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Qu’est-ce qui fait que la physique fondamentale contemporaine est purement mathématique et n’est plus conceptuelle ?

mercredi 5 janvier 2011, par Robert Paris

Il est en effet remarquable que la physique fondamentale ne traite plus de concepts mais de calculs mathématiques, souvent fort complexes. C’est le cas en physique quantique par exemple. Les calculs ne sont généralement pas accompagnés de description qualitative des phénomènes. La question : "que se passe-t-il quand" n’a plus de réponse. Par exemple, que se passe-t-il quand un photon va être soit réfléchi soit réfracté par une surface réfléchissante ? Il s’agit pourtant d’un problème simple de physique. mais aucune réponse simple n’est donnée. On calcule seulement la probabilité que le photon lumineux soit réfléchi ou réfracté sans se préoccuper de savoir comment le photon est amené vers l’une ou l’autre voie.

Pourquoi la physique est-elle arrivée à l’abstraction mathématique absolue sans soubassement descriptif et conceptuel ? Ce n’était pas le cas à l’époque des découvreurs de la relativité et de la physique quantique.

Il y a plusieurs réponses possibles :

1°) Ceux qui disent : c’est peut-être dommage mais il faut s’en contenter. On devra désormais s’en tenir à des modèles mathématiques et trouver un bon modèle qui décrive notamment physique quantique et gravitation, univers à petite et à grande échelle, serait déjà très satisfaisant.

2°) Une version plus hard de la thèse précédente consiste à affirmer que la nature "est" mathématique et qu’il est du coup inutile de chercher une version conceptualisable. Nos concepts humains seraient entachés de subjectivité, ce qui ne serait pas le cas pour les outils mathématiques.

3°) La thèse diamétralement opposée dirait plutôt que les mathématiques sont une philosophie qui ne convient pas à la description du réel. Et l’explication des errements actuels de la physique fondamentale serait à chercher dans l’entêtement à rechercher un modèle purement mathématiques.

4°) Une version un peu plus soft de la thèse numéro trois consisterait à remarquer tout d’abord que nos concepts et nos mathématiques ne sont pas moins humains et subjectifs les uns que les autres. A remarquer ensuite que toute mathématisation nécessite de toute manière des concepts physico-mathématique et à en mesurer la validité physiquement et théoriquement. Par exemple, ce n’est pas purement mathématiquement que l’on peut savoir si le concept de force ou d’énergie sont valides. Ensuite, il convient de voir que tout l’édifice de la gravitation comme de la physique quantique reposent sur des concepts physiques très anciens et qui ont été très peu "toilettés", qu’il s’agisse des concepts de matière, de particule, d’élémentarité, de point et de nuage de points puis de modèle intégrant les deux suivant l’échelle, de continuité du temps, de l’espace, de linéarité, et, surtout, sur la notion de stabilité et d’existence même des structures de la matière. cela ne veut pas dire que ces structures n’existent pas mais qu’elles sont émergentes ce qui est très différent de concevoir ces structures comme des choses fixes, en dur. Notre image du monde, transmise par notre cerveau n’est pas le monde vu. Le cerveau fabrique de la continuité, lisse les images, complète les manques, etc... Il faudrait concevoir un schéma du monde fondé, au contraire, sur la discontinuité spatiale, temporelle, et structurelle, sur la non-linéarité, sur l’émergence de structures issue des collectivités d’interactions, sur un monde virtuel sous-jacent au monde réel, sur l’émergence de l’espace-temps, etc...

Selon G. Lochak ( la géométrisationde la physique/ Flammarion P. 251)

« On assisté, lors des derniers siècles, à la floraison de géométries de plus en plus générales qui, plus qu’un langage, sont devenues la structure même de la physique théorique, comme l’avait été jadis la géométrie d’Euclide. Or cette structure se développe maintenant de façon presque autonome comme si, au lieu de n’être qu’un élément d’organisation de la théorie, elle en était l’unique source de progrès…..Toute théorie à un champ d’action plus limité qu’on voudrait le croire. Si on la projette sur de nouveaux territoires, tôt ou tard, elle s’adapte mal et l’extrapolation des procédés formels qu’elle inspire ne la renouvelle qu’en apparence, en l’enfermant dans une complexité croissante au dessus de laquelle plane inexorablement le spectre du « syndrome de Beauvais » – la cathédrale si haute qu’elle finit par s’effondrer »

Dans ce site, on défendrait plutôt la thèse numéro 4. Qu’on se comprenne bien, toute théorie physique ou mathématique possède un contenu conceptuel central qui ne se voit pas directement en lisant les équations et qui peut jusqu’à un certain point être transmis sans équations.

