La théorie de tout

[inviteee426715]

Bonjour,

Nous sommes en 1ère S, dans le cadre des TPE, nous aimerions connaître vos avis sur cette question :
la "théorie de tout" est-elle vraiment une utopie ?

petite explication : Depuis près d'un siècle , les physiciens cherchent une théorie capable d'unifier la mécanique quantique et la relativité, et de révéler ainsi la nature des 4 forces fondamentales. C'est une théorie unitaire qui ramènerait la description de tous les phénomènes physiques à un formalisme unique.

Tous les commentaires seront les bienvenus

merci
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[invite1e5c24bd]

Hmm apparement pas beaucoup de réponse !

Bon si c'est un TPE, essai peut-être de poster dans le forum "TPE / TIPE", quant à la question c'est vrai qu'elle pourrait s'intégrer dans le "Débats Scientifiques".

Comment comptes-tu développer ton TPE ? Pour la réponse à ta question, j'y répondrais ... mais pas ce soir à 00h07

Bonne chance

Cordialement,

[RVmappeurCS]

A mon avis une théorie du tout est assez utopiste pour le siècle à venir. Par contre une unification des théories existantes est très probable (confirmation de la théorie des cordes ?). Cependant, je pense que des percées dans cette voie ne pourront être faites que grâce :
-à une amélioration des mesures expérimentales (le nouvel équipement du CERN à de beaux jours devant lui)
-une amélioration des outils mathématiques théoriques.
En effet, beaucoup de calculs actuels ne sont que des approximations et nécessiteraient des outils mathématiques plus puissants.

[b1a2s3a4l5t6e7]

Salut.Actuellement il y en a une,elle s'apelle thermodynamique,cette discipline est enseigné en chimie,
en mécanique, en physique et en astrophysique et bien sur qu'a l'échelle de l'infiniment petit et de l'infiniment grand elle peut etre étudier donc cette discipline est
intégré ou intégrable a la mécanique quantique et a la relativitée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec1e652a9]

Je ne sais pas si on peut bien définir la théorie du tout avec des mots.
Mais prenons deux ions positives. Que se passerait-il ? Il crérait d'autres ions. Prenons deux ions négatives. Que se passerait-il. Ils imploseraient. Prenons un ion positif et un ion négatif. Que se passerait-il ? Il coexisterait.
Bien entendu, comme je l'ai dit. Il est difficile d'expliqué la théorie du tout.

[chrisgir]

Je ne sais pas si on peut bien définir la théorie du tout avec des mots.
Mais prenons deux ions positives. Que se passerait-il ? Il crérait d'autres ions. Prenons deux ions négatives. Que se passerait-il. Ils imploseraient. Prenons un ion positif et un ion négatif. Que se passerait-il ? Il coexisterait.
Bien entendu, comme je l'ai dit. Il est difficile d'expliqué la théorie du tout.

Je croyais que c'était un forum scientifique???

[Gwyddon]

Effectivement ça serait bien de s'en tenir à des choses scientifiques, nous ne sommes pas un forum de pseudo-science.

Pour la modération,

Gwyddon

[Tofu]

Salut,
une théorie de tout est une théorie expliquant le fonctionnement de chaque chose.
Dans ce cas alors comment s'explique-t'elle elle-même ?
Mon avis est qu'une théorie de tout ne peut pas s'expliquer elle-même donc elle n'explique pas tout donc elle n'existe pas.

[chrisgir]

Salut,
une théorie de tout est une théorie expliquant le fonctionnement de chaque chose.
Dans ce cas alors comment s'explique-t'elle elle-même ?
Mon avis est qu'une théorie de tout ne peut pas s'expliquer elle-même donc elle n'explique pas tout donc elle n'existe pas.

Euh, une théorie n'a pas à s'expliquer, c'est un outil de compréhension et d'explication d'un fonctionnement. La gravitation (par exemple) ne s'explique pas (le pourquoi?) elle se démontre...

Cordialement

[Tofu]

Salut Chrisgir,
j'ai été un peu vite : même si une théorie quelconque n'a pas à s'expliquer, une théorie de tout a à expliquer comment fonctionne le théoricien qui l'utilise.
Le théoricien pourrait utiliser cette théorie pour s'expliquer lui-même et prédire ses moindres faits et gestes.
Ayant prédit grace à la théorie ses moindres faits et gestes qu'est-ce qui l'empèche de la faire mentir en faisant exactement l'opposé de ce qu'elle avait prédit ?

