De Galilée à Newton

09/05/2014 16:26

Je voudrais illustrer ce rapport entre mathématiques et physique auquel nous avions abouti en revoyant avec vous l'expérience de pensée développée par Galilée pour démontrer que l'accélération subie par un corps soumis à l'attraction terrestre est indépendante de sa masse (masse pesante ou grave).

L'idée me trottait dans la tête depuis la rédaction de ma dernière note de "L'Homme Quantique" concernant l'équivalence masses grave/inerte, après avoir visionné une conférence d'Etienne Klein sur le sujet.

Cette expérience est la suivante : en l’absence de la résistance de l’air, laissons tomber ensemble une grosse pierre et une plus petite. Si Aristote a raison, la plus grosse arrive la première. Relions maintenant ces deux pierres par une ficelle. Nous pouvons dire, d’une part que l’ensemble est plus massif que la grosse pierre seule, et qu’il tombera plus vite. Mais, l’on peut également dire que la petite pierre va freiner la grosse dans sa chute et donc que l’ensemble ira moins vite que la grosse pierre seule. Nous sommes devant deux conséquences incompatibles découlant d’un seul et même principe, il faut donc que la chute soit indépendante de la masse des pierres.

Or, il y a, dans ce raisonnement un saut diachronique entre deux plans Imaginaires qui est éludé. En effet d'une part, Galilée présente la grosse et la petite pierre comme réunies dans un seul et même corps, ils sont en quelque sorte "intriqués" à un niveau conceptuel supérieur (Ik), et ensuite, il les considère comme séparés, et présente le lien qui les unit comme un "média" entre deux corps hétérogènes l'un à l'autre. Ils sont alors vus à un niveau plus élémentaires (Ik-1) que le précédent, comme des éléments d'un regroupement qui s'évanouit par le seul fait de la différenciation qu'il opère ici.

Pour le dire autrement: Galilée aborde la physique à travers un filtre logique (c'est à dire dans un langage mathématique). Son discours est du type Ik(mathématiques)=>Ik-1(physique), avec un phénomène de décohérence qui masque une indétermination liée à ce saut diachronique.

L'attitude de Newton est tout autre: il décrit l'attraction entre éléments (i.e.: au niveau Ik-1), et la théorie des champs part de ce niveau (Ik-1), pour reconstruire un "champ de gravité" au niveau Ik. Le cheminement intellectuel est ici inversé:

Ik-1(expérimentation)=>Ik(théorisation)

Galilée descend depuis le Symbolique, vers l'Imaginaire, Newton monte depuis le Réel vers l'Imaginaire. Bien entendu chacun reste en position ex-post par rapport à son discours (i.e.: chacun de ces discours est rationnel), mais quoi que l'on fasse pour faire correspondre les niveaux Imaginaires pris en considération, ce changement de posture rend les deux démarches à jamais irréductibles l'une à l'autre.

Quelque soit la façon d'envisager la gravité, il semble fondamentalement impossible d'éluder cet entre-deux Ik/Ik-1 qui signe une certaine indétermination au coeur même du concept de gravitation...

Je pense que le sujet n'est pas clos.

Hari

Note du 02/09/2017

Un lecteur est venu sur cette page hier, ce qui m'a donné l'occasion de la redécouvrir. Je pense que je ne l'écrirais plus ainsi. Ce raisonnement de Galilée n'est qu'un moment dans une pensée beaucoup plus ample, et Galilée est le père de la physique, précisément parce qu'il faisait des expériences, et non des raisonnements de sophiste.

Il n'y a donc pas "changement de posture", comme je n'ai écrit un peu vite, (les deux sont ex post: ils rapportent l'expérience à une théorie explicite).

De plus, la différence pointée ici : Ik=> Ik+1 ou Ik+1 => Ik n'est pas pertinente en la matière: il semble qu'ici je force le trait, je ne sais plus pourquoi.

La vraie différence viendra plus tard, et elle se traduit dans la façon de comprendre la stabilité. Soit elle s'établie "temporellement" (i.e.: Ik=> Ik+1), à force de renvoyer une pièce en l'air et de compter les piles ou face, soit de façon structurelle (i.e.: Ik+1 => Ik) en lançant une multitude de pièces en l'air. Cette dernière façon, conduit au principe de "plus court chemin" de Fermi ou de "moindre action" de Maupertuis ou à la thermodynamique de Boltzmann.