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15/12/2011

Mallarmé, les dés et le hasard

Le hasard, la contingence, pourquoi ne pas lire ou relire le fameux poème de Stéphane Mallarmé, 

"Un coup de dés jamais n’abolira le hasard" ?

Evidemment, comme c'est une poésie grahique, il vaut mieux la lire dans sa mise en page de 1914, par exemple sur le lien suivant : 
http://writing.upenn.edu/library/Mallarme-Stephen_Coup_19..., ou bien
http://coupdedes.com/images/coupdedes.pdf

 

Dernière oeuvre de Mallarmé, écrit en 1897, c'est sans doute la première poésie visuelle ou graphique, typographique, annonciatrice du mouvement dada et des surréalistes.

Mallarmé a intéressé pas mal de philosophes. Il y a eu le Mallarmé d’Albert Thibaudet, celui de Sartre. Puis le Mallarmé de Rancière, celui de Jean-Claude Milner et de bien d’autres encore : il y aura dorénavant le Mallarmé de Quentin Meillassoux.

 "Quentin Meillassoux, enseignant à l'École normale supérieure né en 1967, n'avait jusqu'ici publié qu'un seul et bref essai, en 2006, "Après la finitude". Mais c'est un livre si ambitieux qu'il a suscité en Grande-Bretagne la naissance d'une nouvelle école philosophique : le « réalisme spéculatif ». Car Meillassoux ne s'intéresse pas à « ce qui est mais à ce qui peut possiblement être ». Cet admirateur de Descartes et disciple de Badiou, relance ainsi une philosophie de l'absolu. La seule nécessité, dit-il, c'est qu'il n'y a aucune nécessité, aucune loi qui ne puisse s'effondrer. L'absolu serait donc la contingence même. Il s'agit d'assumer le chaos radical, mais avec une rigueur rationnelle sans pareille. Afin de reconquérir un « grand dehors » que la philosophie depuis Kant (pour qui il est impossible de connaître les choses en soi) a perdu.

Son nouveau livre pourrait défrayer la chronique : "Le Nombre et la Sirène" livre un scoop décisif concernant la pensée de Mallarmé. De quoi s'agit-il ? Meillassoux a découvert que le grand poème testamentaire de Mallarmé, "Jamais un coup de dés n'abolira le hasard", est en fait codé. Et que le code n'est autre que 707. Le philosophe démontre que ce nombre est présent dans ce poème si difficile sous la forme d'une charade : les deux « comme si », étant à entendre comme la septième note de la gamme, encadrent le « proche tourbillon » que représente idéalement le « 0 ». Le code est également présent dans le compte même des mots : le poème déployant 707 mots jusqu'au verbe « sacre », est complété par une morale de sept mots :« Toute pensée est un coup de dés. »

Extrait d'un ARTICLE PARU DANS PHILOSOPHIE MAG N°53, Le 01 Octobre 2011

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A écouter aussi l'émission du 30/09/2011 des Nouveaux chemins de la connaissance sur le même sujet :

http://www.franceculture.fr/emission-les-nouveaux-chemins...

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"Toute pensée émet un coup de dé", "Un coup de dé jamais n'abolira le hasard", n'est-ce pas l'intuition de la contingence de l'homme, mais aussi du monde ?

Cela rejoint Monod : « Nous nous voulons nécessaires, inévitables, ordonnés de tout temps. Toutes les religions, presque toutes les philosophies, une partie même de la science, témoignent de l'inlassable, héroïque effort de l'humanité niant désespérément sa propre contingence » J. Monod, Le hasard et la nécessité

Les partisans du principe anthropique feraient bien de relire ce poème.


UN COUP DE DÉS

JAMAIS

QUAND BIEN MÊME LANCÉ DANS DES CIRCONSTANCES ÉTERNELLES

DU FOND D’UN NAUFRAGE

SOIT que

l’Abîme

blanchi
étale
furieux
sous une inclinaison
plane désespérément

d’aile

la sienne

par

avance retombée d’un mal à dresser le vol
et couvrant les jaillissements
coupant au ras les bonds

très à l’intérieur résume

l’ombre enfouie dans la profondeur par cette voile alternative

jusqu’adapter
à l’envergure

sa béante profondeur en tant que la coque

d’un bâtiment

penché de l’un ou l’autre bord

LE MAÎTRE
hors d’anciens calculs
où la manoeuvre avec l’âge oubliée
surgi
inférant
jadis il empoignait la barre
de cette conflagration
à ses pieds
de l’horizon unanime

que se
prépare
s’agite et mêle
au poing qui l’étreindrait
comme on menace
un destin et les vents
l’unique Nombre qui ne peut pas
être un autre

