Microphysique : la différence fondamentale avec le monde macroscopique

[Bachi]

Voici quelle est la question (assez fréquente) :
"Dans le cadre d'un mémoire de sciences humaines et pour expliquer l'artefact en expérimentation sur des sujets humains, j'en arrive à un moment, lors d'une digression, à expliquer qu'il est impossible d'observer un phénomène même physique sans en même temps le modifier - l'observation elle-même modifie le phénomène. "

Si du haut d'une falaise, tu observes une grosse houle qui vient
briser sur la grève en bas, ton observation ne dérange pas le
phénomène.
Pourquoi ? Tes yeux sont sensibles à de la lumière, en provenance du
Soleil, et qui est renvoyée par l'eau. Je passe sur les complications
de diffraction par le bleu du ciel, et éventuellement de réflexion sur
la Lune, si tu observes de nuit. L'important est que cet impact de la
lumière du Soleil sur l'eau des vagues, est complètement négligeable
devant les forces de surface, la gravité, les effets du fond, des
rochers et des autres vagues, et les effets du vent. Et la lumière est
PLUS PETITE que les vagues que tu veux observer.

Tandis que tu n'as rien de négligeable pour observer un électron. Un
électron est déjà ce qu'il y a de plus petit et de plus léger. Donc
c'est fini de rêver à observer sans agir pour modifier. Il n'y a plus
d'observation sans interaction notable.
La lumière visible est au moins dix mille fois plus grande qu'un atome,
donc elle ne te renseignera en rien sur l'intimité d'un atome.

Alors de la lumière de fréquence plus élevée, un rayon gamma, de
fréquence suffisamment élevée, de petite longueur d'onde ? Et BANG !
Déjà à fréquence de rayon X, il va éjecter un électron. Tu ne sais ni
lequel (les électrons sont tous indiscernables entre eux), ni où, ni quand.
Ton rayon X est ionisant. Et il est encore bien plus grand qu'un atome.
Encore plus fin ? Encore plus fort ? BANG ! Voilà qu'un gamma de 1022 keV
se matérialise en percutant un nuage électronique : il en sort deux
électrons et un positron, qui tous partent dans des directions que tu
n'avais pas prévues ! Ou tu ne vois rien du tout, ou tu chamboules
tout. Et tu ne sais même pas où et quand tu vas chambouler tout...
Du reste, pour produire un gamma, tu vas faire comment pour commander
d'où il part, dans quelle direction, à quel moment ? Tu peux commander
les réactions nucléaires, toi ?

Je passe sur le cas où tu commandes tes gammas grâce à un synchrotron
sérieux.
Tout ce que tu peux faire, c'est choisir et agencer ton dispositif
expérimental pour qu'il mesure TELLE caractéristique qui t'intéresse
plus que les autres. Cette interaction de mesure ne pourra jamais être
rendue négligeable. Elle change tout.

Enfin, quoique très souvent invoquée par les gens des sciences humaines,
on peut douter de la validité de la métaphore. L'interaction du chercheur
en sciences humaines avec ce qu'il prétend observer, mérite une théorie
à elle seule. Une théorie autonome.

[double6]

Bachi,

Voici exactement le probléme de la base philosophique dont je parlais hier. Einstein a faillit perdre la boule avec ce principe d'incertitude et avait dit que "Dieu ne joue pas aux dés" sans jamais trouver la réponse ou meme une ébauche de réponse. Le probléme est que tu ne peut pas mesurer avec exactitude par exemple la position de l'electron, car tu intervient et pourrait changer la vitesse, la direction ou un autre paramétre. Donc il ne reste que l'estimation, les probabilités et donc l'incertitude. Heisenberg avait fait beaucoup de travail sur cela à l'epoque. Sincérement c'est un probléme métaphysique avant tout à mon avis. L'univers fonctionne t'il de façon propabilistique ou de façon deterministique? Je ne sais pas, mais je vois que dés le début c'est Aristote, l'éléve de l'éleve du prof qui a eut le dessus sur Socrate le prof éxécuté et depuis la science a pris le chemin de la science deterministique. Ca peut paraitre banal tellement cette ecole metaphysique a pris le dessus de façon forte et diriger la réflexion scientifique, mais vouloir toujours tout catégoriser n'est pas forcement la meilleur solution. Faire de l'espace et du temps des catégories, puis classer donc catégoriser la vitesse, catégoriser la position, etc... en utilisant l'intersection, l'union etc... de tout ces domaines, puis faire un catalogue de toutes ces categories et appeller les propositions logiques qui régissent le tout "sciences"? Pourquoi forcement choisir cette voie? Et si la réponse résider dans une autre approche des concepts de la physique meme? Une approche basée sur la théorie des formes de Socrate et les probabilités? La majorité des scientifiques ont eut tendance instinctivement à mettre au pas cette approche de l'à priori en faveur d'une approche de l'à posteriori. Une approche ou tout est basé sur l'experimentation à posteriori par l'homme ou sinon rien. Les approches à priori telles que celles des probabilités furent reduites à de vulgaires outils destinés à servir cette approche dominante dans toutes ses formes. Peut etre une erreur d'approche fut elle commise il y a déjà quelques milliers d'années et ce n'est qu'aujourd'hui qu'on est face à un progrés tel que cela devient évident? Mais les scientifiques sont trop absorbé par cette approche dominante pour "trouver le temps" de considerer l'autre. Ca ne durera pas eternellement je pense. Socrate n'etait pas si fou que ca.