Voici un lien (qui nous avait été donné par mthéorie que je remercie) qui ouvre sur un texte de Hawking sur cette question

http://www.damtp.cam.ac.uk/strtst/dirac/hawking/

Hawking, qui croyait à cette possibilité d'une théorie du Tout y a renoncé.

Voici son argument

"Nous et nos modèles appartenons à l’univers que nous décrivons.
Ainsi toute théorie physique est elle autoréférentielle, comme la formule G du théorème de Gödel. On pourrait pour cela s’attendre à ce qu’elle soit ou bien inconsistante, ou bien incomplète.
Les théories dont nous disposons sont à la fois inconsistantes et incomplètes.
La gravitation quantique est essentielle pour cette démonstration. Dans certains modèles, l’information peut être représentée par un arrangement de particules. D’après la théorie quantique, une particule d’une région de taille déterminée possède une quantité minimum d’énergie. Ainsi, comme je l’ai dit précédemment, nos modèles ne sont pas extérieurs à l’univers qu’ils décrivent : ils coûtent de l’énergie. Selon la célèbre formule d’Einstein « E = mc2 », l’énergie est équivalente à la masse. Et la masse provoque l’effondrement des systèmes sous l’effet de la gravitation. Ce serait un peu comme d’entasser trop de livres dans une bibliothèque. Le sol s’effondrerait et créerait un trou noir qui avalerait l’information. De façon assez notable, Jacob Bekenstein et moi même avons découvert que la quantité d’information contenue dans un trou noir était proportionnelle à la surface de la frontière du trou plutôt qu’au volume de celui ci, ainsi qu’on aurait pu le croire. La limite de la concentration d’information d’un trou noir est fondamentale, mais n’a été correctement intégrée à aucune des formulations de la théorie M connues à ce jour. Elles admettent toutes qu’on peut définir la fonction d’onde appropriée pour chaque point de l’espace. Mais cela impliquerait une densité infinie d’information, ce qui n’est pas autorisé "

J'avoue avoir quelque mal à comprendre ce qu'il veut dire...
je crois comprendre ceci: connaître la fonction d’onde pour chaque point de l’espace implique une quantité d’information infinie. Or l’information est équivalente à l’énergie, elle-même équivalente à la masse. Une masse infinie devrait donc produire un trou noir contenant une quantité infinie d’information.
Cependant, Bekenstein et Hawking auraient démontré que la quantité d’information retenue par un trou noir ne dépend pas du volume (supposé infini) de celui ci mais de l’aire de sa frontière qui est finie : la quantité d’information retenue par un trou noir est donc elle même finie. d'où contradiction ?

Je serai enchanté d'avoir l'avis de quelqu'un de mieux éclairé que je ne le suis...

[Tofu]

Salut Quantat,
je comprend pas trop la deuxième partie du texte de Hawking, mais celle-ci me me parle plus :

"Nous et nos modèles appartenons à l’univers que nous décrivons.
Ainsi toute théorie physique est elle autoréférentielle, comme la formule G du théorème de Gödel. On pourrait pour cela s’attendre à ce qu’elle soit ou bien inconsistante, ou bien incomplète."

si toutes les théories physiques sont logiques, je pense qu'aucune ne peut tout expliquer à cause du théorème de Gödel : "Dans n'importe quelle théorie récursivement axiomatisable, cohérente et capable de « formaliser l'arithmétique », on peut construire un énoncé arithmétique qui ne peut être ni prouvé ni réfuté dans cette théorie."

au moins si la théorie de tout est logique au sens où l'énonce Gödel alors il serait impossible de savoir si elle modélise tout ce qui existe.

Salut Tofu,

la difficulté tient à ce que tous les "spécialistes", comme Bouveresse par exemple, disent que le théorème de Gödel ne concerne que les systèmes strictement logiques/purement formels...
Je ne crois que ça ait du sens de dire que la physique peut formaliser l'arithmétique...

Pourtant je suis convaincu que cette incomplétude logique concerne toutes les autres sciences...

Hawking propose ici un argument met en évidence une forme d'autoréférence qui ressemble beaucoup à l'autoréférence de la formule G (mais nous devons nous méfier des analogies superficielles)... le problème est que je ne suis pas sûr de bien le comprendre....

Un physicien pourrait il nous aider ?

[invite4c07d640]

la théoris du tout est la liaison entre le macro et le micro dans l'ensemble des disciplines scientifiques, et tu pourras surement trouver un complement en t'interessant à la théorie des cordes qui pourrait etre justement ce pont entre les deux mondes .
voili je c'est que c'est un peu maigre comme reponse mais bon, bon courage quand meme pour ton tpe

[b1a2s3a4l5t6e7]

Un physicien pourrait il nous aider ?

