L'infiniment petit
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L'infiniment petit



  1. #1
    invite8b4f2c06

    L'infiniment petit


    ------

    Bonjour, je viens de faire une analyse philosophique concernant un paradoxe et j'aimerais que vous me disiez ce que vous en pensiez en tant que physicien, mathématiciens. C'est un peu long je vous préviens merci aux courageux qui prendront le temps de tout lire.

    J'aimerais écrire ici certaines de mes réflexions sur l'infini et ce qui m'y trouble sincèrement.
    Ma question de départ est : si l'on suppose que les nombres peuvent s'étendre infiniment, faisons simple pour commencer prenons l'ensemble des entiers naturels(1,2,3......) existe-il un nombre infini plus grand qu'un autre?
    A cette question je réponds non, car si il existe un nombre infini plus grand qu'un autre alors ce dernier sera forcément borné par ce premier tel que nombre2 < nombre1 et nombre2 serait alors fini puisque l'on pourra dire que le second est limité par le premier.
    Donc dans mon esprit, un nombre infini est un nombre tel qu'il n'en existe aucun de plus grand que lui même et un tel nombre n'existe pas car l'on pourra trouver toujours un nombre plus grand que lui. Il en résulte qu' un nombre infini est un objet mathématique imaginaire.

    Par exemple le nombre de chiffres après la virgule du nombre pi est une suite de chiffres infinie : 3,141 592 653 589 793...et si l'on devait afficher tous ces chiffres on n'y pourrait pas même si l'on avait le temps de l'âge de l'univers pour le faire.

    Autre exemple, on place sur une droite graduée les chiffres 0,1,2...10 à égale distances les uns des autres. On peut alors dire qu'il existera une infinité de points entre 0 et 1. En effet entre 0 et 1 existeront les point 0.5, 0.4, 0.002, 0.0000000009,...une infinité aussi bien que l'on pourrait passer tout l'âge de l'univers à donner la liste des points distincts contenus entre 0 et 1 sans jamais pouvoir tous les donner.

    Et je peux raisonner de façon similaire concernant les points se trouvant entre 1 et 2, il en existe une infinité.

    Or ma raison me dit que si je prend l'infinité des points contenue entre 0 et 1 et l'infinité de point contenue entre 1 et 2 et que j'additionne ces deux infinités j'obtiendrai l'infinité de nombres qui se trouvent entre 0 et 2 et cette infinité sera plus grand que les deux infinis précédents.

    Donc mes infinis [0,1] et [1,2] seront bornés par mon infini [0,2] puisque infini[0,1] < infini[0,2] et infini[1,2] < infini[0,2] et il y aura bien des infinis plus grands que d'autres.

    Et si il faut un temps éternel pour dénombrer les points entre [0,1], un temps éternel pour [1,2] et aussi un temps éternel pour [0,2] sans jamais en voir la fin, comment distinguer les 3 infinis et pourquoi ma raison me dit qu'il y a plus de nombres de points contenus entre [0,2] que entre [0,1] et [1,2]?


    Ce qui cloche dans mon raisonnement c'est de considérer que l'infinité de points sur une droite en terme mathématique est semblable à l'infinité de points sur une droite sur le plan physique. Je m'explique.

    Pour que l'infinité de points sur le plan physique soit vraie par exemple sur la droite entre 0 et 1 il faudrait supposer qu'il existe un point dans lequel l'on puisse mettre a l'intérieur de lui même un point plus petit et que dans ce dernier on puisse y mettre un point plus petit et ainsi à l'infini...Dans ce cas il serait alors possible de mettre une infinité de points sur une droite sur le plan physique puisque qu'il n y aurait pas de limite de petitesse à un point.

    Et c'est la que viens mon hypothèse. Je dis que cette infinité représentée mathématiquement n'est pas cohérente par rapport à la réalité à cause du paradoxe décrit dans mon premier message et que donc par conséquent la seule possibilité est qu'un point ne puisse pas être infiniment petit et qu'il existe à partir d'un moment un point dans lequel on ne puisse pas y mettre un autre point plus petit à l'intérieur ni quoi que ce soit d'autre de plus petit d'ailleurs. Ce serait en quelque sorte le point limite, la chose la plus petite que l'univers peut concevoir physiquement.

    En supposant cela, le paradoxe de la droite disparait car si la taille d'un point est finie alors il y a donc bien plus de points contenus entre 0 et 2 sur cette droite que entre 0 et 1 et il n y a pas une infinité de points entre 0 et 1 ni entre 0 et 2 sur cette droite.