Esprit
pour le jeter
dans la tempête
en reployer la division et passer fier

hésite
cadavre par le bras
écarté du secret qu’il détient
plutôt
que de jouer
en maniaque chenu
la partie
au nom des flots
un
envahit le chef
coule en barbe soumise
naufrage cela
direct de l’homme

sans nef
n’importe
où vaine

ancestralement à n’ouvrir pas la main
crispée
par delà l’inutile tête

legs en la disparition

à quelqu’un
ambigu

l’ultérieur démon immémorial

ayant
de contrées nulles
induit
le vieillard vers cette conjonction suprême avec la probabilité

celui
son ombre puérile
caressée et polie et rendue et lavée
assouplie par la vague et soustraite
aux durs os perdus entre les ais


d’un ébat
la mer par l’aieul tentant ou l’aieul contre la mer
une chance oiseuse

Fiançailles
dont
le voile d’illusion rejailli leur hantise
ainsi que le fantôme d’un geste

chancellera
s’affalera

folie

N’ABOLIRA

COMME SI

Une insinuation
simple
au silence
enroulée avec ironie
ou
le mystère
précipité
hurlé

dans quelque proche
tourbillon d’hilarité et d’horreur

voltige
autour du gouffre
sans de joncher
ni fuir

et en berce le vierge indice

COMME SI

plume solitaire éperdue

sauf

que la rencontre ou l’effleure une toque de minuit
et immobilise
au velours chiffonné par un esclaffement sombre

cette blancheur rigide

dérisoire
en opposition au ciel
trop
pour ne pas marquer
exigûment
quiconque

prince amer de l’écueil

s’en coiffe comme de l’héroique
irrésistible mais contenu
par sa petite raison virile
en foudre

soucieux
expiatoire et pubère
muet
rire
que

SI

La lucide et seigneuriale aigrette
de vertige
au front invisible
scintille
puis ombrage
une stature mignonne ténébreuse
debout
en sa torsion de sirène
le temps
de souffleter
par d’impatientes squames ultimes
bifurquées
un roc

faux manoir
tout de suite
évaporé en brumes

qui imposa
une borne à l’infini

C’ÉTAIT
LE NOMBRE

issu stellaire

EXISTAT-IL
autrement qu’hallucination éparse d’agonie

COMMENÇAT-IL ET CESSAT-IL
sourdant que nié et clos quand apparu
enfin
par quelque profusion répandue en rareté
SE CHIFFRAT-IL

évidence de la somme pour peu qu’une
ILLUMINAT-IL

CE SERAIT
pire
non
davantage ni moins
indifféremment mais autant
LE HASARD

Choit
la plume
rythmique suspens du sinistre
s’ensevelir
aux écumes originelles
naguères d’où sursauta son délire jusqu’à une cime
flétrie
par la neutralité identique du gouffre

RIEN

de la mémorable crise
ou se fût
l’événement
accompli en vue de tout résultat nul
humain
N’AURA EU LIEU
une élévation ordinaire verse l’absence

QUE LE LIEU
inférieur clapotis quelconque comme pour disperser l’acte vide
abruptement qui sinon
par son mensonge
eût fondé
la perdition

dans ces parages
du vague
en quoi toute réalité se dissout

EXCEPTÉ
à l’altitude
PEUT-ÊTRE
aussi loin qu’un endroit
fusionne avec au delà
hors l’intérêt
quant à lui signalé
en général
selon telle obliquité par telle déclivité
de feux

vers
ce doit être
le Septentrion aussi Nord

UNE CONSTELLATION

froide d’oublie et de désuétude
pas tant
qu’elle n’énumère
sur quelque surface vacante et supérieure
le heurt successif
sidéralement
d’un compte total en formation

veillant
doutant
roulant
brillant et méditant

avant de s’arrêter
à quelque point dernier qui le sacre

Toute Pensée émet un Coup de Dés

 

09/02/2011

Transformons l'équation de Drake!

