La Mesure et son Imprécision en Physique ?

[CHL]

Bonsoir!



Je ne suis qu'un profane et veux simplement lancer un débat qui peut etre très fécond entre passionnés.Voici ma modeste contribution;

Que peut-on conclure sachant qu'en Mécanique Quantique le fait d'observer modifie le sujet de l'expérience?

Sachant que les trois principales unités sont le kilo (masse),le mètre (longueur) et la seconde (temps) et que par exemple pour la seconde dont la définition est plus précise depuis les années 50 et son rattachement aux horloges atomiques pour cette seconde jusqu'à quel point sa définition par rapport à une émission de micro ondes pour un atome de césium est-elle précise.La future horloge numérique précise à 1 seconde pour le reste de vie de l'Univers sera t-elle vraiment aussi précise.

D'un point de vue plus métaphysique la théorie scientifique ne va t-elle pas plus lentement que la technologie en donnant comme exemple la masse du boson de Higgs la matière noire et l'énergie sombre qui donneront peut-etre lieu à la naissance d'une nouvelle physique?





cordialement!
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[Lopgor]

Eh non pas de technologie sans recherche fondamentale derrière. Je vois mal comment on invente un ordinateur sans connaitre l'éléctricité ou les propriétes physique des matériaux. Sinon comment savoir que brancher des millions de transistor dans du plastique fera des calcules très vit

[CHL]

Dans une discussion précédente j'avais mis en évidence une série de vidéos de vulgarisation scientifiques américaines ou un astrophysicien affirmait que si autour d'une bière après un congrès il évoquait avec un collègue le problème de la mesure ce dernier en général palissait.Alors pourquoi?Je lance vraiment la discussion!


Cordialement!

[invite23876543123]

Ecoutes il existe 7 dimensions fondamentales :

-Longueur : mètre : m = L
-Masse : kilogramme : kg = M
-Temps : seconde : s = T
-Courant électrique : ampère : A = ?
-Température : kelvin : K = ?
-Quantité de matière : mole : n = ?
-Intensité lumineuse : candela : cd = ?

@ +

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lopgor]

C'est pas les dimensions... C'est dans l'espace... Il y en à 4...

[obi76]

Ecoutes il existe 7 dimensions fondamentales : [...]

Heu non, la température peut être mise sous forme d'énergie, donc dépendant de M, L et T.
La mole est un nombre sans dimension, ce n'en est donc pas une.
L'intensité lumineuse peut aussi se mettre sous la forme LMT

Mais en effet, il n'y en a pas 3, il y a aussi la charge

[Lopgor]

Je dirais dans ce cas qu'il y a uniquement 4 Forces qui sont representé par toutes les mesures sous divers formes.

[Amanuensis]

il évoquait avec un collègue le problème de la mesure ce dernier en général palissait.Alors pourquoi?

Le mot "mesure" prend divers sens quand on l'examine en détail. L'expression "problème de la mesure" réfère dans le contexte de la physique quantique à une question fondamentale, on peut même dire une contradiction fondamentale : d'un côté la la physique quantique gère des "fonctions d'onde" qui évoluent sans discontinuité, de l'autre elle fait intervenir des changements d'état discontinus en relation avec la notion de "mesure" au sens classique.

Ou encore la théorie sait prédire que telle expérience donnera le résultat A avec une probabilité de 0,5 et le résultat B avec une probabilité de 0,5, mais non seulement ne peut pas prédire le résultat d'une telle expérience faite en labo, mais ne peut pas l'expliquer a posteriori, et affirme aussi qu'il n'est pas possible de le prédire ou l'expliquer. Suffit de réaliser que toute mesure revient à examiner le résultat d'une expérience pour voir la relation avec la notion de mesure.

Cette question, qui apparaît aussi sous le terme de la question de la "réduction de la fonction d'onde", reste une des plus importantes (si ce n'est la) interrogation concernant la physique quantique.

Les réponses proposées couvrent un éventail impressionnant, depuis un positivisme pur et dur (on se tait, et on calcule) jusqu'au spiritisme invoquant un principe surnaturel pour la conscience humaine. On comprend que le physicien pâlisse...

