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Intervention "Galilée", (tle S)

Introduction

             L'histoire de la vie de Galilée est riche et passionnante. De nombreux ouvrages, articles et vidéos traitent de son enfance, ses études, son travail en tant que professeur de mathématiques, ses expériences, ses observations et ses découvertes scientifiques (en mécanique et en astronomie), ses ouvrages, ses démêlés avec ses opposants et avec les autorités religieuses, sa condamnation, la fin de sa vie, la longue évolution de l'acceptation de ses travaux scientifiques jusqu'à aujourd'hui, la postérité lorsqu'au XXe siècle l'Église revient sur "l'affaire Galilée".

             Pour le moment, essayons de comprendre pourquoi Galilée est considéré aujourd'hui comme le "père de la physique moderne" alors que bien d'autres scientifiques prestigieux ont établis nombre de lois et théories incroyables.

             Commençons par faire le point (rapidement) sur ce qu'il a établi. Puis essayons de nous rendre compte que ce "révolutionnaire" nous a tous affecté, dans notre manière de nous interroger sur la nature de l'Univers et donc de le comprendre.

Galilée, le 1e physicien moderne

             Voici un extrait de la liste des travaux attribués à Galilée.
​

  • Améliore la balance hydrostatique (pour déterminer la densité d'un corps).

  • Formalise l'isochronisme d'un pendule (1583).

  • Améliore et fabrique un compas de proportion (1597), ancêtre de la règle à calcul.

  • Établit la loi du mouvement uniformément accéléré (1604).

  • Observe une "Nova" (preuve irréfutable que la philosophie naturelle d'Aristote est "bidon")

  • Formalise la chute des corps (expérience commencée dès 1597, loi en 1602.) 
    Notons que cette loi sera interprétée par Einstein comme "principe d'équivalence", qui est le postulat de sa théorie de la relativité générale (1915)...

  • Améliore et utilise la lunette astronomique (1609)

  • Observe la Lune : son relief et ses phases (1609). (La théorie d'Aristote est foutue...)

  • Découvre la nature de la Voie lactée (dénombre plusieurs étoiles).

  • Découvre 3 satellites autour de Jupiter (1610).

  • Découvre les anneaux de Saturne (1610).

 

             "Je remercie infiniment Dieu de m'avoir permis d'être le premier à observer les merveilles qu'il                    gardait cachées".                                                                     Galilée, 1610.​
 

  • Ses ouvrages (trois parmi les plus connus)
    Le messager céleste (1610)
    L'Essayeur (1623)
    Dialogue sur les deux grands systèmes du monde (1632)
     

  • Les traces de ses travaux (méthodes d'expérimentation et les résultats explicités) rédigées pour les partager au sein de ce qui deviendra "la communauté scientifiques". Considérons qu'il créé ainsi les prémices du système de correspondance (actuellement appelée "revues scientifiques").

     

             Pour ses successeurs (jusqu'aux scientifiques actuels), toutes les formidables découvertes et contributions de Galilée ne sont qu'une facette de ce qu'il a réellement "inventé"...

                                         Une méthode. Plus précisément "La méthode"...*

             Fini la recherche scientifique entièrement motivée par l'esprit et soutenue par des principes théologiques. Pour Galilée, faire de la science, c'est avant tout devoir prouver.

  • Une preuve scientifique c'est un résultat d'expérience.

  • Une théorie scientifique est en accord avec l'expérience. (Sinon, c'est juste "un délire").

  • Étudier scientifiquement la véracité d'un argument ce n'est pas chercher à montrer qu'il est vrai... Au contraire, c'est précisément supposer qu'il est faux et en arriver à la conclusion que cette hypothèse est impossible (absurde). 
    Aucun chercheur actuel ne cherche à vérifier si la théorie de la relativité générale (pour la gravitation), ou la théorie quantique des champs (pour les trois autres interactions) sont vraies... Ils cherchent tous à prouver qu'elles sont fausses ! Et cela fait respectivement 100 ans et près de 50 ans qu'ils échouent indiscutablement, en réalisant des expériences qui mobilisent parfois des milliers de spécialistes.

  • Le seul langage commun (connu) utilisé dans l'interrogatoire mené par l'Homme pour percer les secrets de la nature est le langage mathématique.

  • Nos sens sont inadaptés à la compréhension du monde. (Pire, ils nous trahissent complètement...)
     

 

             Cette méthode est celle que l'on applique à l'école en laboratoire... (voir fiche)
Problématique / hypothèse / expérience / observations / interprétations / conclusion.

             Un élève dans un laboratoire est un disciple (voir un coéquipier) de Galilée...


