Cours de philo des sciences - Klein

## Introduction

parler bcp de physique, pr notamment

1) Gaston Bachelard, épistémologiste, *Philosophie du non*: la sc peut proposer des hypothèses auxquelles la nature peut dire non. Philosophie de la physique : seule philosophie qui soit ouverte, qui est obligée de tenir compte des progrès : ce qu'elle dit de la nature évolue. dc esprit et raison pas entités autonomes qui pourraient se développer à partir d'elle même : altérité, un dehors, la réalité. Donc raison qui peut faire des hypothèses que la sc va réfuter.

Sc =/= raison : indiens d'Amérique rationnels, principe du tiers exclu (si a est vrai, non a est faux, apparemment inventé par Aristote), principe de causalité, etc... pourtant, aucun objet technique. pourtant pas la même éducation. Qu'est ce qui nous (Occident) distingue d'eux ? la science, formulée par ses principes par Galilée (lois de la nature sont mathématiques, on peut expliquer les lois de la nature par des équations) : idée en réalité complètement folle. Ca nous distingue des Indiens : pour eux, homme et nature liés, nous : homme être anti-nature : estime que son statut ds la nature est transcendant, à part : l'H échappe aux lois de la nature, et si il les connaît, il pourra se rendre comme maî et possesseur de la nature. Donc depuis Galilée, l'H est

Pour les indiens : l'Humanité est aussi ce avec quoi l'homme est en interaction (air, herbe etc.) / occident : idée d'universalité des hommes : chez indiens, tribu d'à côté barbare.

2) parler de la physique moderne. révolutions : relativité restreinte et générale, etc...

3) si on regarde physique moderne -> elle produit des résultats expérimentaux et théoriques qui permettent des découvertes philosophiques négatives (merleau ponty) : on tombe sur un résultat qui vient contraindre ou éclairer l'ensemble des réponses des rep philo qu'on peut apporter à une question philosophique ex. temps bcp débattu : ex. temps kantien compaptible avec einstein ou pas ? points de contact ou pas

mécanique quantique remet en cause les attributs que bah on attribuait aux objets réels : avant : objets avaient objectivité indépendante de la connaissance que l'on a : ph, quantique vient bousculer avec questions.

## Questions métaphysiques

q° que la ph ne peut répondre mais qu'un phys se pose : pourquoi les physiciens font des maths, d'ou vient l'efficacité des maths sur la physique. Prédiction de l'existence d'objets physiques ex. XIX prédiction de l'existence d'une planète avec trajectoires des autres planètes. Mais on connaissait déjà sa classe d'objet ! XXème : prédiction de l'ex du photon, du neutron, des neutrinos, de l'anti-matière, des bosons intermédiaires, des quarkss, des bosons de higgs qu'on avait jamais vu et qu'on voit. Maths en physique = treuil ontologique : on prédit des éléments de réalité qui n'avaient jamais été détectés auparavant par les maths. dc puissance des maths en physique qui doit être interrogée.

Galilée : "la nature, la vraie, est écrite en langue mathématique, et ses caractères sont des cercles, des triangles, sans lesquels il est humainement impossible d'en comprendre un seul mot, où sinon l'on se perd dans un labyrinthe" donc maths seule manière de comprendre l'essence même des choses : les sens, l'observation peuvent nous tromper -> accéder à des lois universelles. quid de humainement ? maths langage de la nature ? dc scientifique doit apprendre ce langage pour dialoguer avec la nature, dc xp enregistrement passif, OU maths langage humain et le plus précis qu'il ait et va obliger la nature à cracher des chiffres pour dialoguer avec, du coup sc = xp de coercission : on oblige la nature à parler une grammaire qui n'est pas la sienne. Localisation des maths -> doute : dans la nature ou dans le cerveau ?

