Star Trails Over Oregon (Joshua Bury)
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Le monde de la physique est-il le nôtre ?
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Introduction à la philosophie des sciences par le doute
ATTENTION : CHANGEMENT DE SALLE : les cours se dérouleront dorénavant dans l'auditorium de la Bibliothèque (gros bâtiment cubique le long du tramway, rez-de-chaussée)
Avertissement : les exposés sont accessibles à tous. Il n'est pas nécessaire d'avoir des compétences en philosophie, mathématiques ou physique.
Avertissement bis : les exposés sont pensés pour être à la fois instructifs et plaisants. En particulier, de nombreusees images agrémentent le cours.
Avertissemen ter : les exposés sont indépendant les uns des autres, même à l'intérieur d'un thème !
Lundi 3 mai 10h00, auditorium de la Bibliothèque : Où se trouve l'espace ? (seconde partie)
Dans la première partie de cet cours sur l'espace, nous avons constaté que l'espace n'avait pas longtemps gagné son autonomie existentielle acquise péniblement avec Newton. Sous l'effet de mathématiciens têtus et iconoclastes, l'espace s'était retrouvé objet d'expérience comme une bête baballe dont on calcule la vitesse de chute. Dans cette seconde partie, on assistera à une forme de revanche de l'espace vis-à-vis de la matière. L'espace débordera, créera, bref échappera à la plate neutralité newtonienne et transcendera la passive soumission einsteinienne à la matière. Enfin, pour clore ce cycle de cours, on se demandera si, face à l'inconstance versatile des théories de l'espace, il reste des raisons de croire que la physique nous parle bien du réel, ou si c'est une belle fiction élaborée par des scientifiques imbibés des préjugers et des représentations de leur temps, ou même de leur classe sociale.
Une femme Zuni
La question paraît bien
saugrenue non ? On commencera par une citation de Newton qui nous
prouvera que la réponse est loin d'être claire, et donc la question pas
si bête que ça... Très vite, on verra que la question de
l'espace n'a rien d'un réceptacle tranquille et docile de la matière.
Est-elle même quelque chose, au fait ? Dans cette première partie, on
attaquera de front la réalité de ce concept évanescent, à coup de
théorie physique, de philosophie idéaliste, de subtiles expériences aux
résultats ahurrissants et de mathématiques délirantes. En retour,
l'espace malmené emportera dans la tourmente le peu d'intuition qu'on
avait de lui. Qu'en restera-t-il ? Cette conférence sera
également l'occasion d'admirer
quelques beaux monochromes, de lire des citations
bibliques, d'admirer Albert Einstein en bonne compagnie, et de
s'emporter et de frémir comme Ernst Mach contre ce "monstrueux espace
absolu".
Kasimir Malevitch, La cavalerie rouge, 1918
Lundi 1er février, 10h00, auditorium de la Bibliothèque : Les particules élémentaires existent-elles ? (seconde partie)
Au
tout début du XXème siècle, on l'a vu, le triomphe de l'atome
s'accompagne de la mort de l'atomisme démocritéen, monde de petits
êtres rigides s'entrechoquant ou s'accrochant. Les atomes de Bolzmann
ou Maxwell ne sont plus que des points mathématiques soumis à des
forces qu'on croirait aristotéliciennes. Deux décennies plus tard,
alors que la physique semblait pourtant rendre compte de la totalité
des phénomènes physiques, un four chauffé à blanc sera le tombeau
définitif du bon sens, et le terreau d'une nouvelle physique, la
mécanique quantique, dont l'ontologie reste encore à trouver. Avec la
théorie quantique des champs, nous abandonnerons tout espoir de salut
classique, et prendrons quelque plaisir à renouer des liens avec les
grecs. Nous serons chahutés par les nouvelles formes de particules,
interloqués par les audaces des théoriciens, et même choqués par des
nominalistes du moyen-âge.
Frantisek Kupka, Femme cueillant des fleurs, 1910
Lundi 14 décembre, 10h00, auditorium de la Bibliothèque : Les particules élémentaires existent-elles ? (première partie)
On a tous l'image d'un atome, un petit tas de billes qui se tiennent chaud autour duquel virevoltent d'élégants électrons. Finalement assez peu soucieux de connaître la nature réelle de ces éléments, les physiciens ont échafaudé une fantastique théorie, le Modèle Standard, qui connaît depuis trente ans les succès prédictifs expérimentaux les plus éclatants dans le domaine de l'infiniment petit. Ce qui est tout à fait étonnant, c'est que tout le monde s'accorde actuellement pour dire que le Modèle Standard a fait son temps, et qu'une nouvelle théorie le détrônera, s'enfonçant bien plus profondément encore dans les mystères de la matière et des forces qui la dominent. D'où peut bien venir ce malaise, cette insatisfaction devant un succès aussi impressionnant ? En essayant de répondre à cette question, nous nous interrogerons sur ce que les physiciens attendent d'une théorie des composants ultimes des choses. On verra que de très vieux débats philosophiques n'ont pas cessé d'alimenter et d'orienter les théories des physiciens. On rendra bien sûr visite aux atomes crochus, mais aussi à la Trinité, à d'étranges poissons afro-américains et la musique de cordes minuscules.
Un boson de Higgs... imaginé par le Cern
Lundi 23 novembre, 10h00, auditorium de la Bibliothèque : Mais de quoi parle l'astronomie ? (seconde partie)
Le système de Copernic
n'était pas spécialement plus précis que celui
de Ptolémée, juste un peu plus simple et élégant. Mais ils différaient
fondamentalement : le centre de l'Univers passait de la Terre au
Soleil. Comment deux théories physiques qui se représentaient le monde
aussi différemment pouvaient-elles être équivalentes du point de vue
des faits ? A partir de cette question,
nous continuerons, à travers l'histoire de l'astronomie, à questionner
la physique. Nous aborderons le problème crucial de la distinction
entre métaphysique et physique, et nous verrons que la réponse n'est
pas aussi simple qu'elle en a l'air. Poincaré, Carnap, Popper, Duhem,
Newton, Tycho Brahé et Gotlib alimenteront le débat.
Uraniborg, le palais
astronomique de Tycho Brahé
Lundi 19 octobre, 10h00, amphi Jussieu, la Doua : Mais de quoi parle l'astronomie ? (première partie)
Premier grand succès des mathématiques pour prédire des phénomènes physiques, l’astronomie n’a pourtant eu d’unité que le nom. Cette science annonçait des phénomènes aussi complexes que les éclipses depuis des millénaires ; Le Verrier a su que Neptune existait avant qu’on la découvre ; en 1916, un autrichien dans les tranchées a prédit sur le papier l’existence de trous noirs. Pourtant, du système de Ptolémée à la relativité générale d’Einstein en passant par la gravitation universelle de Newton, les théories qui ont permis ces prédictions non seulement reposent sur des structures mathématiques qui n’ont rien à voir les unes avec les autres, mais plus surprenant encore, possèdent des conceptions de l’espace, du temps, de la matière et des forces sans aucun point commun. Comment une science avec des points de vue aussi divergents de l’univers a-t-elle pu avoir autant de succès ? On peut légitimement être pris de doute : le monde dont nous parle l’astronomie a-t-il un lien avec le monde réel ?
Zoloty, un chien de Pavlov
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Coups de théâtre en mathématiques
: cycle de conférences donné par Vincent Borrelli