Qu'est-ce que la science ?

[charles.muller]

Je suggère que l'on est un peu trompé par la polysémie du mot "modèle" ou par la représentation que l'on s'en fait.

Je vais prendre un exemple : l'article qui restera sans doute comme l'un des plus influents pour toute la biologie du XXe siècle, la structure en double hélice de l'ADN et l'explication conséquente de sa semi-réplication (Watson Crick 1953), est pour moi un modèle. Pas d'informatique, pas de "lois" fondamentalement nouvelles (en physique ou en chimie), juste un "schéma" d'organisation de la matière permettant d'expliquer élégamment plusieurs phénomènes propres au vivant à l'échelle moléculaire. Je ne doute pas que cela soit de la science.

Si je reviens au climat, le sens du mot modèle est aujourd'hui différent. Le modèle numérique n'est pas inventif en soi, il cherche seulement à reproduire l'objet Terre afin de faire des expériences sur certains paramètres. Il est bien sûr truffé de mathématiques, de lois physiques et chimiques très solides, qui organisent les calculs. Je ne doute pas non plus que cela soit de la science. Mais le statut du modèle est ici un peu différent que dans mon cas ci-dessus. C'est bien plus un outil du chercheur qui n'est pas porteur en soi d'une innovation sur les mécanismes du climat.

[Invité]

Si je reviens au climat, le sens du mot modèle est aujourd'hui différent. Le modèle numérique n'est pas inventif en soi, il cherche seulement à reproduire l'objet Terre afin de faire des expériences sur certains paramètres. Il est bien sûr truffé de mathématiques, de lois physiques et chimiques très solides, qui organisent les calculs. Je ne doute pas non plus que cela soit de la science. Mais le statut du modèle est ici un peu différent que dans mon cas ci-dessus. C'est bien plus un outil du chercheur qui n'est pas porteur en soi d'une innovation sur les mécanismes du climat.

là tu introduis la notion d'inventivité qui est différente de la notion de science telle que décrite dans le dictionnaire.

Lorsque l'on prend l'exemple du climat on l'analyse en fonction des lois de thermodynamique que l'on connait.

On peut dire que l'on fait de la science , avec, ou sans, l'outil "modèle numérique".

Le modèle fait partie de la science.

Il en constitue un moyen, majeur, d'étude.

Bien sûr tout le monde sera d'accord, j'espère, qu'il existe une science de la modélisation.

Par contre si l'on considère l'établissement de "lois" scientifiques, qui sont, comme le rappelle holon , des modèles de la réalité et non pas la réalité, il est clair que le modèle ne sait pas, pour le moment, faire.

Néanmoins dans l'absolu, rien ne contredit qu'il ne sache jamais le faire.

[charles.muller]

Par contre si l'on considère l'établissement de "lois" scientifiques, qui sont, comme le rappelle holon , des modèles de la réalité et non pas la réalité, il est clair que le modèle ne sait pas, pour le moment, faire.

Néanmoins dans l'absolu, rien ne contredit qu'il ne sache jamais le faire.

D'accord sur tout sauf la dernière précision.

A moins de faire des hypothèses audacieuses sur les progrès de l'IA, je doute à brève échéance qu'un modèle climatique nous sorte l'équivalent des lois de conservation de l'énergie. A la limite, il peut éventuellement sortir un comportement non expliqué par les lois actuelles, ce qui pousse le chercheur à creuser et à définir de nouvelles lois.

[Invité]

D'accord sur tout sauf la dernière précision.

A moins de faire des hypothèses audacieuses sur les progrès de l'IA,

je t'accorde que ce n'est pas pour tout de suite.

Mais puisque nous bénéficions d'un sujet général, clône de milliers d'autres sujets du même type que l'on pourait trouver sur FS, par exemple, j'en profite pour apporter ma petite dose de science-fiction.

à oublier très vite.

[sirius]

D'accord sur tout sauf la dernière précision.

A moins de faire des hypothèses audacieuses sur les progrès de l'IA, je doute à brève échéance qu'un modèle climatique nous sorte l'équivalent des lois de conservation de l'énergie. A la limite, il peut éventuellement sortir un comportement non expliqué par les lois actuelles, ce qui pousse le chercheur à creuser et à définir de nouvelles lois.

