Différence y a t-il entre théorie et modèle en physique ?

[invite6eb1b431]

.



Quelle différence y a t-il entre "théorie" et "modèle" en physique ?
Bonjour je cherche à approfondir ces 2 notions, employées par Mariposa. Vos lumières sur la question sont les biens venues...

Cordialement,

Korzibsk
-----

[invite8ef897e4]

Bonjour,

le terme "theorie" est plus general que "modele". Une theorie est fondee sur un ensemble d'idees que l'on met en oeuvre pour implementer un modele particulier. Une theorie peut etre essentiellement correcte, mais nous pouvons ne pas encore disposer du recul necessaire pour formuler les mathematiques du modele correctement.

[invite6eb1b431]

Je pense que c'est un élément de réponse. Mais Mariposa, dit que pour elle, la MQ est une théorie, alors que la RG, serait un modèle.

Et là, j'ai plus de mal, à comprendre car les 2 ont un modèle mathématique.

Cordialement,

Korzibsk

[invite6eb1b431]

Voici le message initial de Mariposa :

La RG est une théorie basse énergie, grande longueur d'onde et donc elle cesse d'être valable à une certaine énergie, mal définie. Les principes de la MQ quand a eux ne contiennent pas de limite.

Aujourd'hui la MQ est une théorie alors que la RG est un modèle.

C'est pourquoi la théorie des cordes, la LQG et même la géométrie Non-commutative ne remette pas en cause la MQ.

Cordialement,
Kozibsk

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8ef897e4]

Voici le message initial de Mariposa

Le message de Mariposa s'inscrit tout a fait dans ce que je disais. La relativite est definie a la fois par de principes generaux s'apparentant a une theorie (invariance sous les diffeomorphisme en particulier) et en outre presente un lagrangien bien specifique qui definit le modele mathematiquement. Il se trouve qu'avant Einstein, d'autres avaient essaye de trouver le bon modele. La mecanique quantique definit un "atelier" permettant de mettre en oeuvre un lagrangien quelconque. Elle presente un certain nombre de structures mathematiques dans lesquels on peut implementer de nombreux modeles.

[invité576543]

Et là, j'ai plus de mal, à comprendre car les 2 ont un modèle mathématique.

C'est surtout le rapport à la physique qui est est différent.

La RG parle directement de concepts physiques, espace-temps, énergie, ...

La Physique Quantique peut se diviser en différents "étages".

L'aspect le plus général ne parle pas de données physiques particulières. Des auteurs la présentent comme une "théorie des probabilités" (très) particulière. Cette partie générale de la PhyQ ne parle pas d'équations genre Schrödinger ou Dirac, juste d'un cadre permettant de parler d'état, d'observable, de prédictions.

Un papier peut-être trop technique, mais qui donne une idée : http://arxiv.org/abs/quant-ph/0101012

Un deuxième étage, bâti sur le premier, serait l'introduction de la notion de Lagrangien, de ramener tout modèle à une densité de Lagrangien et un extrémum d'action.

Un troisième étage pourrait être la notion de symétrie de Jauge, plus généralement des symétries, et l'importance des groupes et des représentations linéaires pour exprimer les densités qui vont bien.

Et le quatrième étage serait des modèles précis parlant de phénomènes physiques précis, comme la QED pour l'électro-magnétisme, l'électro-faible, la QCD, etc., et plus généralement le modèle standard.

Quand Mariposa parle de MQ comme théorie, j'imagine qu'il parle du premier étage (le fondement type "théorie des probas"), mais peut-être y inclut-il le second ou même le troisième.

Cordialement,

[invite8915d466]

L'aspect le plus général ne parle pas de données physiques particulières. Des auteurs la présentent comme une "théorie des probabilités" (très) particulière. Cette partie générale de la PhyQ ne parle pas d'équations genre Schrödinger ou Dirac, juste d'un cadre permettant de parler d'état, d'observable, de prédictions.

c'est exactement là que s'introduit la césure fondamentale par rapport à la mécanique classique ou relativiste, dès le départ. Les théories classiques posent le principe d'un état "objectif" de l'Univers, que nous pouvons "mesurer" avec une précision non limitée dans tous ses paramètres. Les "états" de la Méca Q ne sont PLUS des états objectifs de la réalité, mais un résumé de la connaissance, nécessairement et fondamentalement incomplète, que nous pouvons en avoir. Et toute interprétation de ces états en terme de réalité bute à un moment ou à un autre sur des paradoxes insolubles.

