Pourquoi devons-nous considérer comme scientifique la possibilité de mettre en défaut une théorie ?
— Il ne peut suffire qu’une théorie soit prouvée par des faits, des expériences et des observations.
— Des théories se forment à partir de spéculations, d'idées gratuites ou irréalistes. Leurs auteurs les expriment de façon sentencieuse ou pédante et les présentent sous couleur scientifique.
— Dans le domaine scientifique, une théorie repose sur une construction intellectuelle, hypothétique et synthétique, organisée en système et vérifiée par un protocole expérimental.
— C’est encore un ensemble de lois formant un système cohérent et servant de base à une science, ou rendant compte de certains faits.
—
— Le créationnisme fait partie des théories, la théorie de l’évolution relève du domaine scientifique.
Les théories sont fausses d'une manière absolue ; pour qu'elles fussent vraies, il faudrait admettre qu'elles comprennent tous les faits passés, présents et futurs : la science serait terminée (Cl. Bernard, Principes de médecine expérimentale, 1878, p. 214).
Ainsi un raisonnement par induction est invérifiable de manière universelle. Il faudrait connaitre tous les faits passés, présents et autres jusqu'à la fin des temps. Les faits, les expériences peuvent se cumuler (c’est l’induction mise en place par Bacon) vous n’obtenez pas une théorie scientifique pour autant.
Selon Popper l'observation d'un certain nombre de faits corroborant une théorie ne la confirme pas avec certitude et universellement.
— Popper nous propose un critère scientifique pour admettre une théorie : la scientificité d’une théorie réside dans la possibilité de l’invalider, de la réfuter ou de la tester
Karl Popper a été préoccupé par la démarcation entre la science et les savoirs qui ne peuvent prétendre au qualificatif de scientifique. Ce problème est d'actualité permanente. La crédibilité à accorder au savoir issu d'une démarche scientifique et à celui qui est issu d'une démarche spéculative, ou d'une croyance, n'est évidemment pas la même.
Les théories de la psychanalyse, les théories de Marx sous couleur d’une science relèvent de la crédulité de ceux qui les reçoivent. Notre cerveau fonctionne de telle façon qu’il trouvera des faits pour corroborer une théorie fumeuse ou sérieuse. La vérification n'est donc pas suffisante pour affirmer la validité et la scientificité d'une connaissance
Selon Einstein, la théorie de la relativité serait intenable si elle ne pouvait pas être soumise à des tests sérieux.
Pour Popper, la possibilité d’infirmer une théorie, à partir d’arguments solides, est caractéristique de la science. Le tout suit
quatre étapes :
— l'évaluation de la cohérence du système théorique.
— la mise en évidence de la forme logique de la théorie
— la comparaison à d'autres théories
— les tests empiriques (spécifiques à Popper.
— Pourquoi (ou comment) chercher à mettre une théorie en défaut ?
Popper utilise le critère de réfutation par l'expérience. L'observation d'un seul fait ne corroborant pas la théorie la réfute. Attention, cela implique l’inclusion des deux données suivantes, théorie complète, théorie universelle. La théorie offrira donc la possibilité de conduire des expériences qui permettent de la réfuter. C’est sur cette condition qu'elle serait qualifiée de scientifique. Une telle théorie repose sur la rigueur. Elle permet de prévoir de façon précise des résultats. Une théorie fumeuse donnera des prévisions dont les résultats seraient « incertains ». Dès lors, elle n'est plus réfutable, par conséquent elle n’entre pas dans le champ de la science.
Une théorie qui ne serait pas vraie pourra pourtant être corroborée. Une telle théorie rend probante la vérité ou l'exactitude de quelque chose. Elle apporte une preuve de la vérité ou de l'exactitude de quelque chose.
Les francs-maçons qui perçoivent le mot vérité ou qui l’entendent sans écouter la phrase qui contient ledit mot manifestent régulièrement leurs agitations. Ils pourraient commencer par définir le mot et le contexte de son utilisation. Leurs préjugés, leur orgueil et leurs prétentions seraient un peu rabattus par la multiplicité des interprétations possibles dans l’esprit d’un individu non formé au jeu stupide de l’horrible « vérité considérée comme jamais atteignable.
Électron et muon sont élémentaires et insensibles à l'interaction forte : ce sont des « leptons »
Il existe un troisième lepton chargé encore plus lourd et instable : le tau.