    Cela montre que nôtre infiniment petit est fini mais aussi que l'on ne devrait pas avoir le droit d'utiliser mathématiquement dans l'ensemble des nombres réels un nombre inférieur à la taille de ce point fini "ultime" puisque ce point ne pourrait pas être représenté physiquement et donc qu'il serait irréel.

    Et ainsi les nombres qui appartiennent à l'ensemble R des nombres réels ne le seraient plus au dessous d'une certaine grandeur défini par cette plus petite grandeur ultime et qu'ainsi par exemple le nombre 3^-99 ne serait pas en fait un nombre réel mais un nombre imaginaire.

    -----

  2. #2
    phys4

    Re : L'infiniment petit

    Bonjour,
    Vous essayez de créer une théorie mathématique de l'infini.

    Beaucoup de mathématiciens ont essayé avant vous, et certains sont même parvenus à intégrer l'infini dans la théorie des nombres.

    http://www.lyc-dupuy.ac-clermont.fr/spip.php?article396

    Je vous souhaite beaucoup de patience et de courage pour aller plus loin qu'eux.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  3. #3
    rommelus

    Re : L'infiniment petit

    Bonjour,

    Citation Envoyé par phoenix_qui_dort Voir le message
    Pour que l'infinité de points sur le plan physique soit vraie par exemple sur la droite entre 0 et 1 il faudrait supposer qu'il existe un point dans lequel l'on puisse mettre a l'intérieur de lui même un point plus petit et que dans ce dernier on puisse y mettre un point plus petit et ainsi à l'infini...Dans ce cas il serait alors possible de mettre une infinité de points sur une droite sur le plan physique puisque qu'il n y aurait pas de limite de petitesse à un point.
    Heu...

    Citation Envoyé par phoenix_qui_dort Voir le message
    il faudrait supposer qu'il existe un point dans lequel l'on puisse mettre a l'intérieur de lui même un point plus petit
    Comment on met un point dans un autre en physique ou en mathématiques ? Comment est-ce qu'on compare la grosseur de deux point en physique ou en mathématiques ?

    Citation Envoyé par phoenix_qui_dort Voir le message
    la seule possibilité est qu'un point ne puisse pas être infiniment petit
    C'est quoi la dimension d'un point ?

    Citation Envoyé par phoenix_qui_dort Voir le message
    il existe à partir d'un moment un point dans lequel on ne puisse pas y mettre un autre point plus petit à l'intérieur
    Comment on met un point dans un autre ???

    Citation Envoyé par phoenix_qui_dort Voir le message
    Cela montre que nôtre infiniment petit est fini mais aussi que l'on ne devrait pas avoir le droit d'utiliser mathématiquement dans l'ensemble des nombres réels un nombre inférieur à la taille de ce point fini "ultime"
    C'est quoi l'ensemble des nombre réels ? la définition en mathématique n'est pas claire ? qu'est qui cloche ?

    Citation Envoyé par phoenix_qui_dort Voir le message
    le nombre 3^-99 ne serait pas en fait un nombre réel mais un nombre imaginaire.
    3^-99 c'est pour dire ?? c'est la solution de l'équation ??

    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou

  4. #4
    Chanur

    Re : L'infiniment petit

    Bonjour,

    Sur les infinis mathématique, voir les travaux de Georg Cantor :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Georg_Cantor ou http://serge.mehl.free.fr/chrono/Cantor.html, ...

    En gros, on peut envisager le cardinal d'un ensemble
    Pour un ensemble fini, le cardinal est le nombre d'éléments qu'il contient.
    Pour un ensemble infini, le cardinal n'est pas à proprement parler un nombre, mais on peut tout de même comparer le cardinal de deux ensembles :
    Si un ensemble A est inclu dans un ensemble B, le cardinal de A est plus petit que celui de B.
    Si on peut construire une bijection (correspondance terme à terme) entre deux ensembles, leurs cardinaux sont égaux.

