules. Une quantité de particules de matière s'exprime avec l'unité : la mole.

La chimie est la science qui étudie comment se combinent les noyaux et les électrons pour former divers éléments et molécules.

Chaque particule élémentaire et, par extension, toute particule composite est associée à une (anti-)particule d'antimatière (par exemple électron-positron ou proton-antiproton). Une particule d'antimatière se distingue de sa partenaire par le fait que sa charge électrique soit opposée. En outre, les nombres baryoniques et leptoniques sont conservés. Toutefois, de telles particules possèdent la même masse.

Bien que les lois fondamentales de la physique n'indiquent pas une préférence pour la matière par rapport à l'antimatière, les observations cosmologiques indiquent que l'Univers est presque exclusivement constitué de matière[4],[5].

À noter que la plus grande partie (99,99 % du volume) d’un atome est constituée de vide. C’est ce que l’on appelle une structure lacunaire, qui a été prouvée par l’expérience de Lord Ernest Rutherford. Les noyaux (donc la matière à proprement dit) de deux atomes qui constituent la « matière » sont séparés par une grande distance de vide[6].

La matière et la théorie de la relativité

Les travaux d'Albert Einstein en relativité restreinte nous ont légué la fameuse équation E = mc2, où E est l'énergie au repos d'un système, m est sa masse et c est la vitesse de la lumière dans le vide. Cela implique donc que la masse est équivalente à de l'énergie et inversement.

Ainsi par exemple lorsque plusieurs particules se combinent pour former des atomes, la masse totale (au repos) de l'assemblage est plus petite que la somme des masses des constituants (au repos) car en fait une partie de la masse des constituants est convertie en énergie de liaison, nécessaire pour assurer la cohésion de l'ensemble. On appelle ce phénomène le défaut de masse.

Ce même physicien a établi le lien entre la courbure de l'espace-temps et de la masse-énergie grâce à la théorie de la relativité générale : la masse (l'inertie) de la matière (ou une équivalence en énergie) courbe l'espace-temps « indique » les géodésiques à suivre, les trajectoires possibles. Ainsi, en relativité générale, la matière et l'énergie sont regroupées sous la même bannière et une façon d'en mesurer la quantité est d'observer la courbure de l'espace-temps qui les contient.

Philosophie

À l'origine, la matière désigne l'élément naturel destiné à être « informé » (travaillé) par l'homme (le bois, l'argile) ; puis elle est devenue progressivement le fond indifférencié, le réceptacle. Devenue pur concept, elle est atteinte par une opération de l'esprit et correspond à ce qui pourrait subsister si l'on faisait abstraction de toutes les qualités particulières d'une chose. Elle n'est pas un simple matériau passif mais manifeste une certaine nécessité interne qui autorise à la faire figurer parmi les causes ou même les principes[7].

C'est Aristote qui porte cette notion au statut de concept « j'appelle matière le premier « substrat », hupokeimenon, de chaque chose, d'où une chose advient et qui lui appartient d'une façon immanente et non par accident […] Les êtres sensibles sont des composés de matière et de forme, et la matière est le substrat du changement »[7].

Religions

Les Dualismes

Il y a dualisme entre matière et esprit. L'une est solide, rigide, tangible et immobile de même que limitée, alors que l'esprit est évanescent, créateur, dynamique et principalement sensitif. Ainsi, le fait de mélanger esprit et matière faisait partie du plan de Dieu. L'homme est ainsi à la frontière entre le monde créé qui comporte les trois premiers règnes (minéral, végétal et animal) et le monde créateur. Or, de cette situation l'homme sur cette terre se voit attribuer une tâche, une finalité à savoir élever la matière, créer un lien entre le monde créé et le monde créateur, ceci afin que la Vie puisse circuler librement dans toute la création. En d'autres termes, l'Esprit jouerait un rôle primordial sur la matière, selon John Eccles qui reçut le prix Nobel de physiologie et de médecine en 1963[8].

Les Monismes
Teilhard de Chardin

Teilhard de Chardin affirmait que nos pensées sont des énergies vivantes, des énergies psychiques qui imprègnent le milieu. Ainsi, « L'univers est collecteur et conservateur, non pas d'énergie mécanique mais de personne. L'esprit n'est plus indépendant de la Matière, ni opposé à elle, mais émerge laborieusement d'elle sous l'attrait de Dieu par voie de synthèse et de contraction »[9].