Il y a ainsi trois générations de particules matérielles élémentaires comportant un doublet de quarks et un lepton chargé
Chaque famille comporte également un neutrino (lepton élémentaire neutre) qui réagit avec le lepton chargé associé : neutrino électronique, neutrino muonique et neutrino tauique.
Bosons d'interaction
I les quarks interagissent par l'intermédiaire de gluons ;
I l'interaction faible correspond bien à l'échange de bosons mais très massifs : les bosons W et Z.
Bon pour une recherche à partager ?
vos notes de lectures "accessibles" grand public seront bienvenues
Nouvelles particules : rayons cosmiques et collisions
1912, Hess : atmosphère frappée en continu par des rayons cosmiques
1932, Anderson : découverte du positon (semblable à e- mais charge positive) antimatière prédite peu avant par Dirac
1936, Anderson : découverte du muon (cousin plus massif et instable de l'e-) expériences en collisionneurs et analyses des rayons cosmiques
Etc.
Hadrons et quarks
Dans les années 1960 : ordre apparait dans les nombreuses particules observées
Proton, neutron, pions et certaines autres (toutes celles qui sont sensibles à l'interaction forte) ne sont pas élémentaires :
Ce sont des « hadrons » composées de quarks ;
Les 6 quarks se répartissent en trois « doublets » (dont les quarks « up » et « down » qui composent la matière ordinaire)
à développer... travail personnel
livres
- Cohen-Tannoudji & Spiro, Particules elementaires et cosmologie
- Damour, Si Einstein m'etait conte
- Feynman, Lumiere et matiere, une etrange histoire
- Greene, L'Univers elegant
- Mouchet, L'etrange subtilite quantique - Quintessence de poussieres
- Scarani, Initiation a la physique quantique : La matiere et ses phenomenes
- Stannard & Gamow, Le Nouveau Monde de M. Tompkins
- Vannucci, Le vrai roman des particules elementaires
Sites web :
- http ://www.futura-sciences.com/comprendre/d/dossier509-1.php : dossier sur
la relativite restreinte
- http ://www.futura-sciences.com/comprendre/d/dossier510-1.php : dossier sur
la relativite generale
- a chercher (youtube, dailymotion) ce qu'Einstein ne savait pas encore :
documentaire sur la theorie des cordes (3 parties)
donc, le lecteur voudra bien considérer que à chaque fois, ce sont des pistes qui se lèvent, des extraits qui demandent une réflexion ou qui "donnent à penser"
Je vous les propose... elles datent parfois de quelques années ou plus et n'étaient faites que "pour moi et mes petits-fils"...
Le statut de l’espace physique reste indéterminé.
Faut-il envisager que la science soit « déterminée » par celui qui la fait ?
La théorie des groupes
Comment représenter et effectuer une approche intuitive des espaces ou variétés munis d’un grand nombre de dimensions.
La notion d’espace sous-tend toute la physique, et lui est apparemment indispensable. Elle fut introduite formellement par Newton, dans ses Principia, après les travaux de nombreux prédécesseurs, dont notamment Descartes.
L’espace physique de Newton est assimilé à l’espace mathématique euclidien qui correspond aux postulats énoncés par Euclide.
Découverte des espaces non-euclidiens au 19e siècle
Incorporation de la géométrie non euclidienne dans la physique par les théories de la relativité
-relativité restreinte : l’espace et le temps autrefois séparés deviennent la « variété » à 4 dimensions ou espace-temps de Minkowski.
-la relativité générale énonce que, pour tenir compte de la gravitation, il faut considérer une variété plus générale, toujours à quatre dimensions et lorentzienne, mais avec une courbure qui, précisément, représente la gravitation.
La physique quantique implique de nouveaux types d’espaces : les espaces de Hilbert.
La théorie quantique des champs.
Qu’est-ce que des espaces fibrés ? Une fibre en mathématique est aussi nommée espace interne pour le distinguer de l’espace-temps (base du fibré).
Quels sont les espaces géométriques les mieux adaptés pour décrire les théories physiques ?
Quelle est la nature de l’antagonisme quantique/ relativiste ?
Quels sont les statuts des différentes notions d’espace ?
Chaque nouvelle théorie physique repose-t-elle des questions sur les notions d’espace et ou de temps ?
Kant présente l’espace et le temps comme des catégories de la pensée. Quelle en est la récupération faite par Cassirer et Heidegger ?
La physique relativiste est-elle déjà abordée par Kant avec l’intuition de l’espace ?