Autre question : statut des lois phy ? dans l'univers, transcendantes, ou immanentes (encodées dans l'U lui-mê) Platon, le Timée : 2 mondes : md des idées, dans lequel idée de cercle présente de facon pure etc. mde abstrait qui existe indépendamment du monde sensible qui obéit aux lois physiques qui viennent de l'autre monde : dans ce cas, comment ça marche ? le lien ? pr Platon, lien = démiurge. Ajd, physiciens répondent par des lois physiques ? ex. Hawking théorie des supercordes : dc thérorie qui prééxiste à l'U, transcen. dc univers est contingent, aurait pu ne pas ê, dc expliquer par quel mécanisme lois physiques ont pu engendrer un mde matériel

imaginons que l'univers a une origine. avt, Néant, puis espace etc. dc finissent par apparaître deux électrons : se repoussent car charge opposées : pq on dit ça, parce qu'on l'a appris, mais eux : commt savent ils qu'ils doivent se repousser ? ordres ? codés dans eux ? lois dans un autre univers ? négociations avec l'univers ? personne ne sait répondre. mais si pas de réponse, ne veut pas dire qu'elle ne se pose pas.

Autre question µ : commt on sait ce que nous savons, notammt par la sc ? qu'est ce que savoir ? Sujet connaissant puis objets à connaître. théorie de la conn. admet déjà séparation entre S et O ; si U est un, tout est projection de nous-même, pas de théorie de la connaissance. Mes sens me trompent, donc je dois expliquer comment je peux connaître ce qui n'est pas moi : Hegel ; comment ce qui est en soi peut il devenir pour moi ? va mobiliser structures cognitives dt il faudra décider si elles appartiennent à l'objet, ou à moi ac projection (empirisme, idéalisme etc.).

théoriciens veulent trouver la théorie du tout : qui rassemblera les quatre interactivités (gravitation, lois nucléaires, etc.) mais on se posera toujours cette dernière question. Si un jour déjà obtenue, alors on comprendra tout ? peut être illusion, car elle est la théo de la conn. de cette théorie ? dc trouver équation ultime pas fin de l'histoire pr autant

## Lien entre théorie physique et réalité physique ?

théo décrivent le monde, rentrent en contact, rendent compte, manque des choses, divaguent ou pas, et comment savoir que sont les bonnes.

### Intro

ex : phy quantique marche incroyablement bien : physique n'a jamais été contredite par la moindre xp. moment magnétique du nuon, grâce à méc quantique, on obtient un chiffre ac 12 chiffres ap. la virgule ; on fait une xp, on trouve les 12 mêmes chiffres. On a la sensation qu'on touche le réel, pas du bol. du coup, efficacité de la méc quantique est impressionnante. conclusion : la réalité est quantique ? ou bien plus prudent : quelque chose de quantique dans la réalité ? (en surface par ex) OU bien l'interaction que j'ai à cette échelle de distance est décrite par la mécanique quantique. MS théorie quantique pas théo du tout car n'intègre pas gravitation ; néanmoins, jamais déçus (gravitation : théorie générale d'einstein) 2 théories incompaptibles car 2 théories de l'espace temps ; seulement, gravitation et autres forces jouent simultanément : donc on doit avoir une structure qui absorbe les deux. théorie la plus suivie : théorie des super cordes : on a pas pu tester pr l'instant (par une mesure). Fait des prédictions nouvelles quand énergie colossale seulement donc on sait pas si juste conjecture mathématique ou vraie théorie avec preuve par l'xp

ex. LHC, protons qui tournent dans les aiguilles d'une montre, pareil dans l'autre sens et donc collision, vitesse de la lumière. chaque proton a une énergie qui équivaut à l'énergie sinétique d'un moustique (chez lui donc réparti sur tous ces atomes dc énergie par est nulle, alors que là dans un seul proton). dc accélérateur  particule crée de hautes intensités d'énergie : on refait les conditions physiques de l'U primordial, sachant que les lois physiques (pas les lois de la phy qui changent évoluent) ne changent pas (on le sait). lorsque qu'un proton a l'énergie d'un TGV : impossible. comment on pourra prétendre connaître les théories physiques

