Physique : science fondamentale ou virtuelle ?

[invite3f2dff78]

Salut à toutes et à tous,

À l'origine de mes interventions sur le forum, une interrogation au sujet de la formule E = hv de Planck. Celle-ci (interrogation) n'a toujours pas reçu de réponse satisfaisante. Pourtant ma question est, je le pense, on ne peut plus simple. Il s'agit d'interpréter l'énoncé de la multiplication E = hv qui est -depuis plus de cent ans- la formule-phare de la physique moderne.

Sachant d'une part que E expose la valeur de l'énergie du photon associé à la fréquence v. Et que d'autre part, l'opérateur h a une valeur invariable, cela signifie donc, que l'énergie E du photon devrait avoir une valeur égale au multiple de la fréquence v "étalée", -puisque v est donnée en cycles seconde- sur cette durée.

Peut-on espérer une démonstration plus cohérente de la formule E = hv ? et que signifie, d'après vous, la remarque de Einstein qui dit :

"Si quelqu'un vous dit qu'il sait ce que E = hv veut dire, dites lui que c'est un menteur"

Agel
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[invite8c514936]

Salut Agel,

Sachant d'une part que E expose la valeur de l'énergie du photon associé à la fréquence v. Et que d'autre part, l'opérateur h a une valeur invariable, cela signifie donc, que l'énergie E du photon devrait avoir une valeur égale au multiple de la fréquence v "étalée", -puisque v est donnée en cycles seconde- sur cette durée.

Que veux-tu dire par "étalée " ?

Peut-on espérer une démonstration plus cohérente de la formule E = hv ?

Pour que les choses soient claire, le paragraphe que tu as écris plus haut ne constitue pas une démonstration de E=hv...

Pour une démonstration véritable, il faut se plonger dans les aspects techniques de la physique quantique, et ce n'est pas vraiment l'endroit pour cela. Je peux t'indiquer la démarche qui mène à ce résultat :

1/ démarche théorique

On écrit les équations de la théorie classique du champ électromagnétique. On s'aperçoit alors que ce champ peut être décrit par une superposition d'oscillateurs indépendants, ayant des fréquences différentes. ça tombe bien, car on sait faire de la physique quantique avec de tels oscillateurs. Alors on le fait, et on tombe sur une théorie quantique des champs.

A ce stade, on s'aperçoit qu'il y a un état fondamental (d'énergie minimale), dans lequel il n'y a pas de champ électromagnétique, ainsi que des états d'énergie supérieure (correspondant à un champ non nul). Quand on analyse par exemple l'état correpondant à un champ de fréquence v, on s'aperçoit que les états excités ont des énergies qui sont exactement des multiples de hv. Chacune de ces excitations est appelée un photon, c'est la variation d'énergie minimale que peut subir ce champ (d'où le terme abusif de "grain de lumière" qu'on trouve parfois).

2/ démarche expérimentale

Quand on étudie expérimentalement l'interaction d'une onde électromagnétique avec la matière, on s'aperçoit que l'onde n'est absorbée ou émise que par paquets d'énergie E=hv... pas étonnant au vue de l'approche théorique qui précède !

[invite3f2dff78]

Salut deep_turtle,

"Que veux-tu dire par "étalée " ?"
Duré temporelle de la fréquence soit une seconde.

"Pour que les choses soient claire, le paragraphe que tu as écris plus haut ne constitue pas une démonstration de E=hv..."
Merci de me le dire. Mais crois-tu que s'il en était autrement, je serai sur le forum pour obtenir des éclairements à ce sujet ? Mais au fait, tu ne me dis toujours pas comment interpréter E = hv ?

Dans la "démarche théorique" tu décris le principe de la recherche effectuée sur les corps noirs par Planck il y a plus de cent ans, recherches qui lui ont permit la découverte de h. (son grain d'énergie) Tu précises, "qu'il y a un état fondamental (d'énergie minimale), dans lequel il n'y a pas de champ électromagnétique," Que ce que tu appelle "état fondamental (d'énergie minimale) et quelle est la valeur minimale que possède cette énergie ?

Et dans "démarche expérimentale" tu définis l'interaction de l'onde électromagnétique sur la matière comme elle l'a été il y a plus de cent ans. (C'est à dire, le paquet de grains d'énergie ainsi décrit par Planck lui-même) Donc, rien de nouveau… La théorie des quanta reste ce quelle a toujours été, à ce jour non démontrée. Et mois sur ma faim...

Agel

[invite8c514936]

Bon, on revient sur une discussion que nous avons déjà eu, dans les mêmes termes, il y a quelques mois...

Que veux-tu dire par "étalée "?

Duré temporelle de la fréquence soit une seconde.

Une fréquence n'a pas de durée temporelle. Une fréquence c'est un "nombre de trucs par unités de temps", pas une durée. L'inverse d'une fréquence, c'est un temps (l'intervalle de temps entre deux des trucs précédents...).