Il faut être conscient que la physique est philosophie. L’énergie, la force, la particule, l’invariance, le potentiel, la vitesse, la symétrie, la masse, le champ sont des concepts philosophiques et non des choses vues, observées ou mesurées directement sans appareillage conceptuel. Désolé de rappeler que l’électron lui-même est un concept, une fabrication de l’esprit humain pour appréhender le réel... Parfois, les mathématiques peuvent voiler ce problème mais jamais les mathématiques n’évitent de penser la matière. Les concepts physiques sont pensés dans un cadre précis, faux en dehors de ce cadre, utilisables si on a conscience de cette philosophie.

Les concepts sont à la racine des équations et pas l’inverse. Les mathématiques ne sont pas qu’un langage, elles sont bien plus que ça. Ils sont une véritable philosophie qui peut sembler s’imposer à la physique alors qu’elle est seulement non consciente. Il faut une philosophie consciente. Les concepts physiques sont donc indispensables or les concepts de la physique sont restés très longtemps ceux des débuts ou ont été modifiés le plus lentement possibles alors qu’une véritable révolution des concepts est indispensable.

Un autre point important : les mathématiques ont absolument besoin d’objets pour être définis alors que la physique contemporaine a absolument besoin de conceptualiser la matière en se départissant de l’image "chose" de la matière...

CONCLUSIONS PROVISOIRES

1) La physique a longtemps bénéficié d’être tirée de la mécanique, la physique quantique elle-même débutant comme mécanique quantique mais elle en pâtit aujourd’hui.

2) Elle est limitée par l’impuissance des concepts non-dialectiques pour une réalité dynamique fondée sur le changement structurel permanent. Aux limites d’un quanta une agitation fantastique se doit d’être décrite et ne peut plus l’être par des objets fixes. La mathématique lui correspondant fait défaut. Ce n’est pas qu’une question de progrès des sciences mais de philosophie.

3) La physique a cherché la stabilité dans la fixité (lois de conservation) au lieu de la fonder sur le non-équilibre. Elle est contrainte de faire machine arrière en cherchant non la symétrie mais sa rupture.

4) L’expérience a été conçue comme le complément de la logique linéaire mais l’expérience s’est avérée comme une discontinuité.

5) Elle a cherché son fondement physique dans la matière au lieu de la fonder sur l’espace vide.

6- Les notions que la physique a longtemps considéré comme fondamentales et n’a pas interrogé, celles de temps, d’espace et de vide sont les plus complexes et nécessitent une révision en règle.

7- Les statuts respectifs de la théorie et de l’expérience sont entièrement à revisiter sans se cacher derrière la falsifiabilité.

1- Physique et mathématiques

2- Comment conceptualiser une matière qui apparait et disparait où le virtuel est le réel ?

3- Pourquoi un monde discontinu, non-linéaire, émergent, fondé sur l’ordre issu du désordre et des structures issues du non-équilibre ?

4- Comment conceptualiser une vie qui est inséparable de la mort ?

5- Quels concepts de la matière qui ne correspondent pas à la notion macroscopique d’objet ?

6- Pourquoi cette conceptualisation doit être dialectique ?

7- La symétrie est brisée

8- L’ordre est issu du désordre

9- La discontinuité du monde a besoin d’être pensée

3 Messages de forum

  • L’erreur réside dans la supposition fondamentale qu’il est possible d’expliquer tous les événements de la nature du point de vue mécanique.

    Albert Einstein

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  • « Les concepts physiques sont des créations libres de l’esprit humain et ne sont pas, comme on pourrait le croire, uniquement déterminés par le monde extérieur. Dans l’effort que nous faisons pour comprendre le monde, nous ressemblons quelque peu à l’homme qui essaie de comprendre le mécanisme d’une montre fermée. Il voit le cadran et les aiguilles en mouvement, il entend le tic-tac, mais il n’a aucun moyen d’ouvrir le boîtier. S’il est ingénieux, il pourra se former quelque image du mécanisme, qu’il rendra responsable de tout ce qu’il observe, mais il ne sera jamais sûr que son image soit la seule capable d’expliquer ses observations. Il ne sera jamais en état de comparer son image avec le mécanisme réel, et il ne peut même pas se représenter la possibilité d’une telle comparaison. Mais le chercheur croit certainement qu’à mesure que ses connaissances s’accroîtront, son image de la réalité deviendra de plus en plus simple et expliquera des domaines de plus en plus étendus de ses impressions sensibles. Il pourra aussi croire à l’existence d’une limite idéale de la connaissance que l’esprit humain peut atteindre. Il pourra appeler cette limite idéale la vérité objective. »