Même si de nombreuses civilisations avaient surgi dans la Voie Lactée, elles resteraient désespérément isolées, faute de pouvoir communiquer entre elles. 

 C'est la conclusion que l'on peut retenir après une transformation sévère de "l'équation de Drake".

Rappelons que "l'équation de Drake" a pour objectif d'évaluer "le nombre de civilisations avec lesquelles nous pourrions communiquer dans notre galaxie".

 

Critique de « l’équation de Drake »

Comme je l'ai mentionné dans mon précédent article sur ce sujet, ce n'est pas une équation mais une formule et elle ne relève pas de la science dure, mais plutôt de spéculations sur l'émergence de la vie dans la Voie Lactée.

Il faut donc prendre cette formule comme une investigation pifométrique permettant de réfléchir sur les ordres de grandeur de paramètres concernant :
- la formation de planètes habitables dans la Voie Lactée
- l'émergence  sur ces planètes de civilisations capables de communiquer
- et notre capacité à détecter les signaux, les traces, en un mot les preuves manifestes de leur existence.

Et c'est là que repose la première faiblesse de la formule de Drake : elle n’explicite pas clairement ce qu’elle entend par « capables de communiquer ». Pour communiquer, il faut être deux : l’émetteur et le récepteur et préciser la nature de l’émission et de la réception (quel support, quel contenu, émission volontaire ou non, directe ou indirecte, temporalité, …). De nombreuses autres faiblesses ont été relevées par divers auteurs, notamment sur l'absence de limite à la durée d'une civilisation, sur la linéarité de la formation de planètes telluriques, ...

Il suffit de parcourir les diverses versions de "l'équation de Drake" sur Internet pour voir à quel point ces paramètres sont mal définis :

Wikipedia : "nombre de civilisations extraterrestres dans notre galaxie avec lesquelles nous pourrions entrer en contact."

Observatoire de Paris : "nombre de civilisations avec lesquelles nous pourrions communiquer aujourd'hui"

Futura Sciences : "nombre de civilisations avec lesquelles nous pourrions communiquer dans la galaxie"

Interkeltia : "nombre N de civilisations, observables depuis la Terre, qui existent dans notre galaxie, la Voie Lactée"

Comité de liaison es enseignants astronomes : "nombre de civilisations capables de communiquer dans la galaxie"

Société française d'exobiologie : "nombre de civilisations présentes en ce moment dans notre Galaxie"

Les Confins : "nombre de civilisations évoluées (formées d’êtres conscients capables de communiquer) dans la Voie lactée."

Les autres faiblesses de "l'équation de Drake" se situent dans l'absence d'évaluation de notre capacité à détecter ces fameux signaux. En effet, pour communiquer, il faut être deux et se rencontrer dans le temps, dans l'espace et dans la compréhension.

 



Archéologie des civilisations de la galaxie

Il faut, à mon avis, remplacer la formule de Drake par un calcul en deux étapes.

1. Evaluer le nombre de civilisations pouvant avoir laissé des traces détectables, des vestiges, depuis l’origine de la Voie Lactée.

2. Evaluer notre capacité à découvrir ces vestiges en fonction des technologies et des méthodes utilisées.

Chaque évaluation doit être affectée d'une évaluation basse, haute et typique.

 

 

D’où les formules de Marto

 

Ncvl = Ne x Np/e x Ph x Pv x Pi          [FM1]

Ncvl : Nombre de civilisations ayant probablement émergé dans la Voie Lactée

Ne : Nombre d'étoiles ayant existé dans la Voie Lactée pendant au moins 4 milliards d'années

Np/e : Nombre moyen de planètes (y compris les lunes) par étoile

Ph : Probabilité pour ces planètes de réunir les conditions permettant l'émergence de la vie (composition, présence d'eau liquide, énergie, rayonnements, ....)