]Dans la "démarche théorique" tu décris le principe de la recherche effectuée sur les corps noirs par Planck il y a plus de cent ans

Pas du tout. Je te parle de théorie quantique des champs. Ca date de Dirac, fin des années 1920, début des années 1930. ET comme j'ai pris soin de te le préciser, c'est une vue d'ensemble que je te donne, je ne pense pas qu'un exposé technique sur la vision moderne qu'on a des théories des champs aurait sa place ici. Depuis 100 ans, on a compris beaucoup de choses sur la théorie des champs, la notion de renormalisation a débloqué quelques impasses, celle de brisure spontanée de symétrie a permis d'unifier l'interaction faible et l'électromagnétisme...

Que ce que tu appelle "état fondamental (d'énergie minimale) et quelle est la valeur minimale que possède cette énergie ?

Cette question n'a pas de sens en physique (tant qu'on ne fait pas de relativité générale), car les énergies sont toujours définies à des constantes additives près. La seule chose qu'on puisse mesurer, ce sont des différences d'énergie entre un niveau initial et un niveau final.

Et dans "démarche expérimentale" tu définis l'interaction de l'onde électromagnétique sur la matière comme elle l'a été il y a plus de cent ans.

Désolé, il se trouve que les photons ont décidé de ne pas changer de propriétés ces cent dernières années... Ceci dit, la compréhension des interactions matière-rayonnement ont beaucoup évolué depuis, à la fois du côté théorique et du côté expérimental.

La théorie des quanta reste ce quelle a toujours été, à ce jour non démontrée.

Sauf ton respect, Agel, ton problème semble être que tu refuses d'accepter de ne pas comprendre la théorie de s quanta. C'est une attitude très positive, à condition de l'accepter et de ne pas se dire "j'ai pas compris donc cette théorie n'est pas valable".

Tu refuses d'accepter la relation E=hv, et je ne sais que te dire de plus que ce que j'ai dit au-dessus : cette relation est très bien comprise du point de vue théorique, et sans cesse confirmée du point de vue expérimental... Que te faut-il de plus ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3f2dff78]

Une fréquence n'a pas de durée temporelle. Une fréquence c'est un "nombre de trucs par unités de temps", pas une durée. L'inverse d'une fréquence, c'est un temps (l'intervalle de temps entre deux des trucs précédents...).

Ton paragraphe me laisse perplexe !!!

Tu refuses d'accepter la relation E=hv, et je ne sais que te dire de plus que ce que j'ai dit au-dessus : cette relation est très bien comprise du point de vue théorique, et sans cesse confirmée du point de vue expérimental... Que te faut-il de plus ?

Que me faut il de plus ! Que l'on m'explique pourquoi une multiplication aussi élémentaire que E = hv ne peut pas être tout simplement démontrée.

Quelle réponse ferais tu à Einstein ?…

"Si quelqu'un vous dit qu'il sait ce que E = hv veut dire, dites lui que c'est un menteur"
Albert Einstein

[invite65d14129]

Salut Agel,

On écrit les équations de la théorie classique du champ électromagnétique. On s'aperçoit alors que ce champ peut être décrit par une superposition d'oscillateurs indépendants, ayant des fréquences différentes. ça tombe bien, car on sait faire de la physique quantique avec de tels oscillateurs. Alors on le fait, et on tombe sur une théorie quantique des champs.

... dont on déduit alors que E= h nu. Ok ok, mais en fait je crois que c'est plus subtil que ca, si on veut "expliquer" cette formule. Il y a certes plusieurs facon d'élaborer petit à petit la théorie quantique usuelle, et l'une d'elle consiste à supposer vraie la "dualité onde-corpuscule" qui se traduit algébriquement par le postulat que p=hk et E = hv.
On élabore alos tout le reste... et voilà qu'on sait faire de la physique quantique.
On va donc maintenant quantifier le champ EM, et oh! surprise, on retrouve E=hv... Heureuseument encore, puisqu'en vérité on l'a mis depuis le début!

La question d'Agel n'est pas si simple, et loin de moi l'envie de faire un roman sur le pourquoi de la mécanique quantique (un jour peut etre mais pas ce soir!!)


A+

[invite7fb56a46]

d'elle consiste à supposer vraie la "dualité onde-corpuscule" qui se traduit algébriquement par le postulat que p=hk et E = hv.

Si c'est un postulat y a plus rien à démontrer (faut juste que le système qui se base sur ce postulat corresponde a l'expérience). C'est un peu facile mais vrai.

[invitea3fc981a]

Ton paragraphe me laisse perplexe !!!

C'est pourtant tout à fait vrai, c'est ainsi que sont liées fréquence et temps en physique

Que me faut il de plus ! Que l'on m'explique pourquoi une multiplication aussi élémentaire que E = hv ne peut pas être tout simplement démontrée.

Heu... Je crois que tu fais fausse route en essayant de "démontrer" des choses en physique. Toutes les formules, même si elles sont liées mathématiquement, passent par des calculs compliqués et engendrent des résultats mathématiques qu'il faut interpréter, ont toujours pour base l'expérience. C'est en cela que l'on dit que la physique est une science expérimentale : rien ne sert de démontrer une formule, d'en établir des bases mathématiques "exactes", d'en faire une science pure, si on ne peut pas en rattacher les résultats à l'expérience...