    Einstein et Infeld, L’évolution des idées en physique

    Répondre à ce message

    • Il est en effet remarquable que la physique fondamentale ne traite plus de concepts mais de calculs mathématiques, souvent fort complexes. C’est le cas en physique quantique par exemple. Les calculs ne sont généralement pas accompagnés de description qualitative des phénomènes. La question : "que se passe-t-il quand" n’a plus de réponse. Par exemple, que se passe-t-il quand un photon va être soit réfléchi soit réfracté par une surface réfléchissante ? Il s’agit pourtant d’un problème simple de physique. mais aucune réponse simple n’est donnée. On calcule seulement la probabilité que le photon lumineux soit réfléchi ou réfracté sans se préoccuper de savoir comment le photon est amené vers l’une ou l’autre voie.

      Pourquoi la physique est-elle arrivée à l’abstraction mathématique absolue sans soubassement descriptif et conceptuel ? Ce n’était pas le cas à l’époque des découvreurs de la relativité et de la physique quantique.

      Il y a plusieurs réponses possibles :

      1°) Ceux qui disent : c’est peut-être dommage mais il faut s’en contenter. On devra désormais s’en tenir à des modèles mathématiques et trouver un bon modèle qui décrive notamment physique quantique et gravitation, univers à petite et à grande échelle, serait déjà très satisfaisant.

      2°) Une version plus hard de la thèse précédente consiste à affirmer que la nature "est" mathématique et qu’il est du coup inutile de chercher une version conceptualisable. Nos concepts humains seraient entachés de subjectivité, ce qui ne serait pas le cas pour les outils mathématiques.

      3°) La thèse diamétralement opposée dirait plutôt que les mathématiques sont une philosophie qui ne convient pas à la description du réel. Et l’explication des errements actuels de la physique fondamentale serait à chercher dans l’entêtement à rechercher un modèle purement mathématiques.

      4°) Une version un peu plus soft de la thèse numéro trois consisterait à remarquer tout d’abord que nos concepts et nos mathématiques ne sont pas moins humains et subjectifs les uns que les autres. A remarquer ensuite que toute mathématisation nécessite de toute manière des concepts physico-mathématique et à en mesurer la validité physiquement et théoriquement. Par exemple, ce n’est pas purement mathématiquement que l’on peut savoir si le concept de force ou d’énergie sont valides. Ensuite, il convient de voir que tout l’édifice de la gravitation comme de la physique quantique reposent sur des concepts physiques très anciens et qui ont été très peu "toilettés", qu’il s’agisse des concepts de matière, de particule, d’élémentarité, de point et de nuage de points puis de modèle intégrant les deux suivant l’échelle, de continuité du temps, de l’espace, de linéarité, et, surtout, sur la notion de stabilité et d’existence même des structures de la matière. cela ne veut pas dire que ces structures n’existent pas mais qu’elles sont émergentes ce qui est très différent de concevoir ces structures comme des choses fixes, en dur. Notre image du monde, transmise par notre cerveau n’est pas le monde vu. Le cerveau fabrique de la continuité, lisse les images, complète les manques, etc... Il faudrait concevoir un schéma du monde fondé, au contraire, sur la discontinuité spatiale, temporelle, et structurelle, sur la non-linéarité, sur l’émergence de structures issue des collectivités d’interactions, sur un monde virtuel sous-jacent au monde réel, sur l’émergence de l’espace-temps, etc...

      Selon G. Lochak ( la géométrisationde la physique/ Flammarion P. 251)

      « On assisté, lors des derniers siècles, à la floraison de géométries de plus en plus générales qui, plus qu’un langage, sont devenues la structure même de la physique théorique, comme l’avait été jadis la géométrie d’Euclide. Or cette structure se développe maintenant de façon presque autonome comme si, au lieu de n’être qu’un élément d’organisation de la théorie, elle en était l’unique source de progrès…..Toute théorie à un champ d’action plus limité qu’on voudrait le croire. Si on la projette sur de nouveaux territoires, tôt ou tard, elle s’adapte mal et l’extrapolation des procédés formels qu’elle inspire ne la renouvelle qu’en apparence, en l’enfermant dans une complexité croissante au dessus de laquelle plane inexorablement le spectre du « syndrome de Beauvais » – la cathédrale si haute qu’elle finit par s’effondrer »

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