* En toute rigueur, Galilée n'est pas le premier a avoir raisonné suivant cette méthode.
   La méthode expérimentale moderne viendrait plutôt de William Gilbert. Galilée, même si il était assez 
   bon expérimentateur était surtout théoricien (remarque compréhension des symétries en physique).
   Voir l'article de L'ENS Lyon.
​

Comprendre l'Univers...

                                       L'Homme peut-il comprendre la nature ?

             Pour comprendre, il faut faire des maths... En tout cas, c'était l'avis de Galilée.  
 

" La philosophie est écrite dans cet immense livre qui continuellement reste ouvert devant les yeux (ce livre qui est l'Univers), mais on ne peut le comprendre si, d'abord, on ne s'exerce pas à en connaître la langue et les caractères dans lesquels il est écrit. II est écrit dans une langue mathématique, et les caractères en sont les triangles, les cercles, et d'autres figures géométriques, sans lesquelles il est impossible humainement d'en saisir le moindre mot; sans ces moyens, on risque de s'égarer dans un labyrinthe obscur. "                     Galilée, L'Essayeur, 1623.

L'idée n'est pas si nouvelle puisque Pythagore et ses disciples disaient "toute chose est nombre".

             Aujourd'hui, cette question reste ouverte. Cependant, il faut reconnaître un certain nombre de choses qui rejoignent le point de vue de Galilée.

 

  • Nous sommes certains de ce que nous savons. 

  • La science est la seule à pouvoir traiter une question scientifique.

  • Les questions scientifiques sont la seule chose que la science peut traiter.

  • Les mathématiques sont incroyablement efficaces pour faire de la science.
     

 


           Revenons sur un point :
"Nos sens sont inadaptés à la compréhension du monde. (Pire, ils nous trahissent complètement...)"

Une petite réflexion s'impose sur des exemples simples...
Confrontez votre ressenti habituel à vos connaissances scientifiques :
 

  • êtes-vous certain que les objets qui vous entourent ont une couleur ?

  • êtes-vous certain d'être immobile ?

  • êtes-vous certain de votre âge ?

  • êtes-vous certain que votre montre soit "à l'heure" ?

                                                              Maths 1 - 0 Bon sens

 

"Expliquer le réel par l'impossible"

             N'avez-vous jamais remarqué qu'une loi physique a systématiquement l'air d'être fausse ?

Prenons trois exemples : 
 

  • Principe d'inertie :




    Dans un référentiel galiléen,tout objet persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les actions mécaniques extérieures qui s'exercent sur lui se compensent (ou en l'absence d'action mécanique).
     

  • Loi de la chute des corps :



    Dans un champ de pesanteur, tous les corps chutent à la même vitesse, indépendamment de leur masse (et de leur composition chimique).
     

  • Loi de la gravitation (Newton) :



    Tout corps sphérique homogène de masse ma exerce sur un corps sphérique homogène de masse mb, situé à une distance d, une attraction modélisée par une force dont l'intensité est proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle au carrée de la distance qui les sépare.

     

"Évident" me direz-vous.


             Parce que nous sommes en 2018 et que vous êtes des élèves instruits (toutes ces formules vous sont normalement familières). Vous vous dites peut-être qu'avant Galilée les "scientifiques" devaient être idiots... Le fallait-il pour ne pas se rendre compte de telles évidences ?

Pourtant, avez-vous vu (ne serait-ce qu'une seule fois) un mouvement inertiel ? Avez-vous vu deux objets tomber avec une exacte simultanéité ? Avez-vous vu des objets s'attirer du simple fait qu'il possède une masse ?

 

C'est précisément en ça qu'une explication est révolutionnaire.
Lorsqu'une chose paraît complètement ridicule et qu'après (une étrange) explication elle devient évidente.

Conclusion

Jouons un peu :

             Que ce passera-t-il ...

             ... si je lâche un immense ressort tendu au dessus du sol ?

            Le bon sens :           
                Un objet lâché tombe.


           Principe d'inertie.
                Les forces exercées sur le ressort se compensent-elles ?

           Loi de la gravitation.
                 Quel est le poids du ressort ?

           Loi de la chute des corps.
                  À quelle vitesse va tomber le ressort ?



             Réponse :

















 

Rappelez-vous :

pour répondre à une question scientifique, il n'y a que la méthode scientifique qui fonctionne. 
Et c'est à Galilée que nous la devons !

 

Pour d'autres surprises, jetez un oeil à cette vidéo (par Richard Taillet).
 

"Spéciale dédicace" : 

 

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