    Et il ressort des résultats très amusants :
    Le cardinal de l'ensemble N des entiers naturels est égal à celui des entiers naturels pairs, et il est aussi égal au cardinal de NxN (ensemble des couples d'entiers), à celui de NxNxN, etc. ou à celui de l'ensemble des nombres rationnels (fractions entières).
    On l'appelle Aleph 0

    Le cardinal de l'ensemble R des nombres réels est strictement plus grand que celui des nombres entiers.
    Les cardinaux de RxR, RxRxR, etc. sont tous égaux à celui de R, à celui de C (nombres complexes) à celui de P(N) (ensemble des parties de N, ainsi qu'à celui de tout segment ouvert de R.
    On l'appelle Aleph 1 ou puissance du continu.
    (il y a notamment "autant de nombres" dans l'ensemble [0,1] que dans l'ensemble [0,2]. D'ailleurs il est évident de construire une bijection entre les deux : f(x) = 2x)

    Le cardinal de P(A) (ensemble des parties de A) est strictement supérieur au cardinal de A. Il existe donc une suite illimité de cardinaux infinis toujours plus grands.

    Et le plus beau (démontré par Gödel) : L'existence d'un ensemble dont le cardinal soit strictement supérieur à Aleph 0 et strictement inférieur à Aleph 1 est indémontrable !

    En résumé : http://villemin.gerard.free.fr/Wwwgv...e/Denombra.htm (je n'ai pas trouvé la démonstration de Gödel sur le sujet)

    Sinon, si tu veux jouer avec les infiniment petits, je te recommande l'analyse non standard : c'est très drôle.

    Cordialement,
    Dernière modification par Chanur ; 09/11/2011 à 23h54.
    Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement ; et les mots pour le dire arrivent aisément.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite4492c379

    Re : L'infiniment petit

    Hello,

    pour compléter les différentes réponses déjà données je rajouterai que l'on peut construire des infinis «un peu plus drôles» ; je te conseille la lecture de l'article décrivant la construction des nombres surréels par JH Conway sur wikipédia pour commencer.
    Tu y trouveras de quoi donner un sens à une expression «racine de l'infini moins un le tout sur 2». La traduction de l'introduction écrite par D. Knuth est dispo en Français. Ce papier décrit une façon ludique de se familiariser avec les nombres surréels.
    Tu y trouveras comment construire avec toute la rigueur mathématique nécessaire des objets qui peuvent être vus comme des infiniments grands ou des infiniments petits.

    Maintenant les grands et petits nombres ont-ils une réalité physique ?

    Est-ce que 1.000.000 (un million) a une réalité physique ?
    Non si tu parles de la vitesse en km/s d'un objet ayant une masse car (dans l'état actuel de nos connaissances) il existe une vitesse maximum de (j'arrondis) 300.000 km/s qu'un tel objet ne pourra atteindre.
    Oui si tu parles d'un montant en euro par exemple (2000 billets de 500 euros c'est pas si épais que ça )

    Est-ce que 0 a une réalité physique ?
    Non car 0K est une température qui ne peut être atteinte.
    Oui car 0 pomme est ce qu'il reste après avoir mangé toutes les pommes du panier à fruits.

    Est-ce que 2-120 a une réalité physique ?
    Oui si tu considères que c'est la probabilité de faire 120 fois de suite pile à pile ou face.
    Non si tu parles d'une distance exprimée en m car (dans l'état actuel de nos connaissances) la plus petite distance que nos théorie peuvent manipuler est de l'ordre 10-35 m.


    Les infinis ont-ils une réalité physique ?

    Je ne sais pas, mais je constate que certains domaines les utilisent avec succès (i.e. des théories physiques manipulent ce genre d'objets et possèdent un pouvoir prédictif très correct).

    Remarque: Il existe plusieurs approches mathématiques du sujet, je peux te conseiller de parcourir les articles Constructivisme, Philosophies des mathématiques, calculationnisme, ... en commençant par wikipédia, c'est le plus simple.

  7. #6
    invite8b4f2c06

    Re : L'infiniment petit

    Merci à vous pour les liens je vais m'atteler à étudier tout cela et j'ai déjà commencé.