Si tu te poses la question pour la formule de Planck, tu peux aussi la poser pour beaucoup de postulats en physique... Pourquoi se permet-on de faire de tels postulats ? Parce qu'on bâtit dessus des théories qui donnent de bons résultats... des résultats vérifiés et revérifiés par l'expérience. Toute la démarche de la physique se justifie a posteriori, quand on confronte les résultats théoriques avec la pratique.

Quelle réponse ferais tu à Einstein ?…

"Si quelqu'un vous dit qu'il sait ce que E = hv veut dire, dites lui que c'est un menteur"
Albert Einstein

Je dirais qu'Einstein disait ça dans le cadre de l'époque aussi... Il a toujours eu du mal à accepter la nature de la physique quantique, et quand des théories aussi fondamentales et générales sont en train de se mettre en place je conçois qu'on ait du mal à en appréhender les tenants et aboutissants. Mais depuis les physiciens ont fait beaucoup de progrès dans leur interprétation de cette théorie, et avec le recul on "comprend" mieux ce que signifie E=hv

[invite65d14129]

Si c'est un postulat y a plus rien à démontrer (faut juste que le système qui se base sur ce postulat corresponde a l'expérience). C'est un peu facile mais vrai.

oui c'est pour ca que j'ai tenu a le souligner!! A noter cependant que la quantification canonique des champs utilise essentiellement la règle "empirique" des passer des crochets de Poisson au crochets de Lie dans un espace d'opérateurs, et qu'on ne voit plus trop où est caché là dedans la dualité onde-corpuscule... je dois etre fatigué.... euh... help! ou bien est-ce dans l'eq de Schrodinger? ah oui c'est ca! bon j'arrete, je vais dormir!

De toute façon il ne faut pas se leurrer, on démontre très peu de choses. Par contre on peut essayer de comprendre voire d'expliquer. (même là tout n'est pas si simple : désolé de m'étaler, mais j'ai envie de vous le citer : "Il y a bien un moment où il faut passer de l'explication à la simple description" L.Wittgenstein). C'est bien sur complètement déprimant.

jp

[invite7fb56a46]

A noter cependant que la quantification canonique des champs utilise essentiellement la règle "empirique" des passer des crochets de Poisson au crochets de Lie dans un espace d'opérateurs, et qu'on ne voit plus trop où est caché là dedans la dualité onde-corpuscule

Je te croit sur parole!! C'est plus de mon niveau (math sup) donc euh...

[chaverondier]

Toute la démarche de la physique se justifie a posteriori, quand on confronte les résultats théoriques avec la pratique.

C'est un point de vue que je ne partage pas. J'aurais plutôt tendance à dire que toute démarche physique doit

* s'efforcer de se justifier a priori (par recours à des principes physiques auquel on croit tirés de l'observation de certaines régularités et/ou de certaines analogies : démarche inductive)

* être vérifiée a posteriori par confrontation de ses prédictions aux résultats expérimentaux (prédictions obtenues par déduction en partant des postulats tirés de l'étape précédente : démarche déductive)

Parfois, il faut s'accrocher un bon moment aux principes que l'on pense être les bons car le résultat ne tombe pas tout cuit.

Je trouve que dans certains ouvrages, la présentation de la physique est trop exclusivement déductive. On met en place de superbes axiomes et des concepts mathématiques d'une élégance à toute épreuve mais qui tombent du ciel. On en déduit par une démarche déductive d'une grande pureté et d'une grande rigueur mathématique des résultats excellents (sauf un tout petit truc, là qui coince qui nous rappelle qu'on fait de la physique et pas que des maths). On dit alors que l'ensemble des postulats et concepts qui fondent la théorie est justifié par l'accord des prédictions avec les résultats expérimentaux. La signification physique de ces postulats ? L'interprétation physique de ces concepts ? Quand on ne la trouve pas on catalogue cette question dans la rubrique des questions métaphysiques comme cela on a une excuse pour ne pas chercher à y répondre. Cette question n'a pas de sens en dehors de la validité des prédictions que ces postulats permettent d'obtenir (ces raisins sont trop verts...).

Pour moi, quand on procède ainsi, c'est un peu comme si on construisait une maison, magnifique en mettant dessus un échaffaudage (la démarche inductive) qui nous a permis de poser une à une les pierres qui forment la maison. Quand on a fini, on enlève cet horrible échaffaudage. Il est moche et donc on ne laisse en place que la belle construction, sans aucune ouverture, sans aucune marche, sans aucune imperfection, sans aucune trace des questions, des hésitations, des erreurs qui ont permis de la construire, sans rien sur lequel s'appuyer en dehors de la belle construction elle-même. Elle est devenue superbe, manifique, définitive, indestructible...