Pv : Probabilité d'apparition effective de la vie sur ces planètes

Pi : Probabilité d'apparition de "l'intelligence technologique" parmi ces formes de vie



Nobs = Ncvl x Pt x Ps x Pcc                [FM2a]

Nobs : Nombre de civilisations dont nous sommes capables de détecter les vestiges

Ncvl : Nombre de civilisation ayant probablement émergé dans la Voie Lactée (calculé par FM1)

Pt : Probabilité d'observabilité dans le temps

Ps : Probabilité d'observabilité dans l'espace

Pcc : Probabilité de cohérence de communication entre 2 civilisations

 

Ce qui mène à

Nobs = Ncvl x Dvv/Dvvl  x Lo2/Lvl2 x Pcc  [FM2b]

Dvv : Durée de vie des vestiges observables

Dvvl : Durée de vie de la Voie Lactée

Lo : Distance de l'horizon observable

Lvl : Dimension de la Voie Lactée : en fait, je retiendrai plutôt son rayon, pour tenir compte du fait que nous sommes à 28 000 année-lumière de son centre autour duquel est concentré une bonne partie des étoiles de la Voie Lactée

 

En effet 

Pt = min [1, (Dvv + Do)/Dvvl]

Do : Durée d'observation

Do est pour l'instant négligeable par rapport à Dvv, on peut approximer par :

Pt = Dvv/Dvvl

Et

Ps = Lo2/Lvl2

si on considère que le nombre d'étoiles observables dans la Voie Lactée décroît comme le carré de la distance. (la VL est plate).

J'ai codé ces formules dans les formulaires ci-dessous. Donc maintenant, c'est à vous de jouer ! Vous pouvez entrer vos valeurs préférées et calculer en deux temps Ncvl et Nobs.

Comme à l'habitude j'ai mis par défaut les valeurs que je crois probables, ou au moins possible, mais il est vrai que pour ce qui concerne l'émergence de la vie, c'est du domaine de la boule de cristal.

Ne Nombre d'étoiles ayant existé dans la Voie Lactée pendant au moins 4 milliards d'année
Np/e Nombre moyen de planètes (y compris les lunes) par étoile
Ph Probabilité pour ces planètes d'être situées dans la zone permettant l'émergence de la vie
Pv Probabiblité d'apparition effectif de la vie sur ces planètes
Pi Probabilité d'apparition de "l'intelligence technologique" parmi ces formes de vie

Ncvl = = Le nombre de civilisations ayant laissé des traces dans la Voie lactée

 

 

 

Dvv La durée de vie des vestiges observables
Lo Distance de l'horizon observable
Pcc Probabilité de cohérence de communication

Nobs = = Le nombre de civilisations observables dans la Voie lactée

 

Vous pouvez aussi utiliser la feuille Excel jointe:

Ncvl-Ncvlobs.xls

 

Quelques commentaires sur les valeurs proposées

Ne : j'ai calculé le nombre d'étoiles ayant existé dans la Voie Lactée en prenant les hypothèses suivantes :
Taux de formation actuel : 20 étoiles par an
Taux de formation initial :  200 étoiles par an
J'ai considéré la variation de ce taux comme une fonction en 1/t

Cela donne environ 700 milliards d'étoiles ayant existé aujourd'hui et 600 milliards d'étoiles agées + de 4 milliards d'années (pour laisser à la vie le temps d'émerger).

Np/e : Au pif, et en prenant l'exemple de la Terre, j'ai pris 100 planètes + lunes par étoile. Il faut en effet prendre en compte les satellites des planètes gazeuses capables d'accueillir une forme de vie (ex : Encelade). 

Ph : De nouveau l'exemple de la Terre mène à Np/e x Ph = 2 ou 3. Donc Ph serait de l'ordre de 1 %. Ce choix est très naïf. Il faudrait en effet considérer que Ph est une fonction dépendante du temps (formation progressive des éléments lourds, notamment du fer, nécessaires à la formation de planètes telluriques, qui seules peuvent supporter la vie). Je retiens donc 0,1 %.

Pv et Pi : Boule de cristal, ce sont les 2 paramètres les plus difficiles à cerner. J'ai choisi une probabilité de 1/100 000 pour chacun de ces paramètres, ... .

 

Tous les paramètres qui suivent sont dépendants des technologies d'observation (basées aujourd'hui sur les photons et plus précisément sur les ondes radios en ce qui concerne SETI). Si d'autres technologies sont utilisées un jour (neutrinos, ....), elles changeront complètement les jeux de valeurs de ces paramètres.

Dvv : boule de cristal, cela peut être le temps d'émission d'un signal, ou la durée de vie d'artefacts observables depuis la Terre. J'ai choisi 10 000 ans, car pour l'instant on essaie de capter des ondes radio, enfin des photons sous diverses formes, ...

Dvvl : entre 14 et 15 milliards d'années. En fait, j'ai pris 10 milliards d'années en tenant compte des 4 milliards d'années nécessaire à l'émergence de la vie.

