Derrière ce titre provocateur, le physicien Bernard Diu nous parle d'une science développée au XIXe siècle, toujours très pertinente et très utilisée aujourd'hui, et qui se passe fort bien du concept d'atomes : il s'agit de la thermodynamique. Initiée par l'ingénieur français Sadi Carnot, cette science qui s'intéressait au départ aux machines thermiques (moteurs à combustion) est vite devenue la science de toutes les transformations physiques et chimiques. La thermodynamique nous enseigne que l'énergie se conserve, et que les processus physiques sont irréversibles : ils se produisent spontanément dans un sens mais pas dans l'autre. Pour cela elle introduit de nouveaux concepts comme ceux de chaleur, de transformation, ou encore l'entropie. Forts des succès de la thermodynamique, certains physiciens ont longtemps nié l'existence des atomes.
Bien entendu, les atomes ont fini par être observés et cela a bouleversé notre façon de voir les choses. La dernière partie du livre est consacrée à la physique statistique inventée par Ludwig Boltzmann, qui a démontré que toutes les observables thermodynamiques (température, pression) ne sont que des conséquences des interactions des atomes et de lois physiques microscopiques. Il est ainsi possible, à partir des lois de la physique quantique, d'utiliser des outils statistiques afin de prédire le comportement global, macroscopique, d'un gaz ou d'un matériau constitué d'atomes. Une théorie qui a révélé toute sa puissance au cours du XXe siècle.
Il s'agit là d'un livre qui offre un point de vue intéressant et dresse un historique de ces sciences parfois mal connues et mal aimées des étudiants.
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