Rudolf Clausius découvrit la rue à sens unique de l'univers — et lui donna un nom : l'entropie.
Né en 1822 à Köslin, en Prusse, Clausius se forma en mathématiques et en physique à Berlin et devint professeur à Zurich puis à Bonn. La machine à vapeur était la grande machine de son temps, et Sadi Carnot avait montré des décennies plus tôt que les moteurs thermiques ont une limite fondamentale de rendement. Clausius, en 1850, reprit l'intuition de Carnot et la reconstruisit sur la compréhension nouvelle que la chaleur est un mouvement, non un fluide. Sa reformulation fut le premier énoncé clair du second principe de la thermodynamique : la chaleur ne peut passer spontanément d'un corps froid à un corps chaud — ou, sous la forme qui résonnerait à travers la physique, l'entropie d'un système isolé ne diminue jamais.
L'entropie était son invention lexicale, tirée du grec « transformation », et il l'entendait comme la mesure du glissement irréversible de l'énergie vers l'inutilité. Tout moteur gaspille de la chaleur ; tout système ordonné décline vers le désordre ; l'univers dans son ensemble, soutint-il en 1865, marche vers l'entropie maximale — la mort thermique, quand toutes les différences de température s'évanouiront et que plus rien ne pourra jamais arriver. Ce fut le premier énoncé scientifique d'une fin cosmique, et il hanta la philosophie pendant un siècle.
Clausius fonda aussi la théorie cinétique de la chaleur aux côtés de Maxwell et de Boltzmann, introduisant le libre parcours moyen — la distance moyenne parcourue par une molécule entre deux collisions — et montrant comment des propriétés macroscopiques comme la pression et la température émergent du chaos moléculaire. C'était un homme difficile, empêtré dans des querelles de priorité avec Thomson sur le second principe, et il mourut à Bonn en 1888. Son héritage est la flèche du temps elle-même : la raison pour laquelle le passé diffère du futur, c'est l'entropie, et Clausius fut le premier à en écrire la loi.
Impact sur la civilisation
Clausius formula le second principe de la thermodynamique et inventa l'entropie — le concept qui gouverne l'énergie, l'information et le destin du cosmos. Chaque limite de rendement des moteurs, chaque énoncé sur le désordre et l'irréversibilité, chaque cosmologie de la mort thermique descend de son article de 1850. L'entropie de la théorie de l'information est son idée transplantée. Il donna à la physique sa flèche du temps : la raison pour laquelle hier diffère de demain est la loi qu'écrivit Clausius.
Classé n° 62 des 100 plus grands scientifiques — score scientifique 62.42/100 (percée 6.33 · savoir apporté 5.5 · conséquences 6.8). Ce sont les mathématiques qui décident de l’ordre.
- E. Brian Davies, Science in the Looking Glass (2003)
- Stephen G. Brush, The Kind of Motion We Call Heat (1976)
- Hans Christian von Baeyer, Warmth Disperses and Time Passes (1999)