Rappelons quelques données sur la Voie Lactée : âgée de près de 15 milliards d'années, contenant entre 200 et 400 milliards d'étoiles, elle a pour diamètre 100 000 année-lumière et une épaisseur de 700 année-lumière au niveau du soleil, qui lui, est situé à 28 000 année-lumière de son centre.

Lo : horizon observable à l'aide de nos technologies : il est situé aujourd'hui à environ 20 000 année-lumière pour la détection d'exo-planètes, donc bien inférieur pour la détection des vestiges de civilisations sur ces planètes

Lvl : comme expliqué plus haut, rayon de la VL, donc environ 50 000 année-lumière

Pcc : boule de cristal, ce paramètre a pour objet de mesurer le recouvrement des technologies entre émetteur et récepteur et des logiques qui leur permettraient de s'envoyer des signatures.

 

 

En conclusion : même si il est possible que nous ne soyons pas seuls dans la Voie Lactée, nous restons totalement isolés, faute de pouvoir  communiquer !

1. Tout cela nous montre que "l'équation de Drake" est bien simpliste, mais que la méthode qu'elle propose est intéressante pour élaborer des outils pifométriques

2. La comparaison entre Ncvl et Nobs est lumineuse pour éclairer le débat qui dure depuis une cinquantaine d'années entre "ceux qui y croient" et "ceux qui n'y croient pas". En effet même avec des évaluations basses, le nombre de civilisations ayant existé dans la Voie Lactée est impressionnant ! Mais la probabilité de les observer est désespérément basse.

 

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3. Ces calculs montrent que des programmes comme SETI n'ont de sens que si l'espèce humaine améliore drastiquement ses capacités d'archéologie galactique, c'est à dire sa capacité à exhumer les vestiges laissés dans la galaxie. Aujourd'hui, nous observons essentiellement des photons (Rayons gamma, rayons X, lumière, ondes radio, ...), photons qui sont largement perturbés par les environnements traversés et par les multiples sources d'émission (ex : difficultés de discriminer les photons d'une planète de ceux de son étoile). Il est donc essentiel de rechercher quelles autres particules permettraient une communication plus efficace, qu'aurait découvert des civilisations plus évoluées que la nôtre.

 
4. Le recours à la simulation devrait aussi permettre de mieux comprendre des phénomènes comme la formation des planètes et l'apparition de la vie et de restreindre ainsi les domaines d'incertitude des paramètres les moins bien cernés et avancer dans la compréhension de notre présence dans l'univers. Comme d'habitude en cosmologie, c'est la confrontation entre des modèles de plus en plus élaborés et des mesures de plus en plus précises qui permettra d'y voir plus clair.

Sommes-nous une exception ? ou bien sommes-nous un item banal d'une multitude de sociétés largement répandues dans notre galaxie ?

Lire à ce sujet : 

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-...

 

Lire aussi le point de vue des sceptiques du Québec que je trouve très pertinent :

http://www.sceptiques.qc.ca/activites/conferences/mai-2009

 

Marto

 

18/01/2011

Combien de civilisations dans la Voie Lactée ?