[invite23876543123]

Heu non, la température peut être mise sous forme d'énergie, donc dépendant de M, L et T.
La mole est un nombre sans dimension, ce n'en est donc pas une.
L'intensité lumineuse peut aussi se mettre sous la forme LMT

Mais en effet, il n'y en a pas 3, il y a aussi la charge

Est-ce que tu pourrais me donner les correspondances ?

@ +

[ansset]

merci pour ce résumé.
est-ce absurde de ma part si je résume celà par :
- indécidabilité de la définition même de la mesure".

[Amanuensis]

"indécidabilité" est un bien grand mot pour quelque chose qui est finalement très commun : un concept paraissant "évident" au sens commun, et devenant de plus en plus flou, où même aporétique, quand on cherche à le cerner en toute rigueur. La physique moderne en est plein...

[ansset]

"indécidabilité" est un bien grand mot pour quelque chose qui est finalement très commun : un concept paraissant "évident" au sens commun, et devenant de plus en plus flou, où même aporétique, quand on cherche à le cerner en toute rigueur. La physique moderne en est plein...

au sens d'une logique purement mathématique, le mot "indécidabilté" n'est pas un gros mot.
mais, certes il est fort...
le pb, c'est que je n'en ai pas trouvé d'autre , je veux dire plus explicite que le simple mot de "problème".
c'est un peu ce que je voulais dire :
je vous cite :
"quand on cherche à le cerner en toute rigueur".
celà me semble pas être contradictoire avec mes propos.
cordialement

[obi76]

Est-ce que tu pourrais me donner les correspondances ?

@ +

Le candela : W/stéradian
Pour la température, à priori pour moi ça aurait la dimension d'une énergie, à confirmer.

[Deedee81]

Salut,

Pour la température, à priori pour moi ça aurait la dimension d'une énergie, à confirmer.

Si l'on considère kT (k constante de Boltzman), ça a bien les dimensions d'une énergie.

Mais je ne suis pas sûr qu'on puisse faire l'impasse sur une échelle (donc unité) de température puisque k est lui même exprimé en J/K. Et la température intervient elle-même indépendamment de k dans certaines expressions. Par exemple dans la loi de Fourier.

A moins que tu pensais à autre chose ?

[Amanuensis]

La question de la dimension de la grandeur température est directement liée à celle de la dimension de l'entropie.

Donner une dimension nulle à une grandeur extensive comme l'entropie est une position intéressante ; en prenant cette position, on arrive à la même dimension pour une grandeur intensive (la température) et une grandeur extensive (l'énergie).

[Amanuensis]

n'est pas un gros mot.

Il y a des fois où on se demande vraiment si les messages sont bien lus...

[Deedee81]

La question de la dimension de la grandeur température est directement liée à celle de la dimension de l'entropie.

Donner une dimension nulle à une grandeur extensive comme l'entropie est une position intéressante ; en prenant cette position, on arrive à la même dimension pour une grandeur intensive (la température) et une grandeur extensive (l'énergie).

Ca m'échappe (même si je vois l'idée). Comment procéderais-tu pour donner une dimension nulle à l'entropie (et de fait, en effet,, arriver à une température équivalente à une énergie) ?

Oui, évidemment, c'est comme pour les choix de G=c=h=1, ce qui met tout à la même dimension, par exemple les dimensions dites géométriques. On peut aussi poser k=1 (sans unité). Mais c'est bien un quatrième choix, ce qui montre qu'il faut bel et bien en pratique quatre unité fondamentale. D'autant que l'unité de température est totalement arbitraire (par le zéro, mais la valeur du degré). Enfin, du moins il me semble. S'il y a un moyen de lier sans un tel artifice la température à l'énergie, s'il existe une échelle de température fondamentale, ça m'intéresse.

[Amanuensis]

Pour être clair je ne défends pas l'idée de choisir une dimension nulle pour l'entropie, je trouve ça illogique pour une grandeur extensive.

Ceux qui défendent cela, et donc l'idée de donner à la température la dimension d'une énergie, considèrent que l'entropie est un logarithme, et donc (pour eux) n'a pas de dimension. Le choix de l'unité n'est alors que le choix de la base du log : on aurait la base 2 (unité : bit), la base e (unité : neper, Np), la base 10 (bel, B, dont le dB est mieux connu), la base e^{1/k} (unité : J/K).

