Archives pour la catégorie Livres

La pomme et l’atome : 12 histoires de physique contemporaine



Vous êtes avide de vulgarisation scientifique, de mécanique quantique, de physique contemporaine en général ? Alors ce livre est fait pour vous avec 21€ chez Odile Jacob! Sébastien Balibar, physicien directeur de recherche au CNRS à Normale Sup aborde divers sujets (12 histoires) de la physique de nos jours avec humour et lucidité. Je pense que son but était en partie de faire découvrir au citoyen lambda ce qu’est la physique moderne car elle est mal connue des personnes « normales ». En effet, demandez à quelqu’un dans la rue : « quel est le travail d’un chercheur en physique fondamentale ? » A mon avis il ne saura pas vous répondre grand chose à part : « des calculs ? ». Pour accrocher les gens, Sébastien Balibar part souvent d’une observation ou d’un questionnement limite naïf pour finir par des justifications à la pointe de la recherche dans différents domaines pour démontrer l’utilité de telles recherches. Il montre également la limite de nos connaissances et que de nombreuses choses restent à découvrir, que la Science n’a pas fini de faire son chemin. De nombreuses analogies et métaphores fort intéressantes illustrent bien les problèmes également. C’est
très ludique, passionnant et on apprend pleins de trucs. La quatrième de couverture nous questionne :

« Où est l’Homme dans l’Univers ? Que se passe-t-il à l’intérieur des atomes ?  Einstein avait-il toujours raison? Comment apparaissent les formes dans la nature ? Peut-on démêler l’ordre du chaos dans l’écheveau du monde ? Où allons-nous ? »

Enfin, ne vous attendez pas non plus à sortir du livre en sachant répondre parfaitement à toutes ces questions, en sachant si leparadis existe et si Dieu porte une barbe blanche ou grise. Mais en refermant le livre avant de se coucher on peut se dire : « ce soir je vais dormir moins con que la veille ».

Holisme Vs Reductionnisme

Holisme, Réductionnisme : voilà deux mots fondamentaux dans la Science qui méritent des définitions.

Holisme

Le Holisme (qui vient du grec « holos » signifiant « entier ») est une théorie qui explique que pour connaître une chose, quelle qu’elle soit, il faut connaître l’ensemble de son environnement. En gros c’est le « tout » qui définit les objets qui sont à l’intérieur par les relations qu’exercent tous ces objets entre eux. On peut citer une phrase pour résumer : « Le tout est plus que la somme de ses parties » (Principe d’émergence). On reviendra plus loin à la signification exacte de cette phrase avec le réductionnisme qui s’y oppose. Le holisme est très répandu en sociologie ou pour des théories de l’évolution. Un holiste va s’intéresser aux choses (les hommes, les animaux, la matière…) dans leur ensemble et ne va pas les diviser pour les analyser indépendamment de manière cartésienne, c’est ce qu’on appelle une analyse systémique. Ce qui choque les scientifiques avec le holisme, c’est que la démarche cause/conséquence n’est pas appropriée à ce genre de réflexion, c’est pour cela qu’on parle d’approche non cartésienne systémique. Dans ce genre d’analyse on définit le « tout », (souvent appelé « univers » en physique), c’est-à-dire un système possédant une forme avec des limites à l’intérieur desquelles une logique est effective et où les entités auxquelles on s’intéresse font des échanges.

Un petit texte de Pierre Duhem, La Théorie Physique, p. 284 pour mieux comprendre :



 “La Physique n’est pas une machine qui se laisse démonter ; on ne peut pas essayer chaque pièce isolement et attendre, pour ľajuster, que la solidité en ait été minutieusement contrôlée ; la science physique, c’est un système que ľon doit prendre tout entier ; c’est un organisme dont on ne peut faire fonctionner une partie sans que les parties les plus éloignées de celle-la entrent en jeu, les unes plus, les autres moins, toutes à quelque degré. Si quelque gène, quelque malaise se révèle, dans ce fonctionnement, c’est par ľeffet produit sur le système tout entier que le physicien devra deviner ľorgane qui a besoin ďêtre redressé ou modifié, sans qu’il lui soit possible ďisoler cet organe et de ľexaminer à part”.

Réductionnisme

Le Réductionnisme c’est l’anti-holisme : on décompose les choses pour étudier chaque éléments indépendamment puis ayant compris le fonctionnement des divers éléments, on les assemble pour comprendre le système de base étudié (la sociologie à partir de la psychologie, l’écologie à partir de la biologie, la thermodynamique à partir de la physique statistique, etc.). C’est-à-dire que ici toutes les parties sont inférieures à la somme du tout, c’est le principe de contrainte contrairement à la citation du début s’apparentant au principe d’émergence.

Exemple du principe de contrainte, dans une équipe de football, tous les joueurs peuvent être excellents individuellement mais ne pas savoir jouer ensemble, ils ne respectent pas cette contrainte et donc l’effet escompté n’est pas là. Les qualités de chacun sont diluées dans le système « équipe » et le résultat ne peut être supérieur à la somme de toutes les qualités car des contraintes de groupe doivent être respectées.

Exemple du principe d’émergence, on fabrique des alliages possédant des caractéristiques supplémentaires (émergentes) qui n’existaient pas dans les matériaux de départ.

Si on est réductionniste dans l’âme, pour comprendre l’homme il faut adopter une démarche qui ressemblerait à ça :

         Etudier le comportement des particules élémentaires constituant les atomes et leurs interactions : constituant et fonctionnement de toute la matière (physique nucléaire). 