Comme je l'avais annoncé dans une précédente note, Expériences de pensée, j'aimerais revenir sur le sujet de l'émergence de l'intelligence dans l'univers. En fait, dans la présente note, pour des raisons pragmatiques de dimension de l'espace-temps, je me limiterai à la question de l'émergence de l'intelligence dans la Voie Lactée. (Rappelons que la dimension de la Voie Lactée est de l'ordre de 100 000 années-lumière).
Beaucoup de choses ont été publiées à ce sujet dans la presse et sur le net, ma contribution pourrait être de simplifier, et surtout de mettre l'accent sur quelques points de cette question, notamment en ce qui concerne les rapports de la science et de la philosophie.
Science ? En fait soyons modeste, il ne s'agit pas réellement de science, mais plutôt de spéculations scientifiques.
En effet le débat sur cette question tourne essentiellement autour de 2 principes et d'une équation :
1. Le principe ou le paradoxe de Fermi, qui est plein de bon sens et que l'on peut résumer ainsi :
"Si la vie extra-terrestre intelligente était banale et très répandue dans la Voie Lactée, nous en aurions des preuves manifestes".
Or aujourd'hui malgré nos efforts et nos moyens d'observation qui nous permettent de scruter des galaxies distantes de 13,5 milliards d'années-lumière, il nous faut bien accepter "que le ciel reste désespérément vide".
http://www.exobiologie.fr/index.php/vulgarisation/astrono...
2. Le principe anthropique, à l'opposé, part de la constatation que nous sommes la preuve de l'apparition d'au moins une civilisation intelligente, et donc que la probabilité de l'émergence d'une telle civilisation n'est pas nulle. Mais c'est tout ce que l'on peut en tirer.
La probabilité d'un évènement qui est déjà survenu est de un. Mais le fait qu'il se soit produit une fois n'a aucune conséquence sur sa probabilité de se produire à nouveau.
En résumé, nous sommes là, à observer l'univers. Nous ne pouvons en déduire aucune conséquence sur la probabilité d'un tel fait, mais de ce fait, nous pouvons déduire beaucoup de choses sur la structure d'un univers qui nous a permis d'être là.
3. L'équation de Drake, qui n'est pas à proprement parler une équation mais une formule, permet d'évaluer le nombre de civilisations capables d'émettre à un moment donné des signaux de communication dans notre galaxie, la Voie Lactée.
Cette formule s'exprime sous la forme suivante :
Ncvl = Ne/an x Np/e x Ph x Pi x Pc x Dv
Dans la table suivante figurent les explications sur les divers paramètres de la formule. Leurs valeurs sont aujourd'hui hautement spéculatives, saufs pour les 2 premiers paramètres.
 
Ne/an Nombre de nouvelles étoiles par an dans la Voie Lactée
Np/e Nombre moyen de planètes (y compris les lunes) par étoile
Ph Taux de planètes situées dans la zone permettant l'émergence de la vie
Pv Taux d'apparition effectif de la vie sur ces planètes
Pi Taux d'apparition de "l'intelligence technologique" parmi ces formes de vie
Pc Taux de civilisations intelligentes émettant des signaux dans l'intention de communiquer
Dv Durée de vie des civilisatons communicantes

Ncvl = = Le nombre de civilisations communicantes dans la Voie lactée

 

Les valeurs par défauts, que j'ai programmées sont celles que je crois possibles (elle sont le produit de mon imaginaire). Elles conduisent à Ncvl de 0.15 ce qui est conforme au principe de Fermi.

Libre à vous de rentrer d'autres valeurs et d'indiquer vos résultats et vos spéculations en commentaire.

 

Drake, lui avait spéculé les valeurs suivantes :
Ne/an = 10
Np/E x Ph = 1 (en moyenne 1 planète par étoile est habitable)
Pv = 1 (toutes ces planètes développent de la vie)
Pi = 0.01 (1% deviennent intelligentes)
Pc = 0.01 (1% émettent des signaux)
Dv = 10 000 (la durée de vie d'une civilisation intelligente est de 10 000 ans)

Ce qui conduit à un Ncvl de 10 !

 

A vous de jouer, de noter vos résultats et vos remarques en commentaire !

 

En fait cette formule est très pragmatique : elle pose de façon pratique la question de l'utilité du SETI, le fameux programme d'observation du ciel à la recherche de signaux extra-terrestres.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Search_for_Extra-Terrestrial...

 

 

Mais au delà ce ce petit exercice, beaucoup de questions restent ouvertes et permettent d'exercer notre imagination :
- Qu'est-ce que la vie ? Que pourrait-elle être ailleurs ?
- Qu'est-ce que la vie intelligente ?
- A quoi pourraient ressembler d'autres civilisations ?
- Pourquoi rechercher la vie dans l'espace et la détruire sur Terre ?
- Que faire si nous découvrons ces fameux signaux ?

Beaucoup questions déjà abordées dans 2001, l'Odyssée de l'espace. Ah, ce cher Kubrick !

 

27/03/2010

Expériences de pensée

Comment ne pas être fasciné par les « Expériences de pensée » ? Quel pouvoir d'imagination, quelle économie de moyens et quelle liberté de créativité !


Mais de quoi s’agit-il exactement ?

Une expérience de pensée (Thought experiment, ou Gedankenexperiment) est une méthode pour résoudre un problème scientifique ou philosophique en utilisant la seule puissance de l'imagination et de la pensée humaine, afin de substituer à l’expérimentation réelle une expérimentation accomplie par l’imagination.