    Mais pour en revenir a cette histoire de points sur une droite. Premièrement je me pose cette question, est ce exact de la part des mathématiques de considérer l'existence d'un point comme cela Wikipedia :" Le point, selon Euclide, est ce qui n'a aucune partie. On peut aussi dire plus simplement qu'un point ne désigne pas un objet mais un emplacement. Il n'a donc aucune dimension, longueur, largeur, épaisseur, volume ou aire. Sa seule caractéristique est sa position."
    Qu'est ce qui nous prouve qu'un tel objet existe dans la nature?. Sur quoi ce base les mathématiciens pour les utiliser dans leurs formules? Si non qu'est ce qui nous prouve que les démonstrations mathématiques démontrent bien des choses de nôtre univers si les axiomes de départ ne sont qu' hypothétiques.
    En effet, si le point est au sens mathématiquement sans dimension, il est possible d'en mettre une infinité sur un segment et il y en aura autant quelque soit la taille de ce segment. Et les mathématiques le démontrent bien mais dans "leur" système. Or pour moi c'est la qu'on nous trompe, car cela ne l'est pas forcément dans la nature car l'existence du point dans la nature au sens mathématique n'est que spéculation. A partir de la les théorèmes peuvent mettre en évidence toutes les bizarreries du monde dans leurs résultats mais pour moi si cela ne correspond pas à la réalité et si les axiomes de départs ne correspondent pas à la réalité alors les résultats non plus.

    Ma conviction profonde est qu'il y a exactement deux fois plus de points sur le segment de longueur 2l que sur le segment de longueur l et que les mathématiques n'ont pas le droit de postuler l'existence d'un point tel qu'ils le décrive, qui n'a peut être aucune réalité physique. Je pense qu'un point tel qu'il existe dans la nature est un élément fini(le plus petit élément possible) mais pas forcément sans dimension et que par conséquent le nombre de ces éléments sur une droite sera bien égal à l / taille_d'un_point tel que nôtre intuition nous le dit. Pour moi dire qu'il y a autant de points sur un segment de longueur l que dans un segment de longueur n * l est simplement vrai dans le système mathématique que les Hommes ont crée mais faux dans la nature.

  8. #7
    Superbenji

    Re : L'infiniment petit

    Salut,

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Si un ensemble A est inclu dans un ensemble B, le cardinal de A est plus petit que celui de B.
    Si on peut construire une bijection (correspondance terme à terme) entre deux ensembles, leurs cardinaux sont égaux.
    Attention, un ensemble A peut être inclus dans un ensemble B, et avoir tout deux même cardinal. C'est seulement lorsqu'il n'existe aucune bijection entre A et B que leurs cardinaux sont différents.

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Le cardinal de l'ensemble R des nombres réels est strictement plus grand que celui des nombres entiers.
    Les cardinaux de RxR, RxRxR, etc. sont tous égaux à celui de R, à celui de C (nombres complexes) à celui de P(N) (ensemble des parties de N, ainsi qu'à celui de tout segment ouvert de R.
    On l'appelle Aleph 1 ou puissance du continu.
    Le cardinal de R est égal à 2 puissance Aleph 0. C'est sous l'hypothèse du continu, qui pose que 2 puissance Aleph 0 = Aleph 1, que R est donc de cardinal Aleph 1. De manière plus général, l'hypothèse généralisée du continu nous donne 2 puissance Aleph n = Aleph n+1, pour tout ordinal n.

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Et le plus beau (démontré par Gödel) : L'existence d'un ensemble dont le cardinal soit strictement supérieur à Aleph 0 et strictement inférieur à Aleph 1 est indémontrable !
    Aleph 1 est le plus petit cardinal supérieur à Aleph 0, il ne peut donc exister de cardinal entre les deux, et si un cardinal Aleph n est strictement supérieur à Aleph 0, il est par définition même indénombrable. Tu confond ici avec un ensemble dont le cardinal est strictement supérieur à celui de N et strictement inférieur à celui de P(N), ce qui est le cas si on pose l'hypothèse du continu fausse.

    Voilà, bonne journée ^^

  9. #8
    GrisBleu

    Re : L'infiniment petit

    Bonjour
    Tu confonds maths et physique
    En mathématiques, à partir de postulat, des théories sont élaborées. Dont celle du cardinal.
    Après, la question de la possibilité de considérer des distances aussi petites que possible dans notre univers et une question encore ouverte (cf les cordes ou la LQG)
    Cdlt

  10. #9
    albanxiii
    Modérateur

    Re : L'infiniment petit

    Bonjour,

    Pour le point de vue mathématique, voir http://www.madore.org/~david/weblog/...011-09-18.1939 par exemple.

  11. #10
    Rachilou

    Re : L'infiniment petit

    Code PHP:
    Ce qui cloche dans mon raisonnement c'est de considérer que l'infinité de points sur une droite en terme mathématique est semblable à l'infinité de points sur une droite sur le plan physique. Je m'explique.