### Qu'est ce qui se passe quand théorie fait prédiction contraire à l'observation ?

qu'est ce que je fais ? dépend de l'époque.

avt Galilée chute des corps : plus un objet est massif, plus il tombe vite : loi à partir de ce que nous montre l'observation. Enseignée jusqu'à la Renaissance. 1604, Galilée se pose la q° : loi vraie ou pas ? a fait une xp de pensée (pas intellectuelle) : je postule qu'Aris. a raison, et je regarde en imaginant une xp que je ne peux pas réaliser simplement quelles seraient les prédictions de la loi d'Aristote pour cette xp si la loi est vraie. Tous les corps tombent à la même vitesse. loi d'Aristote auto-contradictoire (boules avec fil) ; on lui a dit que c'était faux parce que contraire à l'observation. Koyré. Galilée dit que vitesse dépend de toutes les autres forces autour (l'espace etc.)

--> dc loi physique qui dit le contraire de ce qu'on observe oblige à réinterpréter l'observation. Koyré, *études galiléennes* : " le pari de la phys moderne, c'est qu'on peut expliquer le réel empirique par l'impossible" : càd par des lois qui disent le contraire de ce qu'on observe. Principe d'inertie fondateur de la mécanique, pourtant on a jamais vu le principe d'inertie dans le réel empirique, à l'observation les O s'amortissent : *en l'absence d'influence extérieure, tout corps ponctuel perdure dans un mouvement rectiligne uniforme.* (wikipédia), toutes les lois phy ont des énoncés qui semblent absurdes ou faux à la première écoute. On peut avoir raison contre les faits car les faits nous sont tjrs livrés ac des interprétations qui peuvent nous tromper sur la signification même des faits.

Façon de raisonner a disparu ? distance conceptuelle nulle. ex. physique des particules : 70s, physens avec accélérateurs élaborat° nvelle théorie qui s'appuient sur théories de jauge : description des trois forces fondamentales qui interviennent dans les collisions de particules à haute énergie (électromagnétisme, interaction nucléaire faible, interaction nucl. forte) dans un formalisme mathiq uniq qui associe chacune des 3 inter. à un grpe de symétrie math.INF : grpe SU2, INF : grpe SU3 ; modèle qui marche bien malgré le fait que les scientifiques aimeraient trouver une faille, mais physiciens ont fait une xp comme galilée : quid si modèle standard vrmt juste part. élé. devraient avoir masse nulle : vrai photon mais pas particule de matière ; les autres ont des masses non nulles (neutrinos) : donc contradiction entre prédict° et les mesures. Comment on réagit, sachant que modèle standard marche bien à l'xp ? majorité de physiciens disent équations fausses car n'ont pas lu galilée ; pr eux, faits sont premiers. PUIS 3 physiciens dt Higgs, s'est posée la q° : est ce que les lois physiques ne seraient pas les bonnes lois et n'auraient pas raison sur le fait que les lois élémentaires n'aient pas de masse. on se serait gourés. Masse = mesure substancialité des corps, son inertie ; tjrs décrite comme une propriété intrasèque des corps, lein entre objets mat. et leur masse, même entre idée de matière et idée de masse. Higgs a dit : mais a-t-on raison de dire cela ? Théorie (brisure spontanée nanana) : les particules élémentaires n'ont pas de masse : le vide n'est pas vide, il y a 1 champ homogène, et les particules qui n'ont pas de masse interagissent avec ce champ + interact° gde, et + elles sont freinées : nous, on regarde et on pense qu'elles ont une masse qui est propriété intrasèque.Les quantas de ce champ : boson de Higgs. ici, découverte philosophique négative.