[Amanuensis]

la base e^{1/k} (unité : J/K).

Hmm... Erreur de ma part ; rectifier en la base 10^{1/k} (unité : J/K)

[Xoxopixo]

Bonjour,

la précision de la mesure est à mon avis directement reliée à la quantité d'information qu'il est possible de retirer du système mesuré.

[stefjm]

Hmm... Erreur de ma part ; rectifier en la base 10^{1/k} (unité : J/K)

Je ne vois pas d'où vient ce 10, pas plus que le e précédent. (mais il est vrai que j'ai un fort mal de tête.)

[stefjm]

Mais en effet, il n'y en a pas 3, il y a aussi la charge

Je sais à peu près tout faire en remplaçant la par
Contre exemples bienvenus.

[Amanuensis]

De l'expression de l'entropie, la loi de Boltzmann : S = k log(W). Si W est un nombre, alors S est son logarithme en base 10^{1/k}, ou e^{1/k} selon ce que signifie "log" dans l'expression ; et je ne sais plus lequel c'est, mais finalement 10 ça paraît bizarre... J'ai été un peu vite sur ce coup, étant pris par ailleurs. Mais, bon, l'idée est là. Correction bienvenue.

[Amanuensis]

Je sais à peu près tout faire en remplaçant la par
Contre exemples bienvenus.

Facile : savoir quand quelqu'un indique qu'il a mesuré 10 J.m, s'il a mesuré un produit de charges électriques ou autre chose.

(Une unité fait partie du langage, et comme tel, sert à restreindre le sens d'une phrase...)

[stefjm]

De l'expression de l'entropie, la loi de Boltzmann : S = k log(W). Si W est un nombre, alors S est son logarithme en base 10^{1/k}, ou e^{1/k} selon ce que signifie "log" dans l'expression ; et je ne sais plus lequel c'est, mais finalement 10 ça paraît bizarre... J'ai été un peu vite sur ce coup, étant pris par ailleurs. Mais, bon, l'idée est là. Correction bienvenue.

A priori, c'est plutôt e, ta première proposition. (On se mélange à cause des notations ln et log pas trop standard...)
Mais pourquoi e du coup?

[Amanuensis]

A priori, c'est plutôt e, ta première proposition. (On se mélange à cause des notations ln et log pas trop standard...)
Mais pourquoi e du coup?

Si je prends W=e^{1/k}, on a log W= 1/k, donc S= k log(W) = 1, c'est donc bien la base.

[stefjm]

Facile : savoir quand quelqu'un indique qu'il a mesuré 10 J.m, s'il a mesuré un produit de charges électriques ou autre chose.

(Une unité fait partie du langage, et comme tel, sert à restreindre le sens d'une phrase...)

Je comprends l'idée, en particulier quand les capacités sont exprimées en mètres.

[stefjm]

Si je prends W=e^{1/k}, on a log W= 1/k, donc S= k log(W) = 1, c'est donc bien la base.

D'accord, mais pourquoi prendre cette base e pour la définition de l'entropie? (Je suis quiche grave en thermo, sans me forcer...)

[ansset]

Il y a des fois où on se demande vraiment si les messages sont bien lus...

une explication serait bienvenue.
je ne vois pas dans l'esprit la diff entre utiliser le mot "bien grand mot" par rapport à "gros mot".
à moins qu'une expression différente suppose une incompréhension totale de l'interlocuteur.
alors que vous même défendez l'idée de "concept" pour balayer un eventuel débat dur la définition.
pour ma part il y a incomprehension de votre part , non pas sur le fond, mais sur la forme ...

[Amanuensis]

D'accord, mais pourquoi prendre cette base e pour la définition de l'entropie? (Je suis quiche grave en thermo, sans me forcer...)

Je ne comprends pas. La loi de Boltzmann relie l'entropie au logarithme d'un nombre, le "nombre d'états". C'est tout. Le choix de la base pour exprimer un logarithme est libre, la base "e" est juste le choix des mathématiciens, justifié par exemple par la solution de y'=y, et y(0)=1.