...et on n'a plus aucun des éléments qui permettent de comprendre comment on en est arrivé à ce résultat. Si on se trouve confronté à un fait nouveau qui ne colle pas, plus moyen de voir comment modifier les postulats et reconstruire la théorie en tenant compte de ce fait nouveau sans être obligé de tout refaire. Il faut tout recommencer, car on a enlevé toute trace de la démarche de réflexion physique inductive qui avait permis de choisir les postulats qui la fondent.

Pour ma part, je crois que la physique a deux versants

un versant inductif qui part de l'observation pour aller jusque vers la découverte des bons postulats et vers une formalisation mathématique progressive en passant par des étapes moins pures, des approximations, des brouillons, des essais infructueux...etc. Cette démarche inductive sert à trouver

Un versant déductif, qui part des postulats (obtenus par induction). On vérifie alors avec toute la rigueur requise qu'ils conduisent aux bonnes prédictions. Cette démarche déductive sert à vérifier.

Oublier le versant inductif de la physique, s'est s'efforcer de marcher seulement avec la jambe droite sous le prétexte que c'est celle avec laquelle on marque des buts.

Bernard Chaverondier

[mtheory]

C'est un point de vue que je ne partage pas.

......

Oublier le versant inductif de la physique, s'est s'efforcer de marcher seulement avec la jambe droite sous le prétexte que c'est celle avec laquelle on marque des buts.

Bernard Chaverondier

Je suis assez d'accord avec toutes vos réflexions.C'est proche de l'épistèmologie d'Einstein si je ne me trompe.

[invitec913303f]

Bonjour, je suis entièrement d’accord avec Bernard Chaverondier lorsqu’il cite justement:

Pour moi, quand on procède ainsi, c'est un peu comme si on construisait une maison, magnifique en mettant dessus un échaffaudage (la démarche inductive) qui nous a permis de poser une à une les pierres qui forment la maison. Quand on a fini, on enlève cet horrible échaffaudage. Il est moche et donc on ne laisse en place que la belle construction, sans aucune ouverture, sans aucune marche, sans aucune imperfection, sans aucune trace des questions, des hésitations, des erreurs qui ont permis de la construire, sans rien sur lequel s'appuyer en dehors de la belle construction elle-même. Elle est devenue superbe, manifique, définitive, indestructible...

...et on n'a plus aucun des éléments qui permettent de comprendre comment on en est arrivé à ce résultat. Si on se trouve confronté à un fait nouveau qui ne colle pas, plus moyen de voir comment modifier les postulats et reconstruire la théorie en tenant compte de ce fait nouveau sans être obligé de tout refaire. Il faut tout recommencer, car on a enlevé toute trace de la démarche de réflexion physique inductive qui avait permis de choisir les postulats qui la fondent.

En effet, cela ne me semble pas très sage et non rigoureux. Il est très important je pense effectivement de pouvoir savoir ce que l’on fait lorsque l’on fait de la physique. De plus pour les étudiants et chercheurs quoi souhaitent approfondir certains points, c’est impératif de savoir à 100% ce que l’on fait. De plus comme l’a dit Bernard Chaverondier, lors de nouvelle observation, si l’on souhaite pouvoir faire les choses proprement, il est fondamental de pouvoir réintégrer à certains points.

Bien amicalement à tous.
Flo

[invitea3fc981a]

C'est un point de vue que je ne partage pas.

C'est tout à fait ton droit, et je suis d'accord avec la démarche que tu proposes ; seulement quand tu dis :

toute démarche physique doit s'efforcer de se justifier a priori (par recours à des principes physiques auquel on croit tirés de l'observation de certaines régularités et/ou de certaines analogies : démarche inductive)

d'une part ça fait un peu serpent qui se mord la queue (la démarche physique se justifie par recours à des principes physiques...), et d'autre part je voulais bien entendu parler de ce sur quoi on bâtit les théories, à savoir ce que tu appelles ici "les principes physiques", à savoir les postulats de base et compagnie. On n'y "croit" pas comme tu le dis, mais leur existence est bien justifiée a posteriori, quand on vérifie par l'expérience que les théories que l'on a construites dessus collent à l'expérience.

Pour reprendre l'analogie de la maison, on part en supposant que les fondations sont construites et solides (on postule qu'elles le sont), on construit notre édifice dessus, et tant que l'édifice tient cela nous conforte dans l'idée que les fondations sont effectivement solides.

Et les postulats ne sont pas posés par observation... Mais bien souvent pour des raisons mathématiques ou pratiques. Ainsi en va-t-il des postulats vraiment fondamentaux, genre "les lois de la physique sont les mêmes partout dans l'Univers" (on ne l'a jamais vérifié, mais tant qu'on n'a pas observé le contraire on continue de le postuler), ou des postulats sur lesquels on base une théorie, comme ceux de la physique quantique (pourquoi introduire des notions comme les observables, des opérateurs, des fonctions d'onde, bref des objets mathématiques, on n'en a jamais observé ; ce n'est qu'une façon de représenter les choses qu'on a choisie plus ou moins arbitrairement après tout)...

