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La théorie du tout: un idéal esthétique

L'homme essaie depuis des temps immémoriaux de comprendre comment fonctionne la nature. Il observe des phénomènes autour de lui et cherche à en expliquer les causes, que ce soit par des divinités contrôlant certaines sphères de la nature (pour les Grecs, Poséidon contrôlait les phénomènes reliés à la mer) ou encore par ce que nous appelons aujourd'hui la science physique.

La physique est la science de la nature. Pour qu'un résultat soit valide au niveau de la physique, il faut qu'il soit mesurable et reproductible par expérience.

Or, au cours de l'histoire, il est fréquemment arrivé qu'une théorie physique soit mise au point pour expliquer un phénomène de la nature et que, par extension, cette théorie explique d'autres phénomènes. Un exemple célèbre est la théorie de la gravitation universelle de Newton. Newton développa cette théorie pour expliquer comment les corps tombaient sur la Terre (sa fameuse pomme). Il s'avéra qu'avec cette même théorie il soit aussi possible d'expliquer comment les planètes du système solaire tournent autour du Soleil. Ça a été un vif succès.

Ce genre d'extrapolation du domaine d'application d'une théorie physique plait beaucoup à l'esprit de l'homme: il y a un certain esthétisme dans cette conception. Certains scientifiques, dont Einstein, en sont venus à croire que la nature devait se comporter de la sorte, que toutes les théories physique doivent être reliées entre elles.

Il y eut plusieurs réussites qui pourraient justifier une telle conception de la nature. Pensons aux relations qui existent entre l'électricité et le magnétisme ou encore entre la mécanique quantique et la chimie. Dans l'histoire de la physique, plus les modèles deviennent complets, plus il semble qu'ils soient reliés entre eux.

Mais, rappelons qu'une théorie physique se doit d'expliquer la nature, une observation ou un phénomène inexpliqué et non répondre à des canons esthétiques. C'est la recherche de réponses à ces questions qui a motivé les avancées dans cette science et, tel qu'écrit plus haut, c'est même la base de la physique.

La théorie du tout est un modèle, ou une théorie, qui unifierait tous les phénomènes physiques, du nucléaire au niveau macroscopique (cosmologie). Il s'agit en fait d'une théorie qui expliquerait, ni plus ni moins, tous les phénomènes physiques de l'Univers.

Mais, même si demain matin quelqu'un inventait une théorie du tout valide, il n'y aurait aucune expérience qui permettrait de valider cette théorie. Cette théorie a pour postulat que la nature doit obéir à une idée esthétique que nous nous faisons d'elle, elle ne répond pas à une observation ou à un phénomène que nous ne comprenons pas. C'est le chemin inverse de ce qui est à la base de la physique, on construit une théorie et ensuite on observe la nature pour trouver un phénomène qui la justifierait.

Albert Einstein lui-même a passé la majeure partie de sa vie à tenter de trouver un modèle unificateur des forces de la nature. Il n'aimait pas la mécanique quantique, celle-ci ne convenant pas à l'idée qu'il se faisait de la nature; son fameux « Dieu ne joue pas aux dés ».

Il faut avoir un orgueil infini pour prétendre connaître ce que Dieu fait ou ne fait pas. Nous n'en savons rien. Ce que nous pouvons faire, c'est observer, tenter de comprendre et d'expliquer.

Je suis un objecteur idéologique de la théorie du tout: ce n'est pas de la physique, c'est de l'esthétisme.

5 commentaires à « La théorie du tout: un idéal esthétique »

  1. Patrice Levesque
    20 août 2006 | 14:08

    [[Mais, même si demain matin quelqu'un inventait une théorie du tout valide, il n'y aurait aucune expérience qui permettrait de valider cette théorie.]]

    Et pourquoi tout-à-coup aucune expérience ne pourrait valider la théorie? Lorsqu'ont été réunies les théories de l'électro-magnétisme, est-ce que subitement il n'existait plus d'expériences pour prédire les phénomènes électriques ou magnétiques? Si demain matin on unissait la gravité aux autres Forces dans une nouvelle théorie, qu'est-ce qui dit qu'il n'existerait plus d'expériences? Pourquoi à une autre échelle ce serait différent?

    Il existe des théories (commes les cordes) qui n'ont rien de démontrable, ça n'implique pas que toute unification de théories implique du dogme.

    [[C'est le chemin inverse de ce qui est à la base de la physique, on construit une théorie et ensuite on observe la nature pour trouver un phénomène qui la justifierait.]]

    Sauf erreur, on a découvert Neptune à partir du modèle qu'on avait (et non des observations); le neutron a aussi été prédit par la théorie avant sa découverte.
    La plupart des découvertes dans le domaine de la physique sub-atomique sont faites sur du papier quadrillé avant d'être perçues dans un accélérateur. Un exemple d'esthétisme mal placé? j'en doute fort.

    Est-ce qu'Einstein s'est placé dans une fusée avec un chronomètre pour démontrer la dilatation du temps? non. Les exemples pullulent où le modèle a été créé avant l'expérience et où l'expérience beaucoup plus tard a démontré le bien-fondé de la théorie. Doit-on rejeter la physique théorique? Je pense pas.

    [[Mais, rappelons qu'une théorie physique se doit d'expliquer la nature, une observation ou une phénomène inexpliqué et non répondre à des canons esthétiques]]

    On pourrait développer un modèle du mouvement des corps célestes tout-à-fait valide avec la Terre comme centre de l'Univers (ou n'importe quel autre référentiel). Pourquoi a-t-on un jour « décidé » que la terre tourne autour du soleil et non l'inverse? par pur esthétisme, parce que les formules pour prédire les positions sont grandement simplifiées. En soi, ce modèle géocentrique et ceux généralement utilisés ont la même valeur au point de vue de leur qualité de reproductivité et de prévision. Voilà un bel exemple où par pur esthétisme une vue de l'Univers a gagné sur une autre.