[melanco]

Heisenberg avait fait beaucoup de travail sur cela à l'epoque. Sincérement c'est un probléme métaphysique avant tout à mon avis. L'univers fonctionne t'il de façon propabilistique ou de façon deterministique?

c'est un des postulat de la mecanique quantique
ca rest un postulat jusqu'a ce qu'on peu mesurer la position d'un electron sans le perturber avec nos appareil de mesure parce que en meme temps qu'en mesure la position notre electron ou bien plus precisement "etat" evolu dans le temps.
tan qu'on manque d'information, la meilleur facon de decrire un systeme et de la facon probabilistique , c'est mon avis

[Thirga.ounevdhou]

J’ai mal aux yeux, je dois imprimer pour pouvoir lire.
Merci .

Bachi : l’atome, le noyeau et l’electon : Sa très petite taille lui permets d’échapper a beaucoup de choses, entre autres ses vraies conditions ..Hier c’était le temps et aujourd’hui encore la lumière…Vraiment, je vous félicite pour le choix de ces thèmes assez importants, et surtout pour vos réflexions très intelligentes et poussent a réfléchir et a rechercher.

[double6]

Oui tout à fait melanco. Mais ce que je veut dire c'est que le probléme est là justement. Ca reste un postulat. Personne ne pense à ré-explorer toute la science atomique en partant de postulats confirmés par des conclusions deterministiques basée sur l'experience, et reprendre à partir de postulats et recommencer jusqu'a arriver à ce probléme. L'ecole du déterminisme est déterminée à traiter ce postulat de façon deterministique. Ils esperent encore pouvoir un jour mesurer avec precision la position d'un electron. Ben bonne chance. Je parie moi qu'ils n'arriveront pas et se rabatteront tot ou tard sur une logique de deduction plutot que d'observation. A force de se prendre pour le centre du monde Mais bon, ca ne m'inquiete pas outre mesure. Je suis plutot inquiet pour le type qui osera le faire. Ce n'est pas la premiere fois dans l'histoire de l'humanité tu sais. Socrate a ete executé, Galiléo l'a raté de peu si ce n'etait son amitié avec le Pape (ca ne suffisait pas à l'eglise de voir quelques clichés du ciel pour croire, ils voulaient toucher presque les planétes, le systéme solaire... itoukbou el sma ou yekhourdjou menou quoi. Et gare à celui qui oserait dire que c'est possible à l'epoque)... j'espere que le type qui résoudra ce probléme sera bon copain avec un puissant lui aussi. Puis la science deterministique reprendra certainement le dessus de façon ingrate. Comme d'hab quoi... Et les philosophes retourneront à leur etat de rats de bibliothéques, critiquer tout ce qui découlera de cette science. Jusqu'au prochain probléme de taille qui forcera la remise en cause à nouveau du determinisme...

A+

[Bachi]

Werner Heisenberg et Born sont les pères du principe d'incertitude, appelé aussi principe d'indétermination. Il a été adopté rapidement par Niels Bohr

Voici ce que dit essentiellement ce principe fondamental de la mécanique des quantas :

il est impossible de connaître, avec précision, à la fois la position et la vitesse d'une particule. Appliqué à un électron, cette particule ne peut posséder à la fois une position et une vitesse précises.

Quant à Einstein, il fut à partir de ce moment déclassé. Il n’a admis cet axiome que vers la fin de sa vie.

Je ne sais pas si le récit est authentique, mais cela ressemble beaucoup aux personnages :
- Dieu ne joue pas au dés! s’indigne Einstein dans sa fureur de physicien buté
- Qui es-tu pour dire à Dieu ce qu’il doit faire ! réplique Bohr

[double6]

Tiens je conaissais pas la répolique de Bohr. Elle m'a fait rire.

[melanco]

le principe d'indetermination touche
la position et l'impulsion
le temps et l'energie

Puis la science deterministique reprendra certainement le dessus de façon ingrate. Comme d'hab quoi

qu'en pense tu de l'effet photoelectrique pour lequel einstein a eu son prix nobel? est ce einsetin n'etait pas avec lui meme en contradiction

[Stanislas]

http://www.cmontmorency.qc.ca/sped/pps/bohr.pps

Un excelent lien sur la vie de Niels Bohr

Un cadeau pour double6, toi qui aime Niels bohr et l'economie aussi :

Un billet de banque Danois, ou Niels Bohr est représenté.