Salut.Ayant des connaissances générales de base en science,je ne crois pas qu'il faut connaitre toute les grande théories avancé pour se faire une idée de ce que pourrait etre cette théorie.
Pour ceux a qui cela intéresse,je recommande d'étudier le cours de thermodynamique qui se donne en
génie mécanique a l'université,puis étudier la partie thermodinamique qui se donne dans certain livre de chimie et aussi de physique.
L'important c'est de comprendre les liens qu'il y a
entre les disciplines scientifiques,c'est un caprice de vouloir une équation qui résume tout,je n'affirme pas que cela est impossible mais pour faire mieux que ce que l'on a,il faut bien saisir les liens qui unissent les disciplines
scientifiques.

[Tofu]

"Je ne crois que ça ait du sens de dire que la physique peut formaliser l'arithmétique..."

en même temps c'est nous qui formalisons l'arithmétique, et nous sommes constitués de matière physique, or la théorie de tout formalise tout ce qui est physique, donc la théorie de tout doit formaliser l'arithmétique.

[Gwyddon]

Je crois qu'il y a une confusion assez importante avec ce que les physiciens nomment "théorie du tout"

Ce nom désigne l'hypothétique théorie qui unifierait les quatres interactions fondamentales, rien de plus et rien de moins. Après, il faut bien se rendre compte que ce n'est pas parce que l'on a une telle théorie que tout est fini : par exemple ce n'est pas parce que l'on connaît les interactions entre particules élémentaires que l'on peut décrire à partir de ça un brin d'ADN

[Tofu]

"Je crois qu'il y a une confusion assez importante avec ce que les physiciens nomment "théorie du tout"

Ce nom désigne l'hypothétique théorie qui unifierait les quatres interactions fondamentales, rien de plus et rien de moins."

c'est vrai, mais Caroline22 parle de théorie "de tout" et non de théorie "du tout".

[martini_bird]

Salut,

réponse de matheux : une théorie de tout s'expliquerait elle-même, ce n'est pas possible.

Cordialement.

[Gwyddon]

Faute de frappe, puisque le reste du post confirme mon analyse : elle parlait bien de ce que l'on appelle théorie du tout (GUT, etc..)

[Tofu]

Oui c'est vrai mais si l'on est pas assez spécialisé pour pouvoir tirer des observations philosophiques et scientifiques de la théorie du tout, au moins on peut se demander si la théorie du tout expliquera tout.

[Gwyddon]

Oui c'est vrai mais si l'on est pas assez spécialisé pour pouvoir tirer des observations philosophiques et scientifiques de la théorie du tout, au moins on peut se demander si la théorie du tout expliquera tout.

Tout à fait d'accord, mais justement de ce point de vue la théorie du tout telle que nommée en physique n'expliquera pas "tout", dans le sens que toute recherche peut s'arrêter car on peut expliquer tout ce qui nous entoure...

C'est pourquoi je mettais en exergue cette différence entre cette théorie et une encore plus hypothétique théorie qui se voudrait véritablement explicative de tout ce qui nous entoure et qui nous explique nous même, et là la question peut être posée et débattue, pour ma part je répondrais non, et je prendrais comme argument l'argument de martini

[Tofu]

Salut Gwiddon,
dans théorie du tout, il y a bien le mot "tout", ce qui veux bien dire que celle-ci est censée être exhaustive au moins sur les mécanismes infinitésimaux qui nous gouvernent.
Si on mettait à jour une théorie du tout, on connaitrait ce qu'il y a de commun à toutes les intéractions qui existent ?

[Gwyddon]

Si on mettait à jour une théorie du tout, on connaitrait ce qu'il y a de commun à toutes les intéractions qui existent ?

C'est effectivement le but recherché, et ce que vers quoi la physique des particules tend. Il y a plus d'un siècle, Maxwell avait réussi la première unification des phénomènes en reliant électricité et magnétisme (ce qui avait permis de postuler l'existence d'ondes électromagnétiques et de montrer que la lumière est une onde électromagnétique ; les autres types d'onde qui furent ensuite mises en évidence par Hertz entre autres).

Le modèle standard unifie électromagnétisme et interaction faible (il reste encore du travail expérimentalement et même théoriquement, le mécanisme de génération de la masse n'étant pas encore complètement élucidé par exemple).

Les efforts actuels essayent, entre autres, d'unifier électrofaible et interaction forte (modèles GUT) et d'essayer d'incorporer dans ce schéma la gravité (supergravité, cordes, LQG, etc...)