Mais bon c'est du pinaillage tout ça je pense que sur le fond nous sommes globalement d'accord sur le sujet proposé ici : les postulats ne se démontrent pas...

[invitec913303f]

Citation: "ou des postulats sur lesquels on base une théorie, comme ceux de la physique quantique (pourquoi introduire des notions comme les observables, des opérateurs, des fonctions d'onde, bref des objets mathématiques, on n'en a jamais observé" Heu, là tu exager non? L'expérience permet de le mettre en évidence.
Salut a toi.
Bien amicalement
Flo

[invite7fb56a46]

En plus de permettre de construire un système compatible avec les observations/expériences les postulats ne doivent-ils pas être cohérent entre eux (système consistant)? J'ai du mal à imaginer le contraire! Question lié: Peut-on axiomatiser la physique?

[mtheory]

En plus de permettre de construire un système compatible avec les observations/expériences les postulats ne doivent-ils pas être cohérent entre eux (système consistant)? J'ai du mal à imaginer le contraire! Question lié: Peut-on axiomatiser la physique?

Il y a eut des tentatives il y a 80 ans environ par Hilbert.
Je crois que d'autres tentatives par des gens du cercle de Vienne ont été faites.
Sinon il y a la théorie axiomatique des champs quantiques,des théories axiomatiques de la RG,MQ,mécanique statistique aussi je crois.
De la totalité de la physique et bien non puisque nous n'avons toujours pas de TOE

[glevesque]

Salut à tous

Le problème dans tous sa, c'est que nos différentes modèlisations de la physique et de l'Univers ne sont que des modèles du monde. Un modèle veut représenter un certains cumulte de données observationnelle de la nature qui nous entoure, une forme interprétative de la réalité la plus complète et le plus fidèle possible, mais non définitive dans le temps. Un modèle est donc une représentation la plus fidèle possible de notre réalité, mais n'est pas du même cout cette même réalité. En tout temps les différents schémas de pensée de l'homme ont vouluent imposées leurs différentes conception idéalogoque ou scientifique du monde et il est là justement le problème. Il faut admètre tout simplement qu'il s'agit d'une représentation de la réalité physique et mathématique des choses qui nous entoure, mais c'est modèles ne sont pas en même temps le fruit de cette réalité, elles en découle tout simplement mais ne l'est pas complètement. Soyons donc humblent dans nos différentes forme d'affirmation, car rien n'est définitivement absolut à travers l'Univers....

La science est une forme de croyance, mais ne devrait pas être prit comme une nouvelle forme de religion, limitant réflexion, conception, immagination et de toutes autres formes d'interprétation logique et cohérentes sur la nature et le comportement des choses de la nature. La science est le chemin de la connaissence et pas du vodou, de culte ou de dogmatisme de toute sorte......(J'y vais peut-être un peut fort là, bon je m'exprime !!!!)

A++

[invitedcacff25]

Bonsoir Glevesque,

J'adhère tout à fait à cette façon de voir les choses.
Lorsque l'on dit qu'on décrit un modèle de la réalité, tout est possible car on peut changer de modèle, sans être en contradiction avec les observations, la logique... Alors que si on dit décrire la réalité, on est bloqué, car modifier la description équivaut quelque part à modifier la réalité, ce qui pose quelques problèmes (à moins de se prendre pour Dieu, mais bon...)

Amicalement.

[invitea3fc981a]

Citation: "ou des postulats sur lesquels on base une théorie, comme ceux de la physique quantique (pourquoi introduire des notions comme les observables, des opérateurs, des fonctions d'onde, bref des objets mathématiques, on n'en a jamais observé" Heu, là tu exager non? L'expérience permet de le mettre en évidence.
Salut a toi.
Bien amicalement
Flo

L'expérience ne permet pas d'observer tous ces êtres mathématiques directement, qui sont issus uniquement des postulats de la mécanique quantique. L'expérience ne les traite qu'indirectement, à travers la norme au carré de la fonction d'onde, l'action d'un opérateur sur une observable... C'est l'interprétation mathématique des choses que donne la physique quantique, et comme je le dis, l'existence de ces objets mathématiques n'est pas justifiée a priori, mais bien a posteriori, parce que la théorie donne des résultats en concordance avec l'expérience.

[invite7fb56a46]

Peut-on axiomatiser la physique?

Je reformule : doit-on axiomatiser la physique (je dit la physique et pas la nature je suis d'accord sur le fait que la physique est un modèle de la nature/vérité et pas la nature/vérité elle même, pour le reste je pense que glevesque y va effectivement un peu (un peu?) fort).

[mtheory]

Je reformule : doit-on axiomatiser la physique (je dit la physique et pas la nature je suis d'accord sur le fait que la physique est un modèle de la nature/vérité et pas la nature/vérité elle même, pour le reste je pense que glevesque y va effectivement un peu (un peu?) fort).

Je crois qu'il est interressant que certaines personnes s'occupent de le faire mais aucunes des grandes avancées de la physique moderne ne découlent d'une démarche axiomatique en physique donc...