Cette vision des choses expliquerait notamment les phénomènes de télépathie et l'affirmation selon laquelle les lieux posséderaient une mémoire, et qu'ainsi on trouve des lieux dits « maudits » de même que des lieux dits lieux saints.[réf. nécessaire]

Teilhard qui inventa le principe de noosphère, sorte de milieu d'énergies psychiques qui envelopperait la terre, affirme ainsi que selon la nature des pensées humaines bonnes ou mauvaises, ces dernières imprégnant le milieu, seraient, entre autres, capables de dégénérer les organismes de vie, viendraient alors les maladies. Cette thèse rejoint en fait la parabole du jardin d’Éden dont Adam et Ève furent chassés par leur péché. Dans ce cas, la matière n'est rien d'autre qu'une pâte à modeler pour l'esprit, pour l'être humain, et que nous avons la création dans notre charge. La matière, au sens propre comme au sens figuré, est notre poids à porter.

D'Aristote aux naturalistes immanents

Par les matérialistes

Autres approches

La matière comme support d'information

Dans l'économie moderne, on produit de plus en plus d'informations, qui sont stockées et diffusées sur des supports d'information matériels.

Les principaux supports d'information sont le papier et, de plus en plus, les équipements électroniques qui stockent de l'information (matériels informatiques, réseaux, bases de données, systèmes de gestion électronique des documents, systèmes de gestion de contenu) ou la diffusent (réseaux).

Dans ce qu'on appelle quelquefois l'économie de l'immatériel, on fait souvent passer l'information du support papier au support électronique dans un processus appelé « dématérialisation ». On voit que les termes « économie de l'immatériel » et « dématérialisation » sont peu appropriés, car en réalité on ne fait que changer le support de l'information. Le nouveau support, électronique, est lui aussi matériel.

On présente quelquefois la dématérialisation comme un avantage du point de vue du respect de l'environnement et du développement durable. Mais en réalité les choses ne sont pas si simples, car l'utilisation des deux types de supports d'information consomme de l'énergie et des ressources naturelles (bois pour le papier, métaux pour les équipements électroniques) et génère des déchets (les vieux papiers et les déchets d'équipements électriques et électroniques).

Le bilan global n'est donc pas si simple à établir du point de vue de l'environnement et du développement durable.

Notes et références
  1. CNRTL, matière, « Étymol. et Hist. A. 1. Début xiies. «substance dont une chose est faite» (St Brendan, 1680 ds T.-L.); 2. ca 1256 «substance évacuée par le corps» (Aldebran de Sienne, Régime du corps, 28, 13, ibid.); spéc. 1538 matiere fecalle (Est.); 3. 1280 «substance d'une médication» (Clef d'amour, 2415 et 2442 ds T.-L.); d'où 1717 matière médecinale «ensemble des substances utilisées dans les médications» (Tournefort, Voyage du Levant, t.2, p.386); 4. 1580 matières grasses (B. Palissy, Discours admirables, p.429 ds IGLF); 5. 1681 «substance que l'industrie ou l'artisanat met en œuvre (ici, les métaux précieux pour les monnaies)» (Colbert, Lettres et Mémoires, éd. P. Clément, II, 157); 1771 matières premières (Baudeau, Philosophie Economique, D., II, p.660 ds Brunot t.6, p.381, note 2); 6. 1764 «alliage à base de plomb dans lequel sont fondus les caractères d'imprimerie» (Fournier, Manuel typographique, 109 ds IGLF); 7. 1913 matière plastique (Lar. mens., oct., p.859) ».
  2. El equipo de webdianoia, « Materia - Glosario de filosofía », sur www.webdianoia.com (consulté le )
  3. Un ion chargé positivement est appelé cation tandis qu'un ion chargé négativement est appelé anion.
  4. Cette dissymétrie drastique est communément attribuée à une toute petite dissymétrie originelle due aux fluctuations quantiques avant l'époque de l'annihilation électrons-positrons.
  5. Sur ce dernier point toutefois, les observations récentes du fond diffus cosmologique effectuées par le satellite WMAP ont mis en évidence que la partie principale de la densité d'énergie de l'Univers n'est pas donnée par de la matière mais plutôt par l'énergie du vide appelée constante cosmologique.
  6. « Métaphysique : la réalité est pleine de vide » (consulté le )
  7. article Matière Dictionnaire des concepts philosophiques, p. 504
  8. (en) David Pratt, John Eccles on Mind and Brain
  9. Teilhard de Chardin, Le phénomène humaine, 1955 in Debussy, Lecointre, Silberstein, Les matérialismes (et leur détracteurs), Syllepse, 2004, p. 117

Bibliographie
  • Michel Blay, Dictionnaire des concepts philosophiques, Paris, Larousse, , 880 p. (ISBN 978-2-03-585007-2).

Voir aussi

Articles connexes

Matière en physique et chimie

Matière et support d'information

Philosophie

Liens externes

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