Qui a tenté de démontrer que les données fournis par Einstein étaient fausses ?
Robert Milikan a soumis l’équation d’Einstein à des tests de linéarité. Le protocole technique choisissait pour cible plusieurs métaux qui étaient illuminés par des sources lumineuses de fréquences différentes. Le protocole technique étant irréprochable, Milikan obtenait des résultats linéaires… ce qui le contrariait !
L’effet photoélectrique était ainsi démontré selon l’explication proposée par Einstein !
L’équation était validée.
Les travaux sur la physique quantique étaient très peu connus et encore moins reconnus.
Les travaux des Curie et de Becquerel sur la radioactivité naturelle, sur les rayons X de Röntgen passionnaient bien plus que les problèmes du rayonnement de la lumière.
Planck aurait affirmé à propos d’Einstein « il n’est pas possible d’introduire des idées novatrices en sciences exactes sans prendre de temps en temps des risques. »
Très longtemps, notre enseignement contesta puis présenta les données quantiques comme des « hypothèses ».
Si on considère un « système » l’électron, qu’on lui associe un état initial la fonction d’onde, il est possible de calculer l’évolution temporelle de cet état à l’aide de l’équation différentielle de Schrödinger. Le résultat de la mesure finale est donné de manière probabiliste.
La mécanique quantique s’applique sur une amplitude de probabilité, pas directement sur une probabilité.
Comment interpréter les probabilités ? Deux voies ?
- Celle des probabilités subjectives avec ces phénomènes sous-jacents qui existent, mais que la théorie renonce à décrire et celle des probabilités objectives.
Que faire du déterminisme et de la causalité ?
Par les probabilités objectives, la mécanique quantique est considérée comme non déterministe.
Où situer la cohérence dans la mécanique quantique ?
Si les mesures répondent à des probabilités, lesdites mesures ne sont pas obligatoirement imprécises.
- Toutes les particules ont une position déterminée à chaque instant, la vitesse d’une particule est donnée par l’équation de Schrödinger et dès lors la théorie redevient déterministe.
Les interprétations pour la mécanique quantique sont dites de Copenhague, de Bohm, d’Everett et informationnelles.
À vos arguments…
- Il existe trois modèles célèbres en physique :
Le rayon lumineux ; l’atome ; le refroidissement de la planète Terre
Pour autant, tout modèle permet de trouver que ce l’on y a placé.
- Le rayon lumineux est un modèle géométrique, il donne le chemin emprunté par la lumière pour se rendre d’un point à un autre. Si le milieu est homogène, on tracera une droite.
- L’indice de réfraction d’un milieu quantifie sa capacité à « déformer » un rayon issu de l’air. Plongé dans un verre d’eau mon crayon parait brisé.
« Nul n’entre ici, s’il n’est géomètre »
- Le modèle de Bohr propose, en fait il affirme, que les orbites des électrons, et donc les énergies sont fixes ! Les électrons sont répartis en couches superposées.
Ça pourrait vous rappeler les « anciennes théories des sphères » de Pythagore, Eudoxe de Cnide, Aristote…
Le modèle permet d’expliquer les phénomènes spectroscopiques. Si l’électron change d’orbite, il change d’énergie donc, il peut en absorber par chauffage et en rendre par émission de lumière. D’où tel atome émet telle couleur.
Le modèle n’explique pas la stabilité de l’atome.
- La mécanique quantique nous présente un modèle d’électrons comme des nuages et non des billes.
La densité des nuages image la probabilité de présence des électrons, comme ils ne sont plus en rotation, ils ne perdent plus d’énergie et l’atome est stable !
Bohr explique la lumière émise par les atomes excités.
Le modèle quantique explique la stabilité de l’atome, la forme des molécules et les réactions chimiques.
Mais… ?
- Pour éviter de se remettre en question, certains hommes continuent à affirmer avec Aristote et Buridan que la Terre a existé d’éternité, ou la matière…
D’autres prétendent avec un réel aplomb que la Terre fut créée il y a 6017 ans.
Kelvin propose un modèle de l’âge de la terre par conduction thermique.
1896 Becquerel découvre la radioactivité, le modèle Kelvin est invalidé
1970 l’âge de la terre est affirmé connu et se situe à 4.55 Ga, les scientifiques tiennent compte de la convection thermique.
…
Notre modèle prend en compte la conduction thermique, il ajoute la convection thermique et le rôle des continents.
