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Le blog des Bactéries et de l'Evolution

Les expériences de pensée

16 Décembre 2006 , Rédigé par Benjamin Publié dans #Divers Sciences

J'ai longtemps pensé qu'à l'exception des mathématiques, les sciences progressaient grâce à l'expérience et non par la démonstration formelle. Il faut avouer que cet état d'esprit convient très bien à la biologie, dont les sujets d'étude sont complexes et surtout imprévisibles. J'ai donc toujours douté des "expériences de pensée",jusqu'à ce que Colin Bruce me donne tort dans son livre "élémentaire, mon cher Watson!", qui vulgarise la physique, notamment quantique, en pastichant les aventures de Sherlock Holmes (lecture chaudement recommandée). Ceux qui connaissent un peu les romans originaux de Conan Doyle ne seront pas surpris d'apprendre que l'expérience de pensée reproduite ci-dessous est prêtée par Bruce au personnage de Mycroft Holmes, frère du détective et dont la particularité est de résoudre des problèmes depuis son fauteuil.

Le constat est le suivant : la physique des Grecs anciens, notamment d'Aristote, prédisait que la vitesse de chute dépendait de la masse de l'objet, ce qui fut réfuté des siècles plus tard par Galilée. Expérimentalement, bien sûr. Dans ma jeunesse, l'accélération de la pesanteur invariante selon la masse m'a longtemps paru contre-intuitive, mais je ne devais pas être assez malin, car Mycroft propose une ingénieuse expérience de pensée pour s'en convaincre.

Imaginons deux briques identiques en chute libre ; nous sommes convaincus qu'elles tombent à la même vitesse. Imaginons maintenant un cheveu reliant les deux briques ; nous sommes convaincus que les deux briques chutent toujours à la même vitesse, vitesse qui est celle d'une troisième brique identique aux deux premières, mais isolée. Pourtant, qu'est-ce qui différencie deux briques reliées par un cheveu d'une brique deux fois plus lourde? rien! De même, deux briques accolées tombent à la vitesse d'une brique deux fois plus lourde, donc la vitesse de chute est indépendante de la masse*. QED.

Mais si l'on veut aller plus loin, pourquoi ne pas confier des expériences de pensée à des machines faites pour penser efficacement, des ordinateurs?
C'est malheureusement impossible, car la simulation informatique, reflexion confiée à une machine, est bien plus proche de la démonstration formelle, car son résultat dépend des hypothèses explicitement utilisées. Or, les expériences de pensée ne sont pas tout à fait inventées, mais plutôt conçues par analogies avec les expériences vécues. Cet aspect les rapproche donc de la science expérimentale, à ceci près que les expériences réelles sont mieux contrôlées, car réalisées dans un but précis, et bien... réelles, donc (idéalement) débarrassées de l'influence de l'intuition. Vous vous doutez qu'on ne peut se contenter de l'intuition seule, grâce à laquelle on n'aurait jamais "découvert" la physique quantique, ou d'après laquelle je croirais toujours que les objets chutent d'autant plus vite qu'ils sont lourds. Je pense que l'expérience de pensée peut fonctionner mais dans un champ assez réduit, hors duquel la connaissance avance par expériences interprétées, démonstrations formelles et pourquoi pas, modélisation (voir l'article sur la Pangée et le très bon commentaire qui en discute).

*Ceci est bien sûr rigoureusement exact dans le vide, mais la démonstration reste valable. La connaissant, on doit donc rechercher dans la mécanique des fluides, etc. les explications de tous les écarts à la règle observés. Par exemple, du fait de la poussée d'Archimède, un kilogramme de plume (non compactée) devrait tomber moins vite qu'un kilogramme de plomb.

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Foster 20/12/2006 17:25

Moi j'aime bien les explications simples ! Pour tenter tous les jours d'expliquer des trucs pas évidents à des incultes à qui le charmant nom de mitochondrie ou bactéries pathogènes est totalement inconnu ... Remarque, la semaine dernière ils ont découvert le mot Chlorophylle (comme dans les chewing-gum madame ??) ...
Foster, présidente de Blondonormalité =0)
 

seven 17/12/2006 17:12

salut, d abord ton blog, que j ai découvert  depuis peu, est bien intéressant. Je me suis bien amusée en lisant les échanges un tantinet virulents autour de l article sur la Pangée...
Bref. Je suis bien d accord avec ta conclusion. Peut-être cependant nous manquons-nous juste de recul pour que les expériences de la pensée seules soient suffisantes. Les expériences interprétées, démonstrations formelles et modélisation, n étant "que" des outils. Peut-être que du coup, c'set nous qui sommes limités, pas les expériences de la pensée. t'en penses?

Matthieu 16/12/2006 21:19

un mètre cube de plume tombre à la vitesse d'un kilogramme de plomb.heu comment dire... soit j'ai pas compris ce que tu as dis, soit tu as dis un truc bizarre, là.

Benjamin 16/12/2006 23:31

j'avais écrit un truc bizarre, c'est vrai, et à plusieurs niveaux.