Cette méthode remonte initialement à Galilée, mais a été utilisé par de nombreux scientifiques de Newton à Einstein. Elle a été étudiée en détail par Ernst Mach, dans La Mécanique[1], puis dans La Connaissance et l’erreur, Paris, 1919, où il en retrace le développement historique et lui donne une justification épistémologique.


La démarche générale qui préside aux expériences de pensée se formule par la question : que se passerait-il si... ? De nombreuses expériences de pensée portent sur les paradoxes de notre connaissance, mais elles peuvent porter sur des situations réelles, possibles physiquement.


Illustrons cela par l’exemple bien connu de la poussée d’Archimède :

« Considérons un fluide au repos. Délimitons, par une expérience de pensée, un certain volume de forme quelconque au sein de ce fluide. Ce volume est lui aussi au repos : malgré son poids, ce volume ne tombe pas. Cela signifie donc que son poids est rigoureusement équilibré par une force opposée, qui le maintient sur place, et qui provient du fluide extérieur. Remplaçons maintenant, toujours dans notre expérience de pensée, ce volume par un corps quelconque. Comme la force qui maintenait le fluide en équilibre est une force de pression agissant à la surface du volume, il est possible de supposer que cette même force s'applique encore au corps immergé : elle est toujours opposée au poids de fluide déplacé. C'est la poussée d'Archimède. »


Une expérience de pensée est généralement composée de trois étapes :


1. L’expérimentateur conçoit un scénario imaginaire dans son esprit afin de répondre à une question définie qui est généralement liée à une théorie spécifique.
2. Suite à l’exploration du scénario, il obtient par la seule pensée un résultat.
3. Enfin, de ce résultat, il tire les conclusions de son expérience de pensée.


Les modes de raisonnement impliqués peuvent être :
- pré factuel : Que se passerait-il si A arrivait ?
- contrefactuel : Que se passerait-il si A arrivait eu lieu de B ?

- de substitution : Que se passerait-il si on remplaçait B par A ?
- semi factuel : Est-ce qu’Y arriverait toujours si on avait X au lieu de A ?
- plus généralement le mode de raisonnement peut être prédictif, par simulation après coup, ou analytique des différentes étapes qui conduisent à un résultat.



Quelques exemples d’expériences de pensée


Le seau de Newton

Il n'est pas fréquent qu'un seau d'eau occupe le cœur d'un débat long de trois cents ans. Mais un seau ayant appartenu à sir Isaac Newton n'est pas un seau ordinaire, et la petite expérience qu'il décri­vit en 1689 a eu depuis une influence considérable sur les plus grands physiciens du monde, de Newton et Leibniz à Einstein en passant par Ernst Mach.

Voici l'expérience en question : prenons un seau rempli d'eau, pendons-le par une corde, faisons tourner le seau pour torsader la corde au maximum, puis lâchons le tout. Au début, le seau commence à tourner mais l'eau qu'il contient reste à peu près immobile; la surface de l'eau reste plate. Lorsque le seau commence à prendre de la vitesse, petit à petit, par le biais des frottements, son mouvement se communique à l'eau, qui commence elle aussi à tourner. Comme il se doit, la surface de l'eau prend une forme concave, plus haute sur les bords et plus basse au centre.

Voilà donc l'expérience - pas de quoi nous faire tourner la tête. Mais, en y réfléchissant un peu plus, nous prenons conscience que ce seau d'eau en rota­tion est surprenant. Et comprendre ce qui entre en jeu, bien qu'après trois siècles nous n'y soyons pas encore parvenus, est l’une des étapes les plus importantes pour la compréhension de la structure de l’univers.

Newton pose en effet la question du référentiel absolu. En examinant le seau en rotation, il observe que la surface du liquide forme une parabole due aux forces d’inertie. En effet, le liquide étant soumis à une rotation, subit une accélération. Il en conclue que la parabole indique une accélération absolue. Mais une accélération par rapport à quoi ? Par rapport aux étoiles lointaines supposées fixes, c’est à dire par rapport à une certaine distribution globale de matière prise comme référence ? Oui sans doute, mais dans l’hypothèse où l’univers entier serait en rotation et le seau resterait fixe, les mêmes forces apparaîtraient ; parler d’accélération absolue n’a pas plus de sens que de parler de vitesse absolue.

