La physique statistique : notre sélection de ressources
A l’occasion de la rencontre L’art de prévoir l’imprévisible du lundi 3 février à 19h, la Bpi vous propose une sélection de ressources consacrée à la physique statistique.

Nous vivons dans un monde constitué de molécules, d’atomes en mouvement perpétuel. En fonction des différents états de la matière – solide, liquide, gaz, plasma ou de changements d’état, ces particules s’agitent diversement et interagissent.
Au 19e siècle, le physicien Ludwig Boltzmann (1844-1906) étudie les gaz, leur pression et calcule les vitesses des molécules en mouvement. A la statistique des masses microscopiques, il associe les mathématiques (via les probabilités) à la physique (via la thermodynamique).
Une nouvelle science vient de de naître : la physique statistique. Elle associe et compare le minuscule, le tout petit avec la loi des grands nombres. Son but est de prédire l’avenir alors que de rares phénomènes peuvent avoir de lourdes conséquences y compris pour notre quotidien.
Au fil des décennies, l’étude de la matière se complexifie et l’attention portée aux verres de spin révèle en leur sein la présence de mouvements anarchiques et aléatoires. Ces mouvements intempestifs interpellent les physiciens et les mathématiciens qui souhaitent calculer et modéliser ces petits mouvements ainsi que l’irréversibilité de certains états de matière. Le traitement des données statistiques par le calcul des probabilités : la stochastique (calcul du hasard) offre de nouvelles possibilités. Les travaux du mathématicien Michel Talagrand (prix Abel de mathématiques, 2024) expliquent les phénomènes aléatoires et proposent une modélisation de l’observation physique.
Le physicien Bernard Derrida, titulaire de la Chaire de physique statistique au Collège de France, explique lors de la tenue de sa leçon inaugurale tout le chemin parcouru par cette discipline récente et les nouveaux territoires qu’elle investit : informatique, mécanique, biologie. Dès lors qu’il y a des masses de données, des mouvements, des interactions, de l’aléatoire, la physique statistique étudie de façon probabiliste les phénomènes collectifs. Elle tente de décrypter « la matière active » : la chorégraphie d’un banc de petits poissons ou un vol d’étourneaux, un réseau de neurones, le microbiote. La physique statistique cible également les éléments aléatoires – même infimes – qui de par leur attitude désordonnée provoque sinon le chaos en tout cas des bouleversements. Cela peut-être à l’échelle d’une cellule ou d’une population.
Désormais la physique statistique pénètre aussi le monde de la finance grâce au physicien Jean-Philippe Bouchaud qui applique les méthodes de calcul de la physique statistique aux marchés financiers, objets complexes dont la moindre variabilité suscite des réactions en chaîne. Un nouveau terme apparaît : l’éconophysique.
Désormais la physique statistique est partout !
Retrouvez la sélection au niveau 2 de la Bpi, secteur Science, jusqu’au 2 mars, ou bien consultez la bibliographie qui se présente en 3 parties :
- Genèse de la discipline : un peu d’histoire
- Physique +mathématiques = la physique statistique
- Applications de la physique statistique
Publié le 15/01/2025 - CC BY-SA 4.0