Publié le 18 octobre 2016 Mis à jour le 18 octobre 2016
Des formules, il y en a beaucoup dans la littérature scientifique. Certaines, compliquées, ont mérité des prix Nobel, d’autres beaucoup plus simples sont la base des formules des temps modernes. Elles ont toutes révolutionné le monde de leur propre façon.
Ces formules ont été pensées avant d’être prouvées. Voici quelques expériences de pensée1 qui étaient à l’origine des plus célèbres des formules et principes, et même de toute une science à part dans la physique...
Le chat de Schrödinger
En 1935, le physicien Erwin Schrödinger a imaginé une expérience pour mettre en évidence les problèmes de la mesure dans la mécanique quantique, elle est connue par le chat de Schrödinger. Il imagina un chat dans une boite, contenant une fiole de poison qui s’ouvre à un instant aléatoire. Puisque personne ne sait quand le gaz toxique est déversé ou s’il est déversé, tant que la boite n’est pas ouverte, personne ne sait si le chat est mort ou vivant. Dans ce cas, le chat est dans un état combiné, à la fois mort et vivant.
En temps normal, le chat est soit mort, soit vivant et non pas les deux. Pourtant, d’après l’équation de Schrödinger qui régit les états possibles d’une particule de la mécanique quantique, il est possible que la superposition des deux états différents puisse entraîner un nouvel état, tant que l’observation n’a pas eu lieu.
Le paradoxe du train
Einstein est l’un des pères fondateurs de la relativité restreinte. Il avait l’habitude d’imaginer des expériences avant de chercher à les prouver. L’une de ces expériences fut appelée le paradoxe du train. Elle consiste en un train qui va à une vitesse atteignant celle de la lumière. Celui-ci passe par un tunnel qui a la même longueur que le train, mesurée dans un repère en repos. Cette longueur varie selon deux points de vue, une personne se trouvant dans le train et une autre sur la voie. D’ailleurs, pour la deuxième, le train plus court que le tunnel, alors que pour la première, c’est le tunnel qui est plus court.
Par ce paradoxe, il fut démontré que le temps dépend du référentiel où il est mesuré. Ainsi, le temps et l’espace sont relatifs.
L’expérience de la boite
Einstein a également pensé à ce qu’on appelle aujourd’hui, l’expérience de la boite. Si vous êtes à l’intérieur d’une boite, mais que vous ne savez rien sur votre extérieur. Soudain, vous vous retrouvez au sol. Quelle serait l’origine de cette chute ? La gravité qui vous a tirée vers le bas ou encore une corde qui tire la boîte vers le haut.
La conclusion d’Einstein fut que la gravité et l’accélération étaient deux phénomènes identiques et que la gravité peut tout aussi bien toucher au temps et à l’espace. C’est l’un des bases de la théorie générale de la relativité.
Expériences non physiques
Les expériences de pensée du cerveau dans un cuve ou celle de la Terre jumelle de Hilary Putnam démontrent bien que l'on peut se servir d'expériences de pensée pour démontrer la validité d'une réflexion, dans ce cas-ci que les significations ne sont pas absolues mais faites de relations.
Plusieurs philosophes en ont conçu. L'Allégorie de la caverne, de Platon, en est une des plus célèbres. Bon nombre ont servi de stimulant à une recherche plus poussée et à des réflexions qui, une fois démontrées, ont permis de dépasser la superstition et les préjugés.
Certains domaines abstaits comme les mathématiques ne sont quasiment fait que d'expériences de pensée. L'histoire du calcul du nom "pi" n'est qu'un exemple. Il a fallu y penser.
Dans l'apprentissage, l'expérience de pensée consiste à concevoir des conditions d'expérimentation et à les regarder s'animer. Imagination. curiosité, argumentation sont des qualités mises à contribution.
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1- Expérience de pensée : Il est vrai que pour prouver un fait, les scientifiques se tournent vers l’expérience réelle en laboratoire. Mais, dans d’autres cas, ils peuvent prouver ou réfuter une théorie rien que par la force de la pensée en imaginant toute l’expérience et ce qui peut en découler.
Illustration : Geralt Pixabay
Références
"Erwin Schrödinger". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Erwin_Schrödinger
"Le chat de Schrödinger". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schrödinger
"La mécanique quantique". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Mécanique_quantique
"L'équation de Schrödinger". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Équation_de_Schrödinger
"Albert Einstein". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
"La relativité restreinte". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Relativité_restreinte
"Le paradoxe du train". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_du_train
Alvexo. "Les étranges expériences de pensée d'Albert Einstein". Publié le lundi 8 août 2016.https://www.alvexo.fr/blog/lifestyle/les-etranges-experiences-de-pensee-dalbert-einstein/
"La théorie de la relativité". Wikipédia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Théorie_de_la_relativité
Cerveau dans une cuve - Wikipédia
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cerveau_dans_une_cuve
Terre jumelle - Wikipédia
https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_la_Terre_jumelle
Allégorie de la Caverne - Wikipédia
https://fr.wikipedia.org/wiki/All%C3%A9gorie_de_la_caverne
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