Cdt

Gilles

[invite6754323456711]

Les "états" de la Méca Q ne sont PLUS des états objectifs de la réalité, mais un résumé de la connaissance, nécessairement et fondamentalement incomplète, que nous pouvons en avoir. Et toute interprétation de ces états en terme de réalité bute à un moment ou à un autre sur des paradoxes insolubles.

Cdt

Gilles

Comme le fait remarquer Michel(mmy) le rapport avec les mathématiques semble différent.

Ce que j'ai compris du formalisme Mathématiques :

C'est que dans le formalisme Mathématique Il y a un discours dans lequel on évacue tous ce qui a du sens mais dans lequel on se pose simplement la question d'avoir des expression qui sont bien construite (syntaxe). On parle de Théorie lorsque l'on a un système formel consistant.

Un modèle va chercher à donner un sens (sémantique), habiller le système formel.

Le théorème de Gödel de complétude établi le rapport entre les deux notions théorie et modèle. Une théorie est consistance c'est exactement équivalent au fait que l'on puisse trouver un modèle.

Par exemple le fait qu'il existe un modèle (un seul élément) de la théorie axiomatique des groupes cette dernière est consistante.

Le théorème de complétude de Gödel ne s'applique donc pas au domaine de la physique ? ou alors nous n'avons pas encore trouvé de modèle pour la MQ ?


Patrick

[invité576543]

Comme le fait remarquer Michel(mmy) le rapport avec les mathématiques semble différent.

Hmmm.. Peut-être, mais je suis totalement d'accord avec ce qu'a écrit Gilles.

Prenons la théorie des probabilités "classique", en particulier avec l'analyse qu'en fait Jaynes (cf. là). La théorie y apparaît comme une formalisation du raisonnement amenant à des prises de décision.

Il m'est assez facile de voir dans la partie fondamentale de la mécanique classique une formalisation, très anti-intuitive, de ce que veut dire "connaissance de l'état d'un système" et l'évolution dudit, dont le but est la prédiction probabiliste du futur, et là encore à fins de décision.

C'est très loin de "évacuer le sens". Pour moi, c'est même le contraire. J'en suis arrivé (dans mon domaine professionnel) à présenter le sens comme dérivant uniquement de la prise de décision, de l'action.

Par ailleurs dans ces domaines je ne vois pas ce que vient faire le théorème de Gödel. Les aspects déductifs (démonstration) sont assez mineurs. Pour ce genre de théorie le "vrai" n'est pas dans les démonstrations, mais justement dans le sens, dans l'adéquation que ces méthodes ont à la prise de décision.

Cordialement,

[invite6754323456711]

Hmmm.. Peut-être, mais je suis totalement d'accord avec ce qu'a écrit Gilles.

Merci pour ta réponse.

La question ne porté pas sur la pertinence de la remarque de Gilles mais sur mon interrogation portant sur le commentaire relatif à l'incomplétude de la MQ.

Patrick

[invite6754323456711]

Par ailleurs dans ces domaines je ne vois pas ce que vient faire le théorème de Gödel. Les aspects déductifs (démonstration) sont assez mineurs. Pour ce genre de théorie le "vrai" n'est pas dans les démonstrations, mais justement dans le sens, dans l'adéquation que ces méthodes ont à la prise de décision.

Cordialement,

En physique on ne s'intéresse donc pas à l'aspect démonstratif. On s'en tient uniquement au fait que nous "observons" pour construire une théorie dans l'objectif d'obtenir un modèle qui la satisfasse ?

L'"observation" est elle objective ?

Patrick

[invité576543]

En physique on ne s'intéresse donc pas à l'aspect démonstratif.