Les résultats d’un modèle contiennent ce que l’on a décidé d’y mettre.
Ce qui est assez extraordinaire, c’est quand de faux modèles expliquent les choses.
Ainsi, la Terre tourne par gravitation autour du soleil ; et la pomme tombe par gravitation sur le sol.
Ainsi, les mirages sont dus à la déviation des rayons lumineux.
Pour ce qui est des modèles, il en va comme des raisonnements.
Kepler aboutit à ses lois par une suite de raisonnements faux. Il est donc vraisemblable que des modèles faux puissent aboutir à une explication vraie.
La logique mise à mal, c’est impossible diriez-vous… la logique vraisemblablement vous devriez être dans le juste, mais une logique faussée dès le départ n’aboutit-elle pas à un raisonnement qui parait logique dans ces développements.
Une logique dont les éléments sont « inadaptés » peut-elle aboutir à des explications vérifiables ?
Proposons quelques noms parmi bien d’autres :
Archimède : — 287 ; — 212 avant J.-C.
Le centre de gravité, la réflexion de la lumière, le contrôle par l’expérience, le principe d’Archimède, le boulon (vis et écrou), la roue dentée
Galilée : 1564 ; 1642
Lois sur la chute des corps : la vitesse de la chute est indépendante du poids du corps ; isochronisme des oscillations du pendule, loi de l’accélération, le centre de gravité, la lunette dite de Galilée.
Son père est musicien.
Kepler : 1571 ; 1630
L’héliocentrisme ou la terre qui tourne autour du soleil. Les polyèdres réguliers 6 et 7. Utilisation des logarithmes. Calcule de l’orbite des planètes, lois de Kepler. L’orbite des planètes est une ellipse, dont l’un des foyers est proche du soleil ; la vitesse des planètes est fonction de la distance au soleil, le temps nécessaire pour faire un tour complet est proportionnel au cube de la taille de son orbite.
Théorie de la gravitation ; le télescope ; la nature de la lumière serait corpusculaire et non ondulatoire ; loi d’inertie ; le principe d’action et de réaction
Controverses entre newtoniens et cartésiens.
La cage de Faraday ; l’induction électromagnétique ; les lois de l’électrolyse ; la notion de champ ;
Les équations de Maxwell unifient l’électricité, le magnétisme et l’induction.
La lumière, phénomène électromagnétique
Propagation des champs électriques et magnétiques sous forme d’une onde à la vitesse de la lumière.
Méthode statistique de description de la théorie cinétique des gaz.
Première photographie en vraie couleur.
La thermodynamique parle du mouvement de la chaleur. Ce mouvement se produit du corps à la température le plus élevée vers le corps à la température la plus basse. Le mouvement s’arrête quand l’équilibre thermique est atteint : les deux corps ont la même température.
La chaleur est « une vibration ».
Sur le chemin, James Watt, James Prescott Joule, Hermann Von Helmholtz, la loi de la conservation de l’énergie, Rudolph Clausius et l’entropie
« L'entropie d'un système mesure le degré de dispersion de l'énergie (sous toutes ses formes : thermique, chimique, électrique) à l'intérieur d'un système.
Le second principe stipule que, dans un système isolé, l'énergie a tendance à se disperser le plus possible. »
« Autrement dit, l’entropie d’un système isolé augmente toujours ; il est à son maximum quand l’équilibre thermique est atteint. Autrement dit, quand les corps contenus dans le système se trouvent tous à la même température »
Le grec Démocrite semble être le premier à proposer le concept d’atome : ce qui ne peut se diviser. Le chimiste John Dalton utilisera ce concept pour prévoir les propriétés chimiques des éléments isolés ou composés, en 1806. Jean Perrin expérimente un calcul théorique d’Einstein, l’atome devient un fait scientifiquement établi.
Sommes-nous libres ?
Boltzmann et sa mécanique statistique pourraient nous offrir un élément de réflexion notamment par sa loi générale de distribution probabiliste. La distribution « canonique » s’appliquerait à tout ensemble d’entités libres de leurs mouvements, indépendantes les unes des autres et interagissant de manière aléatoire. Certes, les humains n’étaient pas concernés, apparemment, mais qui oserait utiliser l’analogie pour en tirer quelques erreurs et une possibilité.
… mort de rire ?
La physique quantique commence sérieusement avec trois difficultés rencontrées par la physique classique :
-Le rayonnement des corps noirs et la « catastrophe » ultraviolette ou le quantum de Planck.