[abanna]

bonsoir
les amis c'est un régal pour l'esprit.. heu une petite suggestion un peu de vulgarisation pour les gens dont les notions de physique remontent à mathusalem biensûr si vous le voulez bien .
merci

[Tizinissa]

Bonjour.

Je sais que ce n’est la que l’introduction au vrai sujet du Topic, cependant j’ai 3 questions a te poser avant de continuer la discution :

L'important est que cet impact de la
lumière du Soleil sur l'eau des vagues, est complètement négligeable
devant les forces de surface, la gravité, les effets du fond, des
rochers et des autres vagues, et les effets du vent

1-qu’est ce tu veux dire par impact : force, pression, quantité de masses .. ?
2-comment tu effectue normalement la somme des « impacts » en vert ? methode algebrique ou numerique ? et si c’est numerique emploie tu un logiciel precis et ds ce cas lequel ?

Et la lumière est
PLUS PETITE que les vagues que tu veux observer.

3- peux tu stp developper un peu car il s’agit la (lumiere –vagues) de deux choses (grandeurs) incomparables alors on ne peut pas dire que la Lumiere est plus petite que vagues ?!

Merci BACHI

[sorrowheart]

malgrès le fait que mes cours de physique sont loin, même un peu loin, je vais essayer de te répondre, avec des connaissances assez primitive par rapport tous ce qu'est dit:

qu’est ce tu veux dire par impact : force, pression, quantité de masses .. ?

L'ensemble des thèories sur la lumière sont basé soit sur l'aspect corpusculaire ou ondulatatoire. Donc un choc, dans ce cas, et à mon avis, peut etre traiter aussi de deux manières:
soit un choc corpusculaire qui fait intervenir l'energie cinétique des deux corps (choc élastique ou inélastique)
soit un choc ondulatoire par l'interférence de deux ondes: lumière et vague.

peux tu stp developper un peu car il s’agit la (lumiere –vagues) de deux choses (grandeurs) incomparables alors on ne peut pas dire que la Lumiere est plus petite que vagues ?!

dans ce cas, et à mon simple avis, on peut utiliser les théories des régularisations sans hésitation: je cite, à titre d'exemple, les techniques de changement d'échelle, l'homogéneisation, les méthodes asymptotique, etc...


ben, je crois!

[Tizinissa]

Merci Sorow,

C'est que j'aimerais bien avoir, si posible, une reponse un peu plus precise. Pour le moment je travaille sur un projet d'un institut de recherche pour un probleme de fuite de diesel stocké dans des grands bassins.

D'apres tous les mesures il y a une fuite qu'on á supposé du a "l'evaporation" (je sais pas le mot en francais) dans l'air et c' est ce qu'on veut maintenent trouver a l'aide de simulation. Mais les premiers resultas n'etait pas satisfaisante vu qu'on a negligé , entre autre, l'effet de la lumiere (naturelle et artificielle), maintenant je prepare un nouveau modelle de simulation ou ils sont aussi introduit.
Le probleme c'est qu'il y a plusieurs parametres a prendre en consideration soit tout seul soit en groupe. Ceci est aussi important pour le temps que prendrait la simulation que pour sa precision.
C'est pour cela que je suis intervenu ici car Bachi parlait d'une these ce qui peut porter en lui des notions nouvelles capables d'etre integrer dans ce modelle.

[Bachi]

Désolé de ne pas être aussi clair que je le voulus.
J'ai pourtant vulgarisé au point de faire dans l'approzimatif. Mais bon...
Dans ce post, je tente d'expliquer la différence notable entre les modifications qu'entrainent l'observation dans les monde macro et micro sur les phénomènes observés.

1) L'important est que cet impact de la lumière du Soleil sur l'eau des vagues, est complètement négligeable devant les forces de surface, la gravité, les effets du fond, des rochers et des autres vagues, et les effets du vent.

Quand un observateur observe une vague, la modification qu'il entraine sur le phénomène ( la houle) observé est négligeable devant le reste des paramètres qui influent sur la physique de la houle.

3)

Et la lumière est
PLUS PETITE que les vagues que tu veux observer.

La lumière ( seul paramètre pouvant être modifié ) est tellement plus petite ( dans le sens mécanique) que les vagues observées.

[sorrowheart]

grossièrement, d'après ce que j'ai compris, tu voulais insérer l'effet d'évaporation dû surement à l'effet de chaleur......hummm

je ne sais pas comment tu es entrain de procéder pour la modélisation de ton problème, mais dis moi peut-on insérer une conditions aux limites suplémentaire?...si c le cas, je crois un flux dû à cette évaporation pourra faire l'affaire.....donc, si tu procède par elements finis, un modèle thermo-quelques chose fera largement l'affaire....ton modèle ne le change pas...juste tu dois faire un couplage par itération sur chaque point d'intégration....et n'oublie pas l'effet de la chaleur latente dans ton équilibre.....j'espère que ca t'aidera.