Tu connais beaucoup de cours de physique qui s'occupent des fondements des mathématiques, de la logique du premier ordre, de la théorie de la démonstration?

Oui, en physique on s'intéresse aux démonstrations (il y en a!), mais pas à la théorie de la démonstration.

On s'en tient uniquement au fait que nous "observons" pour construire une théorie dans l'objectif d'obtenir un modèle qui la satisfasse ?

On peut le présenter autrement. Si un raisonnement déductif est incorrect, cela devrait se refléter par des fautes de prédiction, révélées par l'observation. Ainsi, les physiciens disposent d'un moyen pour détecter leurs erreurs plus puissant que celui dont disposent les mathématiciens, qui est la rigueur formelle.

Cordialement,

[Les Terres Bleues]

L'"observation" est elle objective ?
Patrick

Ayant été très attentif, dans la limite de mes capacités de compréhension bien entendu, aux contenus de certaines discussions antérieures auxquelles tu as participé, il me semble que la question que tu poses as déjà obtenu sa réponse :
Non, l'observation n'est pas objective, par contre elle est objectivante.

Sans vouloir relancer gratuitement la question en tête de cette discussion, il est quand même nécessaire de rappeler que l'intitulé originel de la RG était : "La Relativité générale, théorie de la gravitation." Pourtant, je considère justifiée la distinction faite par Mariposa, dans le sens où la RG étant une géométrie-physique, le terme de modèle aurait quelque chose à voir avec une sorte de "maquette mathématique" représentative d'une certaine région de l'univers (habituellement appelée le cosmos).
La physique quantique, elle, si l'on ne considère que ses trois premiers "étages" ne fournit pas de modèle, ni déjà prêt ni à fabriquer soi-même. Mais au quatrième (si j'ai bien suivi), avec son modèle standard elle intervient alors dans des "régions de l'univers" qui au premier abord semblent plus chaotiques.

Cordiales salutations.

[invite6eb1b431]

Un modèle n'est-il pas lié, à la calculabilité ?
La théorie à des conjectures sur la nature de la réalité ?

Selon le classement du Tableau, ou je distingue ce qui relève de l'observation, des conjectures, et des modèles mathématiques ?

Cordialement,

Korzibsk

[invite6754323456711]

Non, l'observation n'est pas objective, par contre elle est objectivante.

Protagoras : "l'Homme est la mesure de toute chose"

Depuis Leibniz à permis de faire concilier les points de vue subjectif en neutralisant leurs particularités.

Patrick

[invite6eb1b431]

.


Ce que j'ai voulu exprimer avec mon tableau :

C'est qu'il me semble que la Relativité Générale, est une théorie sur les liens existant entre l'énergie, la masse, la vitesse de la lumière, l'espace et le temps...avec son modèle mathématique traitant de la géométrie de l'espace-temps.

Que la MQ, est un bon modèle mathématique, sans théorie interprétative faisant l'unanimité, rendant compte d'une phénoménologie contre-intuitive....

C'est justement ce qui est déstabilisant avec la Mécanique Quantique,
Nous possédons un modèle qui fonctionne parfaitement, mais nous n'en comprenons pas le sens, nous ne savons pas l'interpréter en terme théorique...

Enfin c'est comme cela, que je comprends les choses...

Cordialement,

Korzibsk

[invité576543]

Je ne pense pas que ce soit bien utile de discuter vocabulaire, à quoi associer le mot théorie, à quoi associer le mot modèle.

Si on évite ces mots : la RG est comparable à la QED, par exemple. La QED entre dans le cadre de la Physique Quantique, comme d'autres "trucs". La RG ne rentre pas dans ce cadre, ni dans aucun qu'on pourrait mettre en parallèle avec la Physique Quantique.

Cordialement,

[invite6754323456711]

Je ne pense pas que ce soit bien utile de discuter vocabulaire, à quoi associer le mot théorie, à quoi associer le mot modèle.

Il me semble qu'il y a une différence entre concept et vocabulaire. Maintenant la physique semble n'avoir nul besoin de ces concepts pour s'exprimer objectivement.

