ACTION & RÉACTION, physique

C'est avec la troisième loi de Newton (1642-1727) que le mot « action » entre dans le vocabulaire scientifique, avec un sens à vrai dire assez ambigu. Il s'applique à la dénomination de la force exercée par un corps sur un autre, la loi en question affirmant alors qu'elle est toujours égale à la force réciproque, ou « réaction ». Ainsi, le poids d'un objet sur le sol (action) est-il équilibré par une force inverse exercée par le sol sur le corps (réaction). Dans un « avion à réaction » ou une fusée, le moteur exerce une force dirigée vers l'arrière sur les gaz expulsés (action), la force motrice agissant sur l'engin étant alors la réaction. Autant dire que, en vertu même du principe qui en affirme l'égalité, la notion d'action et celle de réaction sont interchangeables et dépendent du point de vue qui privilégie telle ou telle partie du système physique.

1.  Le principe de moindre action

L'aire sémantique très large du terme va le conduire, toujours dans le cas de la physique, à d'autres emplois, plus profonds sans doute. « La Nature dans la production de ses effets agit toujours par les moyens les plus simples. [...] Lorsqu'il arrive quelque changement dans la nature, la quantité d'action nécessaire pour ce changement est la plus petite qu'il soit possible. [...] Notre principe [...] laisse le Monde dans le besoin continuel de la puissance du Créateur et est une suite nécessaire de l'emploi le plus simple de cette puissance. » C'est par ces réflexions métaphysiques de Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759), en étroite parenté d'esprit avec la Théodicée de Leibniz, que la physique voit s'imposer une autre notion d'action. À l'origine de cette terminologie donc, la puissance divine. Plus laïquement, Joseph Louis Lagrange (1736-1813) montrera que la mécanique de Newton peut se déduire d'un « principe variationnel ». L'idée en est la suivante : on considère pour un mobile toutes les trajectoires concevables entre deux points ; à chacune d'elles, on associe une certain […]