[invitea3fc981a]

Salut Glevesque,

je ne suis partiellement d'accord avec toi, notemment sur le fait que la science (et en particulier la physique) 'est qu'une représentation humaine des choses ; les théories que nous bâtissons sont empreintes des imperfections de notre cerveau, parce que nous construisons avant tout des théories que nous sommes capables de comprendre, ou au moins de manipuler. En cela, l'Homme n'arrivera jamais à une "théorie ultime" ou "vraie", et ce n'est d'ailleurs pas là le but : nous cherchons juste à faire des prédictions fiables sur des systèmes. Après, que nos théories soient ultimes, et qu'une "théorie vraie" existe ou non d'ailleurs, on s'en tamponne tant qu'on obtient de bons résultats avec nos moyens.

En revanche je ne suis pas d'accord quand tu dis :

La science est une forme de croyance...

La science n'est pas croyance... C'est là que se fait un amalgamme que je n'aime pas beaucoup : l'idée qui consiste à dire que la science croit en ses théories, en ses appareils de mesure, en ses postulats etc. est à mon sens complètement fausse, et revient à dénier la réalité.

La seule chose en laquelle on croit à la rigueur (qui pourrait être pris comme "postulat le plus fondamental"), c'est que ce monde constitue une réalité que l'on peut comprendre et modéliser ; et aussi que l'on peut le faire à travers nos sens (en prenant garde à ne pas se faire abuser par eux, je pense notemment aux effets d'optique), et par extension à travers nos appareils de mesure. Faut-il considérer cela comme une croyance ? Je pense plutôt qu'il faut voir ça, dans le pur point de vue scientifique, comme un postulat : on considère que c'est vrai tant qu'on obteint des résultats satisfaisants, et qu'on n'observe rien de contraire...

La base de la réflexion scientifique est justement de ne croire en rien ; chaque postulat doit être posé par nécessité (et fournir de bons résultats), chaque théorie vérifiée par l'expérience... Non, sincèrement, je ne crois pas qu'il y ait de place pour la croyance en sciences !

Cela dit j'admets que les scientifiques peuvent parfois croire en leurs théories ou en d'autres choses, mais c'est un problème tout autre... Dans ces cas-là ce qu'ils font n'est plus de la science.

[chaverondier]

Ca fait un peu serpent qui se mord la queue (la démarche physique se justifie par recours à des principes physiques...)

J'aurais plutôt tendance à dire que ça fait édifice qui repose sur ses pieds plutôt que serpent qui se mord la queue, mais bien sûr c'est une question de croyance scientifique que l'on peut partager ou pas.

D'autre part je voulais bien entendu parler de ce sur quoi on bâtit les théories, à savoir ce que tu appelles ici "les principes physiques", à savoir les postulats de base et compagnie. On n'y "croit" pas comme tu le dis

C'est ton avis. Ce n'est pas le mien. La croyance scientifique dans l'existence de lois physiques régissant les phénomènes, la croyance scientifique dans le fait que les effets ont des causes ont été des moteurs extrêmement efficaces nous poussant à découvir les lois qui régissent la physique, les causes qui engendrent tel ou tel effet, le dénominateur commun à telle ou telle corrélation (comme les corrélations régies par les lois de l'hérédité par exemple etc, etc...) et à persevérer face à des explications un peu approximatives comme le dragon qui avale le soleil tous les matins et le recrache tous les soirs, la nature qui a horreur du vide ou encore l'hypothèse de la germination spontanée combattue par Pasteur peu enclin à accepter cette hypothèse entrant en conflit avec ses croyances scientifiques.

mais leur existence est bien justifiée a posteriori, quand on vérifie par l'expérience que les théories que l'on a construites dessus collent à l'expérience.

Là encore je ne suis pas d'accord. Les postulats ne se justifient pas par leurs conséquences, ils se vérifient (a posteriori) par leurs conséquences mais se justifient et ce (a prirori) par les raisons physiques qui suggèrent de les envisager par analogie avec des situations présentant de fortes similarités, par intuition, par observation de telle ou telle régularité.

A mon sens, le postulat c'est l'aboutissement d'une recherche inductive souvent laborieuse et malheureusement insuffisamment mise en valeur alors qu'elle est fondamentale d'après moi. C'est la démarche inductive, essentielle à toute approche physique de phénomènes nouveaux sortant des cadres connus, qui justifie le fait d'envisager de choisir ou modifier tel ou tel postulat (sans que l'on soit sûr que ça va marcher même si on a une justification que l'on croit physiquement sérieuse d'envisager ce nouveau choix). Chacun son job : l'induction pour trouver et justifier, la déduction et la confrontation à l'expérience pour vérifier et valider. Chaque outil est utile dans son domaine de compétence (quelque soit l'efficacité du marteau pour enfoncer un clou, le tournevis est cependant mieux pour visser une vis).