Patrick

[invite6eb1b431]

Je ne pense pas que ce soit bien utile de discuter vocabulaire, à quoi associer le mot théorie, à quoi associer le mot modèle.

Ben c'est quand même le sujet de la discussion, justement parceque Mariposa, a employer ces mots...dans un sens qui m'était étranger.

La QED est une théorie qui a son modèle non ?

L'électrodynamique quantique relativiste (QED en anglais) est une théorie physique ayant pour but de concilier l'électromagnétisme avec la mécanique quantique en utilisant un formalisme Lagrangien relativiste. Selon cette théorie, les charges électriques interagissent par échange de photons.

La RG ne rentre pas dans ce cadre, ni dans aucun qu'on pourrait mettre en parallèle avec la Physique Quantique

Ce n'est pas parceque la RG ne rentre pas dans ce cadre, qu'elle ne peut prétendre au statut de théorie et qu'on peut la réduire à un simple modèle mathématique.

Pour moi, la RG est beaucoup plus que cela, et à ouvert la voie à la théorie du Big Bang à envisager différent scénario , etc...

Le problème me semble plutôt être qu'il n'existe pas (encore )de théorie unifiant complètement RG et MQ.

Et qu'il n'existe pas de modèle pour une telle théorie.

Ni de vérification expérimentale.

Il manque par ailleurs l'accès à une phénoménologie qui permettrait de construire uns théorie, sur la base d'observables...

Cordialement,

Korzibsk

[invité576543]

Tu es juste en train de proposer le mot "théorie" à la place du mot "modèle" dans le texte de mariposa, pour le même concept.

Personnellement, je me fiche un peu du vocabulaire, ce sont les concepts qui m'intéressent. Les mots ne sont que conventions, et je m'adapte aux conventions.

Cordialement,

[invite6eb1b431]

Tu es juste en train de proposer le mot "théorie" à la place du mot "modèle" dans le texte de Mariposa, pour le même concept.

Personnellement, je me fiche un peu du vocabulaire, ce sont les concepts qui m'intéressent. Les mots ne sont que conventions, et je m'adapte aux conventions.

Cordialement,

Je comprends bien ton point de vue...Mais sachant qu'on a besoin de mots pour communiquer et se comprendre...

C'est bien de savoir quel sens conventionnel, donner aux mots qu'on emploie.

Je voulais juste savoir, si quelque-chose m'échappais dans son discours inversé...par rapport à mon référentiel...

@ +

Korzibsk

[invite6754323456711]

Je comprends bien ton point de vue...Mais sachant qu'on a besoin de mots pour communiquer et se comprendre...

C'est bien de savoir quel sens conventionnel, donner aux mots qu'on emploie.

Je voulais juste savoir, si quelque-chose m'échappais dans son discours inversé...par rapport à mon référentiel...

@ +

Korzibsk

http://fr.wikipedia.org/wiki/Physique_th%C3%A9orique

Patrick

[invite6eb1b431]

Bonsoir,

Tableau très intéressant, qui explicite un aspect important des théories scientifique : à savoir : Leur domaine d'application.

Par ailleurs le tableau montre qu'une même théorie peut avoir plusieurs modèles.

La théorie propose une conjecture, une "ontologie" ( Une affirmation au sujet de la réalité ), un modèle mathématique, et un champ d'application.

Exemple : Théorie des cordes :

Théorie : Le monde est constitué de cordes vibrantes.
Modèle mathématique : permet de faire des déductions, et des prévisions, des calculs, et donc de proposer des expériences permettant de vérifier la conjecture...
Le domaine d'application précise à quels objets s'applique la théorie.

Cordialement,

Korzibsk

[invité576543]

Tableau très intéressant

Bof. Plutôt fouillis et peu conceptuel.

Par ailleurs le tableau montre qu'une même théorie peut avoir plusieurs modèles.

Oui pour la seconde partie, mais je ne vois pas trop comment voir cela dans ledit tableau, qui ne parle pas de modèle, mais d'outils de modélisation...

Cordialement,