Mach, poursuivra sa réflexion en ce sens : sans masse dans l’univers autour du seau (et notamment en l’absence des masses lointaines qui définissent le champ global de gravitation), l’accélération ne pourrait pas être définie, il n’existerait pas d’inertie et la surface du liquide ne subirait pas une parabole de révolution; l’inertie est due à l’influence des masses de l’univers sur l’objet en mouvement dans le champ de gravité global de l’univers.

Ainsi, l’inertie, phénomène intrinsèque pour Galilée, relatif à un espace absolu pour Newton, devient un phénomène lié à la cosmologie pour Mach. Ce sera aussi le point de vue d’Einstein, mais le débat est toujours ouvert.



Géométrie non euclidienne

Qu’en serait-il du monde, par exemple, si on postulait que les parallèles se rejoignent ? On sait qu’en réponse à cette question, on a pu construire un monde entièrement cohérent dont la principale caractéristique est l’espace courbe ; est ainsi née la géométrie non-euclidienne.

 


La disparition de la Lune

Que se passerait-il si tout à coup, la Lune disparaissait ? L’effet gravitationnel sur la Terre serait-il immédiat ? Ou faudrait-il un certain temps pour que cet effet se fasse ressentir sur Terre ? Si oui quelle en serait la vitesse de propagation ?

De nombreux physiciens répondront que cette propagation est instantanée et la controverse durera jusqu'à Einstein qui, en application de la théorie de la Relativité Générale, montrera que cette propagation se fait à la vitesse de la lumière.



Le bateau de Thésée

D'après la légende grecque, rapportée par Plutarque, Thésée serait parti d'Athènes combattre le Minotaure. À son retour, vainqueur, son bateau fut préservé par les Athéniens : ils retiraient les planches usées et les remplaçaient - de sorte que le bateau resplendissait encore des siècles plus tard. Alors, deux points de vue s'opposèrent : les uns disaient que ce bateau était le même, les autres que l'entretien en avait fait un tout autre bateau. Le problème est de savoir si le changement de matière implique un changement d'identité, ou si l'identité serait conservée par la forme, ou encore d'une autre façon?

Il y a une autre question, corollaire : si on avait gardé les planches du bateau et qu'on l'avait reconstruit plus tard, serait-ce encore le même bateau ?

Pour les uns, le bateau de Thésée n'aurait pu rester identique à lui même que s'il était resté à quai, constamment entretenu, et dans ce cas, même si aucune pièce d'origine ne subsistait du bateau d'origine, c'est bien ce bateau-là qui aurait été le témoin de l'aventure de Thésée.



Le principe anthropique (Cet article ou cette section doit être recyclé. Sa qualité devrait être largement améliorée en le réorganisant et en le...)

Dans le domaine de la recherche d’autres forme de vies dans l’univers, il est particulièrement intéressant de mener des expériences de pensée à partir du principe anthropique qui peut s’énoncer de la façon suivante :

« Le principe anthropique (Cet article ou cette section doit être recyclé. Sa qualité devrait être largement améliorée en le réorganisant et en le...) (du grec anthropos, homme) est un principe métaphysique qui énonce que si nous observons l'univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant...) tel que nous le connaissons, c'est avant toute autre chose parce que... nous nous y trouvons ! Car, si nous n'y étions pas, nous ne serions pas là pour le constater. Il a été formulé et développé par Brandon Carter de l'observatoire de Meudon mais on en trouve le principe au premier livre du Monde comme volonté et comme représentation de Schopenhauer où il montre d'une part l'impossibilité pour toute science (La science (du latin scientia, connaissance) relève Historiquement de l'activité philosophique, et fut pendant...) d'atteindre une réalité en soi, d'autre part la confusion que font les hommes entre l'univers conçu et un supposé univers objectif indépendamment du sujet qui le conçoit. »

Ceci nous mènera à étudier le paradoxe de Fermi et l’équation de Drake, mais ce sera pour un autre article.

 

Liste de leins utiles sur les Expériences de pensée :

 

Petites expériences de pensée - Wikipédia

Thought experiment - Wikipedia, the free encyclopedia

Poussée d'Archimède - Wikipédia

expérience de pensée mach - Recherche Google

plaud.pdf (Objet application/pdf)

plaud.html





[1] La mécanique, exposé historique et critique de son développement, tr. E. Picard, Paris, Hermann, 1904