-L’effet photoélectrique ou les particules de lumière selon Einstein
-Les spectres optiques à raies fortes ou l’atome de Bohr.
Scientifiquement, les mesures annoncées étaient précises, faites par des personnes qualifiées et reproductibles… donc scientifique et paradoxale dont l’étymologie para ou contre et doxa opinion indique bien que les données recueillies vont contre le « bon sens ou sens commun ».
Le paradoxe contiendrait une contradiction logique, ou un raisonnement qui, bien que sans faille apparente, aboutit à une absurdité. Les difficultés scientifiques rencontrées permettent de procéder à des expériences de pensée.
Un savant comme Planck travaillait sur des données fiables, dans le cas précis sur le rayonnement des corps noirs, et vérifiables, mais qu’aucune théorie validée n’était capable d’expliquer. Le savant scientifique, nous dirions le chercheur, désire proposer une loi applicable indépendamment des corps spécifiques et des matériaux, une loi valable pour toute culture, même non-humaine.
Il parvient à la loi du rayonnement des corps noirs. Sa loi correspond parfaitement à des données, toutefois il en ignore la signification réelle, son vrai sens physique.
C’est après l’application d’une procédure mathématique incomplète qu’il trouve une explication à sa formule… une fois encore une des plus grandes révolutions de l’histoire de la physique commençait à partir d’une « logique illogique ».
La constante de Planck est un nombre « insignifiant », mais ce n’est pas zéro : elle s’écrit avec vingt-sept zéros, le premier avant la virgule, les 26 autres derrière et 6 626 !
0, 000 000 000 000 000 000 000 000 006 626 !!!
N’oubliez pas de recompter les zéros !
Planck s’interroge pourtant sur la validité de sa formule !
La théorie quantique était née !
L’effet photoélectrique allait appeler la théorie à se développer. (HERTZ et Lenard
Einstein publie un article sur les quanta de lumière, un autre sur l’existence des atomes et un troisième sur la relativité. Il se propose de quantifier tout rayonnement lumineux.
Elle donne des prédictions précises sur le fonctionnement des lasers et des micropuces, la stabilité de l’ADN et le processus qui permet aux particules alpha de quitter le noyau atomique par un effet « tunnel ».
La théorie quantique n’est pas intuitive. Elle s’assimile aux philosophies orientales.
Avant la théorie quantique, toute idée qui vient en contradiction avec la « physique classique » est écartée à priori. La raison donnait des certitudes, puisque les théories de Newton et de Maxwell étaient confirmées par les expérimentations précises. La mécanique de Newton et l’électromagnétisme de Maxwell semblaient tout expliquer du fonctionnement des lois physiques.
La bonne physique était celle des théories testées par des observations sur le terrain. Prendre des mesures, comparer les résultats obtenus avec les prévisions des lois mathématiques. Ainsi testées, les vérifications affirmaient la réalité des théories.
Pour la physique classique, le monde matériel donne :
- L’univers est comme une « machine » dans un cadre de temps et d’espace absolus. Un mouvement complexe est interprétable comme un mouvement d’un élément à l’intérieur de la machine.
- Il n’est pas gênant que ces mouvements ne puissent être visualisés.
- Le système de Newton implique que tout mouvement nécessite une cause. Si un corps est en mouvement, il est possible d’identifier ce qui produirait le mouvement observé.
- Toute analyse repose sur une relation cause effet. Personne ne saurait contester l’analyse.
- Quand un mouvement est connu à un moment dans le temps présent, il est calculable dans le passé ou le futur. Tout est déterminé par les relations cause effet. Rien n’est indéterminé, chaque mouvement est la conséquence d’une cause antérieure.
- Les propriétés de la lumière sont complètement décrites par la théorie des ondes électromagnétiques de Maxwell et toutes avaient été observées par les expériences de Thomas Young.
- Deux modèles physiques représentent l’énergie en mouvement : la particule (impénétrable, comme fut l’atome insécable), l’onde. Les deux modèles s’excluent l’un l’autre donc, l’énergie est soit composée d’ondes, soit constituée de particules.
- Il est possible de mesurer les propriétés d’un système avec toute la précision désirée. La théorie dicte les ajustements nécessaires à la précision.
- Les systèmes atomiques doivent répondre à ces modèles de pensée.
Ce qui précède était vrai de manière absolue, donc les théories étaient absolument vraies.
Au début du XXe siècle, toutes furent mises en doute.