On a tendance à l'ignorer justement parce, emporté par notre élan sur le terrain solide de théories qui ont eu des succès extraordinaires, on tend à oublier que rien n'est définitivement acquis en sciences physiques et que toute l'approche physique consiste d'abord à deviner les bons postulats avant de chercher à en déduire des tas de choses pour vérifier qu'ils conduisent à une théorie cohérente mathématiquement et performante du point de vue de ses prédictions.

Pour reprendre l'analogie de la maison, on part en supposant que les fondations sont construites et solides (on postule qu'elles le sont), on construit notre édifice dessus, et tant que l'édifice tient cela nous conforte dans l'idée que les fondations sont effectivement solides.

Quand on est dans cette étape là, c'est que la moitié du chemin a déjà été parcourue : celle qui consiste à creuser les fondations (deviner les postulats) et à s'assurer qu'elles sont solides pour des raisons qui ne peuvent tenir à la confrontation de prédictions à l'expérience car ces prédictions n'existent pas encore (la construction de la théorie venant après celle de ses fondations). Pour moi, la majeure partie de ce que je considère être de la physique (du moins du point de vue de la recherche) consiste à arriver au point d'où tu pars.

Et les postulats ne sont pas posés par observation... Mais bien souvent pour des raisons mathématiques ou pratiques.

Pas d'accord. Un postulat peut être posé pour des raisons mathématiques en mathématiques pas en physique. Le choix pourra prendre une forme mathématique très élaborée, il n'en reflètera pas moins une réalité physique qu'il faut d'abord deviner pour pouvoir plaquer dessus le formalisme qui représente ce que l'on croit qu'elle est.

Ainsi en va-t-il des postulats vraiment fondamentaux, genre "les lois de la physique sont les mêmes partout dans l'Univers" (on ne l'a jamais vérifié, mais tant qu'on n'a pas observé le contraire on continue de le postuler)

et là, il s'agit bien de physique effectivement. On part de ce que l'on a observé, l'existence de certaines régularités, de certaines lois que l'on a constatées par observation telles que la relativité de la position spatiale ou temporelle, la relativité de l'orientation spatiale et la relativité du mouvement, telles que le fait que les mêmes causes engendrent les mêmes effets etc, etc...

Mais bon c'est du pinaillage tout ça je pense que sur le fond nous sommes globalement d'accord sur le sujet proposé ici : les postulats ne se démontrent pas...

Que les postulats ne se démontrent pas au sens mathématique, bien sûr puisqu'ils sont le point de départ de la démarche déductive. Par contre, je ne pense pas que notre désaccord soit superficiel. Il est important. Pour moi, un postulat physique doit, autant que faire se peut, se justifier a priori avant de se lancer à corps perdu dans des calculs extrêmement élaborés (ou alors, il faut essayer de "reboucler" et retomber le plus vite et le plus souvent possible sur la possibilité d'interpréter physiquement tout ce que l'on trouve en partant de ces postulats pour mieux cerner ce qu'ils signifient si leur forme mathématique trop abstraite tend à masquer leur signification physique). Pour moi, c'est l'approche physique qui doit guider le choix de ces postulats et les justifier.

Bernard Chaverondier

[invite7fb56a46]

Je crois qu'il est intéressant que certaines personnes s'occupent de le faire mais aucunes des grandes avancées de la physique moderne ne découlent d'une démarche axiomatique en physique donc...

Donc... pas vraiment. Ce qui est inefficace est inutile, non? Mais intellectuellement parlant ça serait satisfaisant (c’est mon petit coté matheux qui s'exprime lol)

[mtheory]

Donc... pas vraiment. Ce qui est inefficace est inutile, non? Mais intellectuellement parlant ça serait satisfaisant (c’est mon petit coté matheux qui s'exprime lol)

Je te rassure j'ai le même sentiment

[invite143758ee]

A mon sens, le postulat c'est l'aboutissement d'une recherche inductive souvent laborieuse et malheureusement insuffisamment mise en valeur alors qu'elle est fondamentale d'après moi. C'est la démarche inductive, essentielle à toute approche physique de phénomènes nouveaux sortant des cadres connus, qui justifie le fait d'envisager de choisir ou modifier tel ou tel postulat (sans que l'on soit sûr que ça va marcher même si on a une justification que l'on croit physiquement sérieuse d'envisager ce nouveau choix). Chacun son job : l'induction pour trouver et justifier, la déduction et la confrontation à l'expérience pour vérifier et valider.

ça reprend une discussion de feynman( la nature de la physique) et le lien entre physique et maths, très stimulant comme texte.

[invitea3fc981a]

La croyance scientifique dans l'existence de lois physiques régissant les phénomènes, la croyance scientifique dans le fait que les effets ont des causes ont été des moteurs extrêmement efficaces nous poussant à découvir les lois qui régissent la physique, les causes qui engendrent tel ou tel effet...

Il me semble plutôt que ces principes sont des postulats, et non des croyances. Sans doute certains scientifiques (pour ne pas dire beaucoup) ont-ils été motivés par une explication rationnelle, en cela on peut dire qu'ils "croyaient" en la science, mais ces principes (causalité, homogénéité des lois physiques etc.) restent ancrées dans la démanrche scientifique comme des postulats, pas comme des croyances.