    Pour que l'infinité de points sur le plan physique soit vraie par exemple sur la droite entre 0 et 1 il faudrait supposer qu'il existe un point dans lequel l'on puisse mettre a l'intérieur de lui même un point plus petit et que dans ce dernier on puisse y mettre un point plus petit et ainsi à l'infini...Dans ce cas il serait alors possible de mettre une infinité de points sur une droite sur le plan physique puisque qu'il n y aurait pas de limite de petitesse à un point.

    Et c'est la que viens mon hypothèse. Je dis que cette infinité représentée mathématiquement n'est pas cohérente par rapport à la réalité à cause du paradoxe décrit dans mon premier message et que donc par conséquent la seule possibilité est qu'un point ne puisse pas être infiniment petit et qu'il existe à partir d'un moment un point dans lequel on ne puisse pas y mettre un autre point plus petit à l'intérieur ni quoi que ce soit d'autre de plus petit d'ailleursCe serait en quelque sorte le point limitela chose la plus petite que l'univers peut concevoir physiquement. 

    Bonjour,

    Je trouve que c 'est d'une grande ouverture d 'esprit et d'un grand courage que de s'attaquer à ces notions qui ne trouvent que leurs mesures mais pas d'explication.

    Je peux te donner un éléments d'informations de ma vision physique des choses qui pourront peut-être venir appuyer la discussion sur l'infini.

    Une droite réelle ( Espace réel) ne peut avoir un nombre infini de points. Pourquoi pas !
    On peut lui trouver une bonne raison. Le temps ... Si on devait traverser un espace (dans un déplacement linéaire) comprenant un nombre infini de points, on y arriverait jamais. Cela nécessiterait que l'on devrait passer par chacun des points de la droite au nombre infini. On y mettrait un temps infini, même à une vitesse infini. Et pourtant dans l'expérience quotidienne on se déplace en un temps donné limité!
    L'espace, le temps et la vitesse, seraient-ils comme l'énergie des "continuums" qui varieraient que de manière discontinue ?

  12. #11
    Chanur

    Re : L'infiniment petit

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Superbenji Voir le message
    Attention, un ensemble A peut être inclus dans un ensemble B, et avoir tout deux même cardinal. C'est seulement lorsqu'il n'existe aucune bijection entre A et B que leurs cardinaux sont différents.
    Oui. J'aurais du dire inférieur ou égal. Je m'en suis rendu compte trop tard pour pouvoir modifier mon message.
    Non seulement A peut être inclus dans B et qu'ils aient le même cardinal, mais si A est différent de B c'est même la définition d'un ensemble infini.

    Citation Envoyé par Superbenji Voir le message
    Le cardinal de R est égal à 2 puissance Aleph 0. C'est sous l'hypothèse du continu, qui pose que 2 puissance Aleph 0 = Aleph 1, que R est donc de cardinal Aleph 1. De manière plus général, l'hypothèse généralisée du continu nous donne 2 puissance Aleph n = Aleph n+1, pour tout ordinal n.


    Aleph 1 est le plus petit cardinal supérieur à Aleph 0, il ne peut donc exister de cardinal entre les deux, et si un cardinal Aleph n est strictement supérieur à Aleph 0, il est par définition même indénombrable. Tu confond ici avec un ensemble dont le cardinal est strictement supérieur à celui de N et strictement inférieur à celui de P(N), ce qui est le cas si on pose l'hypothèse du continu fausse.
    Oui. C'est juste une question de définition de Aleph 1. Je pensais qu'on posait par définition Aleph1 = 2 puissance Aleph 0 mais je me trompais. C'est toi qui as raison.
    Merci.
    Au revoir.
    Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement ; et les mots pour le dire arrivent aisément.

  13. #12
    Tryss

    Re : L'infiniment petit

    phoenix_qui_dort, je vois que tu parles beaucoup de réalité dans ton message...

    La réalité n'a pas de rapport avec les mathématiques, et les mathématiques ne décrivent pas des objets de notre univers physique. Même les nombres n'existent pas "en vrai" !

    Essaye de trouver un cercle dans l'univers physique, tu pourras toujours chercher, tu ne le trouvera pas (ne serrait-ce que parce qu'à l’échelle quantique les distances sont floues).

    On pourrait imaginer avoir des points avec une certaine taille, mais ça poserai d'autres problèmes (en particulier, avec une construction naïve, il y aurai des directions privilégiées dans l'espace)

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