  2. 20 août 2006 | 15:12

    [[Si demain matin on unissait la gravité aux autres Forces dans une nouvelle théorie, qu'est-ce qui dit qu'il n'existerait plus d'expériences?]]

    Étant donné que la théorie d'unification ne répond à aucune question, il n'y a présentement aucune expérience qui permettrait de démontrer sa validité. Je ne dis pas qu'éventuellement il n'y en aura pas, mais pour l'instant il n'y a aucune expérience que l'humain ait imaginé, et je ne parle pas de l'existence de la technologie nécessaire pour réaliser l'expérience. Ça dépasse ce que l'homme peut imaginer!

    [[Sauf erreur, on a découvert Neptune à partir du modèle qu'on avait (et non des observations); le neutron a aussi été prédit par la théorie avant sa découverte.]]

    C'est vrai, sauf que ces théories avaient été mises au point pour expliquer d'autres phénomènes. On a dérivé ces notions de ces théories par la suite. On a pas jeté une théorie qui n'expliquait rien pour ensuite découvrir Neptune ou le neutron.

    [[Les exemples pullulent où le modèle a été créé avant l'expérience]]

    Vrai encore, mais j'insiste, l'invention de la théorie était motivée par une observation que les modèles de l'époque ne pouvait pas démontrer (l'orbite de Mercure). La théorie inventée, la relativité générale dans le cas présent, a pris des années avant de pouvoir être prouvée par l'expérience, néanmoins elle répondait à une question.

    [[On pourrait développer un modèle du mouvement des corps célestes tout-à-fait valide avec la Terre comme centre de l'Univers]]

    Tu confonds reformulation d'une théorie avec invention d'une nouvelle théorie. Le modèle avec le Soleil au centre (héliocentrisme) est bien pratique mais, si on décidait de mettre la Terre au centre du référentiel (géocentrisme), il s'agirait néanmoins de la même théorie, mais formulé autrement. L'esthétisme ici est une valeur ajoutée, elle n'est pas nécessaire à la théorie.

  3. Stefan
    27 août 2006 | 19:06

    La théorie du tout est un modèle, ou une théorie, qui unifierait tous les phénomènes physiques, du nucléaire ou niveau macroscopique (cosmologie). Il s'agit en fait d'une théorie qui expliquerait, ni plus ni moins, tous les phénomènes physiques de l'Univers.

    Personnellement, je crois que c'est plus qu'une question d'esthétique. Je m'explique mal que l'Univers soit discret. Il faut que les lois qui régissent l'Univers soient reliées. Je ne vois pas comment ont pourrait avoir un ensemble de lois pour le très petit et un ensemble de lois pour le trés grand et qu'il n'y ait aucun lien entre ces ensembles de lois même si le très grand est constitué du très petit. Je ne pense pas qu'il y a une équation qui explique tout, mais plutôt qu'il y a un ensemble de lois reliées qui peuvent expliquer tout.

    On pourrait développer un modèle du mouvement des corps célestes tout-à-fait valide avec la Terre comme centre de l'Univers (ou n'importe quel autre référentiel).

    En fait, la communauté scientifique accepte une théorie une fois qu'elle est capable de prédir quelque chose qui était inconnue auparavant. On pourrait toujours arranger une théorie en rajoutant de la complexité pour qu'elle réponde aux connaissances du jour, mais si on découvre qqchose de nouveau, il faut que la théorie soit capable de prédire cet inconnu. Ce que beaucoup de théorie farfelu sont incapable de faire. Ainsi mettre la terre au centre demanderait un énorme effort afin d'expliquer tous les mouvement bizarres des planètes, mais en plus la découverte d'une nouvelle planéte déferait toute la théorie.

    Étant donné que la théorie d'unification ne répond à aucune question, il n'y a présentement aucune expérience qui permettrait de démontrer sa validité. Je ne dis pas qu'éventuellement il n'y en aura pas, mais pour l'instant il n'y a aucune expérience que l'humain ait imaginé, et je ne parle pas de l'existence de la technologie nécessaire pour réaliser l'expérience. Ça dépasse ce que l'homme peut imaginer!

    Mais il y a une grande quantité de questions qui ne sont pas résolues et qui pourraient l'être par une théorie de l'unification des 4 forces fondamentales, dont:
    * comment se comporte les trous noirs (qui sont la combinaison de l'infiniment grand et de l'infiniment petit)
    * qu'est-ce qu'il s'est passé au tout début de l'Univers?
    * qu'est-ce que la masse manquante de l'Univers?

    Il existe des expériences qui permettent d'observer la masse manquante. Évidemment, si on avait une explication de ce que c'est, on pourrait plus facilement construire un détecteur.

  4. 10 janvier 2008 | 9:11

    Excusez-moi, j'ai du mal à supporter les fautes d'orthographe et de grammaire, surtout dans un texte ayant trait à la science. En revanche, cela m'est parfaitement égal lorsqu'il s'git de propos badins et/ou insignifiants qui relèvent davantage du goût pour le papotage et le commérage que pour la vraie discussion, comme on en trouve dans maints forums. Je ne peux donc m'empêcher de vous signaler les fautes relevées:

    "essait" pour "essaie"
    "controllant" pour "contrôlant"
    "controllait" pour "contrôlait
    "venu" pour "venus"
    "une phénomène" pour "un phénomène"
    "avancés de la science" pour "avancées de la science"

  5. 10 janvier 2008 | 9:27

    Merci pour votre effort. J'ai apporté les corrections.

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