Mais peut-être y a-t-il confusion dans la définition de "croyance" ; pour moi il s'agit d'un dogme propre à chaque individu, on choisit de croire ou ne pas croire en telle ou telle chose. Or, ce n'est manifestement pas le cas ici, on ne choisit pas de croire ou de ne pas croire en la tangibilité de ce monde. Comme l'a dit Descartes, "je pense donc je suis", mais ce n'est pas la seule vérité absolue, il y en a une autre que je ne peux renier : je reçois, je capte des informations, et je ne peux faire abstraction à ce monde, il s'impose à moi à travers tous mes sens ; et même si ces derniers sont parfois trompeurs, ils sont les seuls moyens dont je dispose pour tenter de le comprendre. C'est ce qu'essaye précisément de faire la science, c'est en cela que je dis qu'il n'y a pas de place pour la croyance dans la démarche scientifique (même si cela n'empêchera évidemment jamais les Hommes de croire en quelque chose...)

Là encore je ne suis pas d'accord. Les postulats ne se justifient pas par leurs conséquences, ils se vérifient (a posteriori) par leurs conséquences mais se justifient et ce (a prirori) par les raisons physiques qui suggèrent de les envisager par analogie avec des situations présentant de fortes similarités, par intuition, par observation de telle ou telle régularité.

Evidemment, l'intuition du physicien le guide vers des formes plus ou moins connues pour élaborer ses postulats ; les postulats ne sont pas bâtis à partir de rien, il faut bien un point de départ qui le justifie, je suis d'acord.

Ce que je voulais simplement montrer, c'est d'une part qu'ils ne sont pas démontrables mathématiquement, je pense que nous sommes d'accord sur ce point ; et d'autre part qu'aucune démarche "absolue", rigoureuse, ne peut mener à ces postulats : ils sont choisis par commodité, parce qu'ils correspondent à une vision que le physicien préssent, et sont nécessaire comme point de départ à une théorie.

J'imagine que tu connais les postulats de la physique quantique : comment justifier l'équation de Schrödinger ? Pourquoi choisir de représenter la Nature avec des fonctions d'onde, des observables ? La mécanique quantique s'est essentiellement construit autour d'objets mathématiques comme l'hamiltonien, par analogie directe avec la mécanique "classique", celle de Newton et de Hamilton. Qu'est-ce qui justifie cette démarche a priori ? Pourquoi n'a-t-on pas choisi une autre représentation, une toute nouvelle ?

Il en va de même de la démarche d'Einstein, qui a fait confiance aux travaux de Maxwell sur l'électromagnétisme, pour postuler que c était une vitesse limite, et bâtir sa théorie de la relativité dessus (bon pas que sur ça évidemment.....). Mais a priori, à l'époque, rien ne justifiait le fait de considérer la lumière comme allant à la même vitesse dans tous les référentiels ; rien ne justifiait le fait d'abandonner l'idée de référentiel absolu...

Bref tout ça pour dire que le posage des postulats (sisi ça se dit, "posage" ) est une démarche qui relève du scientifique, de son intuition, de sa vision des choses, de ce qu'il a l'habitude de manipuler. Il ne s'agit pas au départ d'une construction rigoureuse, elle ne s'imbrique dans la démarche scientifique que par la confrontation à l'expérience, c'est du moins mon avis.

[invite143758ee]

bonjour, une petite parenthèse concernant descartes...(personnellement, je n'aime pas le citer car

Comme l'a dit Descartes, "je pense donc je suis",

équivaut à ," si je ne suis pas alors je ne pense pas",
qui ne nous apporte rien de plus que "je ne suis pas donc je ne pue pas"...quand on n'est pas, alors on ne peut pas faire grand chose à mon avis...
voilà, c'était ma petite remarque...

[invite3f2dff78]

Salut à toutes et à tous,

Je voudrai vous exprimer mes remerciements pour la qualité du débat que vous avez su instaurer. Avec une mention spéciale à Bernard Chaverondier pour la qualité pédagogique de ses interventions, et la pertinence -c'est mon avis- de son analyse. Approfondir ce débat sous tous ses aspects ne peut être qu'enrichissant pour tous en général et pour le profane que je suis en particulier.

Le but de cette discussion n'est pas de remettre en causse quelles théories que soit, mais simplement par une approche scientifique, (dont vous en êtes les acteurs) d'essayer de toujours mieux cerner, et donc mieux interpréter la progression des connaissances humaines.

Si vous voulez combattre les charlatans et autres maîtres chanteurs des sciences parallèles, gardez-vous de pratiquer leurs méthodes, Si vous ne parvenez pas à démontrer telle expression ou telle fonction, c'est que celle(s)-ci est ou sont probablement mal posée(s) voire fausse(s). Vouloir l'ignoré, c'est implicitement accepter et cautionner les pratiques des gourous.

Agel