Juste qq mots dans cette discussion: je crois que vous vous faîtes une idée bien restrictive "des modèles".

D'abord, il existe toute une hiérarchie de modèles qui débouchent sur le modèle climatique.

Ca va de la petite échelle , celle où la maille est de l'ordre du mètre à l'échelle planétaire.

Ces modèles détaillés sont réalisés à partir des équations de Navier Stokes pour l'atmosphère et l'océan, de la thermo, du rayonnement, de la microphysique plus ou moins détaillée et de la turbulence.

On trouvera des modèles de convection profonde de plus grande échelle, des modèles de nuages etc...

Ces modèles sont basés sur des lois physiques mais il y a un pb récurrent avec les fluides: ce pb est crée par la turbulence qui existe à toutes les échelles. Cela fait que si on traite les pbs avec un maillage d'un mètre, on a besoin d'informations qui dépendent de l'échelle millimétrique et en dessous jusqu'à l'échelle moléculaire.

Parenthèses: En ce sens Pierre Ernest a raison: c'est parce qu'on ne connaît pas la vitesse et la position de toutes les molécules qu'on parle de chaos.

Puisqu'on ne peut pas calculer explicitement ces termes de couplage d'échelle, il faut faire qq chose. Ca s'appelle fermer les équations. Cette opération de fermeture n'est pas réservé au monde du climat: on a le même pb en aéronautique quand on s'occuppe de la turbulence générée par les profils des avions, les voitures ...enfin chaque fois qu'il y a un mouvement non laminaire dans un fluide, cad tout le temps ou presque.

On retrouvera donc toujours le même type de pb en cascade dans toute la hiérarchie de modèles.

C'est pourquoi, on a besoin d'expériences pour aider à formuler correctement cette fermeture.

Le pb avec les expériences est alors de contrôler les conditions: on n'est pas en labo (sauf en souflerie) et il faut savoir aussi si les conditions expérimentales sont ou non fréquemment observées. Ca ne sert à rien de décrire correctement qq chose qui se présente une fois sur 100 et mal les 99 autres.

D'où l'utilisation des satellites pour échantillonner correctement ces conditions.

Ensuite, on boucle, cad qu'on revient sur les modèles de petite échelle si nécessaire et à partir d'eux , on fabrique les fermetures des modèles de plus grande échelle qu'on teste à nouveau par rapport aux satellites pour évaluer la validité des processus représentés.

Cette démarche est faite pour toutes les composantes des modèles. Il est évident qu'il y a des compôsantes pour lesquelles, ça va plus vite et mieux que pour d'autres.

[sirius]

je t'accorde que ce n'est pas pour tout de suite.

Mais puisque nous bénéficions d'un sujet général, clône de milliers d'autres sujets du même type que l'on pourait trouver sur FS, par exemple, j'en profite pour apporter ma petite dose de science-fiction.

à oublier très vite.

Les modèles sont comme la plus belle femme du monde qui ne peut donner que ce qu'elle a.

Autrement dit, il n'accouchera pas d'une ligne de code supplémentaire et donc d'aucune loi physique nouvelle, par contre, si on, le confronte aux observations, il peut fixer des paramètres , privilégier tel branchement plutôt que tel autre et ainsi conduire éventuellement à l'émergence d'une loi.

[Marot]

...

Parenthèses: En ce sens Pierre Ernest a raison: c'est parce qu'on ne connaît pas la vitesse et la position de toutes les molécules qu'on parle de chaos. /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

...

Etrange parfum de déterminisme laplacien.Le chaos est tout de même nettement plus complexe que cela.

[holon]

Etrange parfum de déterminisme laplacien.

Le chaos est tout de même nettement plus complexe que cela.

Je pense que c'était une plaisanterie de la part de Sirius (smiley).Le vieux rêve positiviste est définitivement enterré pour deux raisons : chaos déterministe + mécanique quantique. PE est adepte de la provoc, mais comme avec CM, cela permet parfois d'approfondir le sujet à notre petit niveau. Il faut juste mettre le holà lorsque la propagande pointe son nez.

[charles.muller]

Il faut juste mettre le holà lorsque la propagande pointe son nez.

