N°111 - EN PHYSIQUE POUR COMPRENDRE.
Laurence Viennot - EDP.Sciences - pap-ebook - 10/11 - 173 pages - Lecteur concerné.

RÉSUMÉ : Éloge de la démarche valorisant compréhension et raisonnement, source de satisfaction intellectuelle. Maniée avec élégance et parcimonie, elle bouscule souvent le sens commun et permet d’éviter les pièges, les idées préconçues qui sont comme des idées fixes. Invitation à la cohérence, à l’unification, elle appelle à dépasser les rituels.

MOTS CLÉ : unification, élégance, invariance, cohérence, critique.

L’AUTEUR : Laurence VIENNOT est professeur émérite à l’Université D.Diderot (Paris 7) et a contribué à la création du laboratoire LDPES. Ex-responsable du Master de didactique en science. Collaborateurs : Ph.Colin/J.L.Leroy-Bury/I.Fellier/St.Mathé.

Valoriser le raisonnement et bricoler contre le bon sens et les explications-échos, exige discipline et rigueur dans la démarche. Surtout quand il s’agit de plaire, pour une meilleure diffusion des connaissances auprès des jeunes et du public. L’ouvrage propose 3 volets sur ces diverses ouvertures aptes à chahuter notre satisfaction intellectuelle : appropriation du langage, rapprochements entre phénomènes et points de vue, intelligibilité et cohérence du discours.

La première partie de l’ouvrage use des dépendances fonctionnelles et des graphiques associés. Par dépendance fonctionnelle il faut entendre l’usage fonctionnel d’une relation afin qu’elle dépasse son rôle de formule. Ne pas s’étonner par exemple de l’invariance du résultat par rapport à la masse si le système n’est soumis qu’à des forces proportionnelles à la masse. Il arrive aussi que des variables, paramètres d’un phénomène soient absentes dans la formule qui le modélise (Masse molaire dans pv=nRT). Utiles et efficaces sont les représentations de fonctions par des graphiques et le lecteur saura apprécier l’usage des hyperboles de conjugaison pour le traitement de l’optique géométrique. Consommation d’abstraction, possibilités générées par le raisonnement, élégance et économie des moyens, conduisent à l’extension du champ d’investigation des phénomènes concernés.

La seconde partie développe ce dernier point où l’on remarquera que peu de lois rendent compte de nombreux phénomènes. Phénomènes différents, mais régis par un même formalisme mathématique (oscillateur harmonique, distribution de Poisson). Chacun appréciera par exemple, le traitement de l’effet Doppler, version graphique. On aurait pu aussi évoquer la dualité onde/corpuscule au temps du couple Huygens/Newton bricolant sur l’autre couple plan d’onde/rayon et où chacun y va de sa prédiction sur la vitesse de la lumière dans un milieu autre que le vide (+ lente pour Huygens, + rapide pour Newton). Intéressant quand on évoque le caractère prédictif d’une théorie ! Un seul phénomène (montgolfière isobare/gaz parfaits) peut aussi rassembler des réflexions dans le cadre d’approches différentes vues (peut-être) comme effet de perspective statique. Quelqu’un peut-il se venter de voir un cube dans sa totalité ?

La troisième partie concerne la diffusion des connaissances scientifiques et la place à accorder au raisonnement pour des non spécialistes, peu sensibles à la démarche scientifique, à son souci de cohérence et aux récentes découvertes, malgré les nombreuses inférences dans leur quotidien (laser, GPS, informatique…). Croire pour voir ou voir pour croire, that is the question ? Illusions du partage, pièges du langage, idées préconçues comme parasites (Pascal Boyer/CNRS/Et l’homme créa les dieux), filtrages des informations (entendre sans douleur), abus de la métaphore, de l’analogie, de la simplification qui se fée simpliste. Les leviers dérangeants en matière d’explications portent sur la balance d’Archimède, le verre d’eau retourné, le siphonage, le baromètre d’amour, et la bouteille percée. Si le point d’appui est de raisonner sur les grandes idées, soulever le monde des petites manips, de leur disposition rituelle et leur explication-écho (raisonnement linéaire causal), reste de penser clairement les détails, pour mettre en lumière l’essentiel.

Dans la pénombre de cet éclairage-miroir sur la physique classique, est-il possible d’ouvrir quelques fenêtres sur cette physique d’un siècle d’âge et dont on dissimule à nos lycéens ces drôles d’idées à faire pousser des ailes de géants, bien loin d’empêcher de marcher les esprits les plus vifs.

 Sur le thèmes des invariants, moteurs de notre science, le théorème de Pythagore dans l’espace euclidien (ds²=dx²+dy²), devenant dans l’espace-temps Minkowskien (ds²=dx²-c²dt²), permet de multiples ouvertures. Remise en question du caractère rigide des concepts d’espace et de temps absolus (à priori). Intrication du paramètre temps imaginaire (ict) associé à l’espace avec le concept de métrique et de distance spatio-temporelle (temps propre). Éventuel prolongement sur les jumeaux de Langevin qui met en lumière (ds=0) certaines interprétations faussées (para-doxe). Concepts de ligne d’univers et de cône de lumière associés à un événement, répondant à la curiosité de nos jeunes et du public en cosmologie, sans faire intervenir trop de calculs ? Poursuivre dans l’élan jusqu’aux métriques non euclidiennes qui mettent en relation localement espace-temps et énergie-matière, où contenu et contenant interagissent mollement. Sans en justifier l’outillage, l’équation d’Einstein concernant le champ g, (E = x.T) n’est-elle pas comme un chant à la gloire de la proportionnalité d’un champ grave de relations cachées dans leurs trous de lumière ?

 Autre sillon à creuser dans le paysage, à semer ces gerbes d’idées bricolées par le laboratoire de zététique de H.Broch (Université de Nice.Sophia Antipolis/Ed book-e-book), où les phénomènes prétendus paranormaux servent justement d’outils à raisonner sainement. Le père Noël nous n’y croyons pas. Nous l‘étudions. Ne sont-ils pas eux aussi présents (famille, société, médias…) dans notre quotidien pour le parasiter tout en douceur sous prétexte que la science n’explique pas tout ? L’horoscope n’est-il pas plus attractif que la 2° loi de Newton ? L’objectif n’est-il pas de contribuer à l’appropriation critique des connaissances (zététique=art du doute) ? Connaître son auditoire, considérer l’élève et le public comme acteurs essentiels dans leur élaboration et dont on sait que les familiarités ne sont pas sans masquer les subtilités, sont autant de tonalités à taquiner les diverses partitions.

Tout moteur ne sait lire que sur claviers hors équilibre. Peut-être une nouvelle alliance où l’universel effacerait l’anthropocentrisme gênant de nos rituels quels qu’ils soient….

Jacques Cazenove - 21/12/11