         Comprendre les divers constituants chimiques composés d’atomes : les molécules, enzymes, ADN… (génétique, chimie…) 

         S’intéresser  aux cellules qui composent notre corps, leur fonctionnement (Biologie cellulaire)

         Avoir une connaissance des différents organes avec leurs fonctions car ils utilisent toutes les entités étudiées précédemment, particulièrement le cerveau. On s’intéressera également aux os, à la peau, aux muscles… (médecine, neurologie, podologie…)

        Et après l’homme, par sa composition, sera connu !!!

A peu de choses près, pour connaître un homme il faut explorer toutes les Sciences fondamentales… Scientifiquement, ça tient la route et dans l’absolu je pense que c’est la meilleure méthode sans exclure évidemment l’analyse du comportement humain dans la société. Il est scientifiquement reconnu que la société et l’environnement influencent l’homme… Mais on peut ici se poser une question qui paraît bête mais après l’avoir dite à haute voix, elle ne paraît pas si stupide : est-ce que c’est l’homme qui fait partie de la société (donc la société englobe l’homme) ou est-ce que la société fait partie de l’homme (c’est alors l’homme qui contient en lui la société). Après réflexion, je pencherai pour la deuxième solution, le concept de société est inclus dans l’homme comme dans d’autres animaux tels que les fourmis. C’est naturel et notre fonctionnement interne nous pousse à former une société pour survivre et prospérer. Enfin je prononce ces dernières phrases avec des pincettes et ne voudrais pas tomber dans une tautologie.

 C’est avec cette démarche réductionniste que fonctionnent principalement toutes les disciplines scientifiques ne faisant pas appel à une approche systémique bien qu’une approche dite « système » peut être envisagée, particulièrement en automatique et dans les sciences de l’ingénieur se finissant par « -nique ». Je m ‘explique. Pour concevoir un appareil quelconque ou pour mettre en œuvre une régulation de température par exemple, on peut prendre en compte l’environnement dans lequel cet appareil ou régulation sera implémenté pour pouvoir avoir une bonne cohésion du système. Le système général est ainsi pris en compte dans la phase développement d’un élément le constituant. Exemple réel : une compagnie fabriquant des gros bateaux à propulsion électrique veut un moteur électrique de telle puissance fournissant tel couple qui tient dans tel volume. Le chercheur va lui fabriquer un moteur nickel dans son laboratoire… Quand on l’installe sur le bateau, au premier abord ça marche, ça marche même très bien. Ensuite, on lance le bateau à sa vitesse de croisière et là, le pont arrière se situant à l’aplomb du moteur bouge verticalement et fait  des bonds de plus de 20cm, un passager ne peut pas tenir debout ! Pourquoi ? Parce que le moteur possède une fréquence de résonance électrique et mécanique qui est la même que la fréquence de résonance du pont arrière du bateau, les deux rentrent donc en oscillation et l’effet s’amplifie au fur et à mesure (c’est comme les militaires marchant au pas sur un pont qui font écrouler le pont car la fréquence de marche est la même que la fréquence de résonance mécanique du pont). Conclusion : une année et des millions dépensés pour rien, c’est la faillite, concevoir un nouveau moteur coûte trop cher. Une analyse « système » aurait permis de prendre en compte la résonance du bateau et le moteur aurait été conçu pour ne pas fonctionner sur cette fréquence…

Il existe un vigoureux débat sur ces deux théories qui opposent souvent scientifiques et sociologues… La suite prochainement  

  • Plus

 

Partager l’article : Holisme Vs Reductionnisme
 
Holisme, Réductionnisme : voilà deux mots fondamentaux dans la Science qui méritent des définitions. Holisme Le Holisme…

Pseudosciences et post-modernisme

J’ai récemment lu un livre passionnant : Pseudosciences et post-modernisme, de Alan Sokal, édition Odile Jacob.

Il traite un des problèmes de notre société : la prolifération des pseudosciences, c’est-à-dire une théorie qui reprend et détourne des termes scientifiques bien précis en les utilisant abusivement pour faire croire à une théorie savante. Il cite principalement l´homéopathie, le toucher thérapeutique et la théorie des champs énergétiques unitaires (sic) , l’astrologie, etc. A. Sokal nous explique dans son livre comment faire la différence entre Sciences et Pseudosciences, qu’elles sont leurs techniques…

Le deuxième thème abordé, le postmodernisme, est quant à lui différent et existe sous diverses formes (il y a des postmodernes pseudo scientifiques ou non). Le postmodernisme défini la Science comme une histoire parmi d’autres. Cela peut être défendable, on sait par exemple que la théorie de la gravitation de Newton n’est pas parfaite et que la théorie de la gravitation selon la relativité restreinte d’Einstein est plus précise. Mais il faudra bien comprendre un jour que la nature n’est pas forcement mathématique, la science ne fait qu’apporter des MODELES. La théorie de Newton est « vraie » dans un certain cadre, pour calculer la vitesse d’une pomme qui tombe d’un arbre par exemple !! Le but de la Science est d’apporter des réponses à des questions que l’on se pose selon nos observations. Ce n’est pas une religion qui définit des dogmes et demande d’avoir la foi… On n’a pas de foi pour la Science, c’est un fait ! Quant aux gens qui défendent des théories scientifiques comme la physique quantique en s’appuyant sur des textes religieux de plusieurs milliers d’années comme le font les scientifiques Hindous (et non pseudoscientifiques)  je trouve cela complètement aberrant pour notre époque…

Tout cela pour dire que notre monde est bien étrange et que j’aimerais connaître d’autres opinions sur ces sujets, particulièrement des gens non scientifiques…