Tu as raison, c'est pour cela que j'ai autant de boulot ici J'analyse le démon de Laplace comme un programme déterministe pas forcément remis en cause par le chaos ou la mécanique quantique. Ce qui est remis en cause, c'est la possibilité de clore le programme déterministe, pas forcément de le poursuivre là où il est encore loin d'être achevé. En d'autres termes, l'image du démon me semble une figure heuristique plus qu'autre chose.

S'il ne nous reste demain que le (certes vaste) problème de l'indétermination quantique dans nos prévisions du climat, on sera quand même mieux avancé.

Sinon, autant je comprends à peu près que la mécanique quantique soit en partie incompatible avec le déterminisme, autant je ne le comprends pas bien pour le chaos. La tornade provoquée par le battement d'aile me semble "déterminée", non ?

[holon]

Tu as raison, c'est pour cela que j'ai autant de boulot ici /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

C'est pas la peine de chercher un prétexte, tu as ça dans le sang.

Sinon, autant je comprends à peu près que la mécanique quantique soit en partie incompatible avec le déterminisme, autant je ne le comprends pas bien pour le chaos. La tornade provoquée par le battement d'aile me semble "déterminée", non ?

C'est pour cela que l'on parle de chaos déterministe, en première approximation.De toute façon en pratique ça ne change rien.

Ta remarque montre que, il y a enfoui au fond de toi, le vieux rêve du passage à la limite : la caractérisation complète du signal correspondant au battement de l'aile du papillon.

C'est la modélisation des phénomènes naturels par la topologie de l'ensemble R (inscrite dans nos jeunes têtes) qui nous conditionne à penser ainsi. En raisonnant à l'envers, je trouve miraculeux que cet ensemble décrive aussi bien le réel aux échelles supérieures.

L'indétermination essentielle, à petite échelle est relayée par (et donc alimente) le chaos aux échelles supérieures. Ceci ruine tout espoir de prévision dans certains cas.

Ceci dit, bien des systèmes apparemment chaotiques ne le sont en fait pas tant que ça.

[charles.muller]

C'est pas la peine de chercher un prétexte, tu as ça dans le sang.

Au moins, tu es un adepte du déterminisme... génétique

C'est pour cela que l'on parle de chaos déterministe, en première approximation.

De toute façon en pratique ça ne change rien.

Ta remarque montre que, il y a enfoui au fond de toi, le vieux rêve du passage à la limite : la caractérisation complète du signal correspondant au battement de l'aile du papillon.

C'est la modélisation des phénomènes naturels par la topologie de l'ensemble R (inscrite dans nos jeunes têtes) qui nous conditionne à penser ainsi. En raisonnant à l'envers, je trouve miraculeux que cet ensemble décrive aussi bien le réel aux échelles supérieures.

L'indétermination essentielle, à petite échelle est relayée par (et donc alimente) le chaos aux échelles supérieures. Ceci ruine tout espoir de prévision dans certains cas.

Ceci dit, bien des systèmes apparemment chaotiques ne le sont en fait pas tant que ça.

Je ne sais pas trop ce qu'il y a enfoui au fond de moi, ce doit être un peu inquiétant à disséquer.

Sur ces terres que je connais très mal, bien sûr, j'avance ici de manière naïve ou intuitive ou spéculative comme on veut. En fait, ta réponse précise ce que je pense, et c'est vrai pour le chaos comme pour la quantique. L'articulation que je saisis mal est la suivante : pourquoi le fait que l'homme ne puisse prédire un événement (pour raison d'indétermination ou de chaos) signifierait que cet événement est indéterminé ou non-déterminé?

C'est aussi un peu le problème que j'ai avec le chat de Schrödinger. Je veux bien que sur une certaine période il existe une probabilité égale que le chat soit vivant ou mort dans sa boite. Mais malgré cela, le chat sera vivant ou mort quand j'ouvre la boîte, et je pourrais bien déterminer l'enchaînement de cause à effet qui a conduit du niveau micro (la désintégration du noyau) au niveau macro (la mort ou la survie du minou).

[Marot]

... Je ne sais pas trop ce qu'il y a enfoui au fond de moi, ce doit être un peu inquiétant à disséquer.