[invited31e1766]

En ce qui me concerne, j'aurais tendance à dire qu'une théorie du tout est impossible car le problème réside selon moi dans le fait que l'intelligence humaine est limitée. Je veux dire par la que même si l'homme s'arme jusqu'aux dents de tous les outils possibles et imaginables, ces outils ne peuvent inventer des concepts. Or pour inventer et pouvoir intégrer une théorie du tout, il afut chaque fois englober les théories connues, démontrées et approuvées dans de nouveaux concepts. Et ces concepts deviennent des plus en plus complexes, de façon à arriver un jour ou l'autre à la limite physique de l'intelligence humaine.

Ceci étant dit, je pourrais être tout à fait à côté de la plaque.

[inviteee426715]

Bonjour,
j'interviens sur le message de tofu , en effet j'ai parlé de la théorie de tout car nous sommes parties sur le document sciences et avenir n°118 mai/juin 1999 qui traitait de la théorie de tout. Cependant en avançant dans notre travail de recherche, un chercheur au CNRS nous a dit qu'on devait la nommer THEORIE DU TOUT. ( excusez-moi pour ce changement de dénomination) Je rappelle que notre problématique est basée sur de la PHYSIQUE.
merci pour les différents commentaires
bonne journée

[Gwyddon]

Attention à Sciences&Avenir, comme source fiable en science il y a mieux....

C'est pour cela que j'ai rectifié le théorie de tout en théorie du tout

Si cela t'intéresse, cherche du côté des GUT (Grand Unified Theories), de la supersymétrie, des modèles de théorie des cordes, de la LQG (Loop Quantum Gravity ou Gravité Quantique à Boucle), etc...

Ce n'est pas du tout évident comme concept, si c'est dans le cadre d'un TPE ou d'un TIPE je donnerais comme conseil de laisser tomber et de s'intéresser à des choses plus abordables

[inviteee426715]

Ce n'est pas du tout évident comme concept, si c'est dans le cadre d'un TPE ou d'un TIPE je donnerais comme conseil de laisser tomber et de s'intéresser à des choses plus abordables

Bonjour Gwyddon,
Nous avons conscience en choisissant ce sujet de TPE que certains points très techniques seraient difficiles à suivre. Cependant, en nous référant à un courrier reçu de la part d'un chercheur d'in2p3, je cite : " des élèves de 1ère S peuvent très bien comprendre la Théorie du tout... mais c'est vrai que ce n'est pas très simple. "
Nous allons donc nous armer de courage ,ce qui rend ce sujet intéressant c'est qu'il se prête à débat , c'est pour cela que nous avons posé cette question sur le forum. Pour exemple de réaction voir le site de J-P Petit : http://www.********.com/science/gal_port/greene.htm qui critique violemment la théorie des cordes ( sois disant meilleure canditate pour réaliser l'unification de la gravitation et de la force électronucléaire, dernière étape de la théorie du tout ).

merci pour votre participation à ce débat

[Gwyddon]

Déjà si vous avez pêché sur son site le terme force électronucléaire, sachez que l'unification de l'interacation nucléaire avec l'interaction électrofaible n'est pas encore faite.

Ensuite, j'ai le regret de dire que Mr Petit ne me semble pas compétent pour juger des travaux théoriques dans ce domaine, force est de constater depuis quelques années déjà qu'il lance des polémiques à l'aveuglette, voire même autre chose (l'affaire des Ummites). Il y a bien des choses criticables sur la théorie des cordes, mais ce sont surtout des choses techniques, et l'absence (pour l'instant) de preuves expérimentales. Le site de Mr Petit est un site violemment diffamatoire envers certains membres de la communauté scientifique (j'en connais certains pour les avoir déjà fréquentés), ce qui est fort regrettable.

Enfin je serais curieux de savoir dans quel domaine exactement travaille le chercheur auteur du courrier que vous citez. C'est sûr que vous pouvez comprendre on va dire "de très loin", c'est-à-dire les principaux concepts que l'on peut trouver dans des livres de vulgarisation, mais honnêtement si vous souhaitez aller plus loin, notamment dans le contenu mathématiques, c'est bien au-delà de vos possibilités actuelles

[invitedb325deb]

Bonjour,

Pour simple information, les physiciens excédés en sont venus à remettre en cause un postulat de base énoncé par Gallilé :
L'univers est isotrope quant aux lois naturelles qui le gouvernent
Ces mêmes lois sont invariantes a