Sur ces terres que je connais très mal, bien sûr, j'avance ici de manière naïve ou intuitive ou spéculative comme on veut. En fait, ta réponse précise ce que je pense, et c'est vrai pour le chaos comme pour la quantique. L'articulation que je saisis mal est la suivante : pourquoi le fait que l'homme ne puisse prédire un événement (pour raison d'indétermination ou de chaos) signifierait que cet événement est indéterminé ou non-déterminé?

C'est aussi un peu le problème que j'ai avec le chat de Schrödinger. Je veux bien que sur une certaine période il existe une probabilité égale que le chat soit vivant ou mort dans sa boite. Mais malgré cela, le chat sera vivant ou mort quand j'ouvre la boîte, et je pourrais bien déterminer l'enchaînement de cause à effet qui a conduit du niveau micro (la désintégration du noyau) au niveau macro (la mort ou la survie du minou).

Halte là, pas de dissection à vif La "détermination" ou indétermination est la conséquence normale du déterminisme laplacien et de ses avatars comme le scientisme.

Je crois qu'il faut examiner ici successivement :

• absolu : détermination dans l'absolu à condition d'avoir la connaissance parfaite des conditions initiales, l'expression vraie de toutes les lois, etc. bref ce qui est et demeurera inatteignable.
  
• l'existence de l'homme. L'interprétation de Copenhague pose l'influence de l'observateur comme déterminante. Sur l'effet papillon, il en est de même à mon avis, l'homme libre peut faire un geste et perturber l'enchaînement qui n'aura alors plus de rapport avec le conditionnement laplacien.

Tout n'est pas déterminé, opinion personnelle.Je suis persuadé qu'il faut encore attendre deux générations pour que le déterminisme et le proportionnalisme ne soient plus les articles de foi enseignés et qu'ainsi la notion de chaos (bien mal nommé) devienne claire.

[charles.muller]

Halte là, pas de dissection à vif /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

(...)

Non, non, on va éviter, il y a tellement d'âmes sensibles sur ces forums /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

En y réfléchissant bien de ma carcasse scientiste, même pour la prédictibilité, j'ai du mal avec l'objection quantique.

La mécanique quantique me dit : le comportement d'une particule élémentaire ne peut être prédit. J'envoie un rayon X sur une pellicule sensible, je ne peux déterminer à l'avance où sera "l'impact" de chaque photon, vu que le corpuscule est aussi une onde. Bien. De surcroît, si je veux vraiment fixer le comportement de l'onde-corpuscule, j'interviens sur mon champ d'observation de sorte que j'observe l'observation et non plus le réel. Parfait.

Néanmoins, le question n'est plus la même si je passe du micro au macro, si je n'essaie plus d'analyser chaque particule subatomique et son nuage de probabilité, mais le comportement plus général de mon rayon X face à ma pellicule sur un nombre suffisant de particules et sur une durée suffisante. Là, je peux prédire ce que va se passer, sans doute de manière encore "probabiliste", mais avec un "bruit" tellement infime que j'ai quelque doute sur son effet concernant mon observation "macro". Il me manque bien des choses pour exprimer cela plus clairement. Mais je discerne mal la pertinence de la translation de l'un à l'autre champ... surtout pour les prévisions du climat.

[holon]

En y réfléchissant bien de ma carcasse scientiste, même pour la prédictibilité, j'ai du mal avec l'objection quantique.

C'est la carricature de ceux qui ont reçu une formation de biologiste : en retard d'une révolution.

[charles.muller]

C'est la carricature de ceux qui ont reçu une formation de biologiste : en retard d'une révolution.

Certes, mais si tu crois dans les progrès de l'esprit humain, il n'est pas interdit de m'informer sur les révolutions en cours, et plus précisément de m'expliquer la pertinence du comportement onde-corpuscule pour une prévision climatique - macroscopique en général. Ou "nous" (informer et expliquer) si tu penses que le sceptique a le retard dans le sang et est insensible aux lumières de la raison.

[Damien49]

La science désigne à la fois une démarche intellectuelle reposant idéalement sur un refus des dogmes et un examen raisonné et méthodique du monde et de ses régularités, et visant à produire des connaissances résistant aux critiques rationnelles, et l'ensemble organisé de ces connaissances.

[Marot]

C'est la carricature de ceux qui ont reçu une formation de biologiste : en retard d'une révolution.

Soyez sans inquiétude, Charles Muller, vous n'êtes pas seul à avoir du mal avec l'objection quantique. Si tout était simple, les physiciens auraient depuis longtemps déserté ce champ de discussion.

L'interprétation de Copenhague est généralement admise pour les calculs mais la compréhension vraie est toujours hors d'atteinte.

Le Cantique de quantiques, le Réel voilé et d'autres livres le prouvent.

[Damien49]

C'est aussi un peu le problème que j'ai avec le chat de Schrödinger

Ce n'est qu'une expérience de pensée, je te rassures

Voici l'arbre des solutions issus de cette expérience historique :

Je trouve pour ma part, la théorie de la décohérence particulierement censé et expliquant parfaitement ce paradoxe, comme n'en étant finallement pas un. C'est je pense l'explication la plus admise, dans cette nouvelle physique (quantique) qui n'en ai encore qu'à ces balbutiements de compréhension. http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9coh%C3%A9rence

[charles.muller]

Ce n'est qu'une expérience de pensée, je te rassures /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

Voici l'arbre des solutions issus de cette expérience historique :

(...)

Merci des liens. En fait, c'est un peu l'inverse et c'est cela qui ne me rassure pas : je n'ai pas de souci d'incompatibilité majeure avec la théorie quantique (preuve, selon Feynman je crois, que je n'y ai absolument rien compris /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> ). J'entends par là qu'elle ne déstabilise pas spécialement ma vision du monde et que j'accepte volontiers le comportement "étrange" des particules élémentaires à leur échelle, du moins le caractère étrange de nos descriptions de ce comportement. Ce que je ne saisis pas, c'est pourquoi ce comportement à cette échelle est avancé comme incertitude / incomplétude sur le comportement de la matière à une autre échelle (macroscopique), dans notre discussion ici.

Sinon, d'après tes liens, je dois être un habitant de Copenhague.

[holon]

Ce que je ne saisis pas, c'est pourquoi ce comportement à cette échelle est avancé comme incertitude / incomplétude sur le comportement de la matière à une autre échelle (macroscopique), dans notre discussion ici.

incertitude / incomplétude micro + chaos ------------------> imprédictibilité macro.

[Damien49]

L'expérience du chat de Schrodinger est justement un très bon cas pour s'introduire dans la compréhension de la physique quantique.

Comme tu le vois dans l'arbre, il ya plusieurs façons différentes d'y répondre. Les 2 courants majeures sont Copennague et de plus en plus maintenant la décohérence.

Voici la solution de ce probleme en l'expliquant avec la décohérence par exemple. Cela répond à ta question justement :

Les théoriciens quantiques traditionnels affirment que l'état de superposition ne peut être maintenu qu'en l'absence d'interactions avec l'environnement qui « déclenche » le choix entre les deux états (mort ou vivant). C'est la théorie de la décohérence. La rupture n'est pas provoquée par une action « consciente », que nous interprétons comme une « mesure », mais par la première interaction physique, de sorte que la cohérence est rompue d'autant plus vite qu'il y a plus d'interactions. À l'échelle macroscopique, celui des milliards de milliards de particules, la rupture se produit donc pratiquement instantanément. Autrement dit, l'état de superposition ne peut être maintenu que pour des objets de très petite taille (quelques particules). La décohérence se produit indépendamment de la présence d'un observateur, ou même d'une mesure. Il n'y a donc pas de paradoxe : le chat se situe dans un état déterminé bien avant que la boîte ne soit ouverte. Cette théorie est notamment défendue par les physiciens Roland Omnès, et le prix Nobel Murray Gell-Mann.

En gros la mesure de l'infiniment petit est valable car infiniment faible en quantité. Dès lors qu'on se place dans le macro, c'est aussi l'infiniment nombreux en quantité. Un point de rupture à donc forcément lieu entre physique quantitque et classique, à partir d'une certaine quantité de particule. Y'a d'ailleurs une des lois de la thermodynamique qui ressemble "un peu" à ce schéma de pensée --> Entropie.

L'environnement provoque l'état de rupture (chat mort ou vivant - onde ou particule ....). Le seul environnement qui ne provoque pas la rupture, c'est l'univers en lui-même dans sa globalité.

[charles.muller]

Merci de ces nouvelles précisions. Cela me rassure que mon objection de béotien ait été expliquée plus en détail par Roland Omnès ou Murray Gell-Mann.