### Comment réagir quand une mesure semble contredire une prédiction théorique ?

décalage entre photons et neutrinos : neutrinos vont plus vite que la lumière ? non = écart temporel dû aux conditions initiales. Arrivés 6h avant, et selon xp, auraient dû arriver 4h avant : théorie en désaccord entre théorie et mesure ? pas de recette générale : des fois, solutions législatives : on change la loi, on peut reformuler théorie (ex pr les neutrinos : on imagine une loi dans laquelle la vitesse à ne pas dépasser n'est pas celle de la vitesse de la lumière) ; XIX : astronomes ont mesuré la trajectoire de mercure (elliptique) : anomalie de l'avance du périhélie (*Le périhélie est le point de la trajectoire d'un objet céleste en orbite héliocentrique qui est le plus proche du Soleil. Cela se dit aussi de l'époque où l'objet a atteint ce point. L'antonyme de périhélie est aphélie*.) de mercure(43 secondes par siècle, quasiment rien) : personne n'a réfuté la théorie de newton, on a donc imaginé une planète qui pourrait expliquer les différences d'xp avec mercure. n'ont rien vu à la lunette. Anomalie en réalité qui prouve que la théorie de newton ne marche pas : einstein l'a dit : nvlle théorie de la gravitation (1908) xp : test de la théorie de mercure

1. erreur
2. solut° législative : on change la loi du coup
3. solut° ontologique : qd ya désacoord entre des faits et la théorie, il se peut que dans les faits il manque des ingrédients que si on suppose qu'ils existent pour que la théorie marche : dc prédiction. dc pas parce que désaccord

faut se demander pourquoi lois phy plus symétriques que le monde ex. matière/antimatière : pq plus d'antimatière ajd alors

## Que diraient les équations de la physique si elles pouvaient parler ?

comment parler de ce que nous savons ? notammt de la physique par le langage mathématique ?

ex. Newton : le temps newtonnien ne dépend pas du temps. dc lois physiques ne dépendent pas du temps.

Question éthique ; la majorité des q° éthiques concernent les applications de la sc ; là, implication de la sc ; dès qu'on parle de la sc, on est dans le chp de l'éthq ; si on parle mal de la sc, les gens vont penser de travers ce qu'on leur apprend : si on dit mal les ch, on les pensera mal. 3 exemples de choses mal comprises

1. darwinisme : des gens ont dit que l'eugénisme était dans le sens du darwinisme : sélection naturelle ; dc façon de raconter le darwinisme engage la sc
2. phy quantique ; eisenberg : "indétermination" : le principe d'incertitude nous dirait qu'on ne peut pas connaître avec une précision arbitraire la vitesse et la position d'une particule ; on en déduit qu'une particule a une vitesse et une position bien déterminée mais que la méchante phy quantique em^^eche de les connaître, du coup on dit que phy quant nous empêche de connaître le réel etc... ce que dit la phy quant : une particule quantique n'est jamais un corpuscule ; révolution quantique = révolution ontologique -> car change la nature des O
3. *vitesse d'écoulement du temps dépend de la vitesse de l'observateur dans l'espace* : déjà, v d'écoulemt du tps alors que vitesse dérivée du temps. Je lis un livre ici : ça dure deux heures. Je monte dans une fusée à 150000 km/s et je lis un livre de la même taille : ça me prendra aussi 2h à ma montre ; donc c'est un peu con, ça ne dépend pas de mon mouvement, de ma vitesse : "le mvt est cô rien" -> Galilée et théorie de la relativité : qd on est en mvt, tout se passe cô si on n'est pas en mvt. *pour nous* ça ne change rien (ça permet les voyages : si les lois physiques changent en fonction de notre vitesse, pas les mêmes lois physiques en gare que dans le wagon bar (cf. café tombe en sinusoïdal lol) ; en revanche, il existe autant de temps propres que d'observateurs différents : il y a des désynchronisation mais pas de changements de temps, le tps de passe pas plus vite là bas ou là bas ; il n'y a pas de plan méta référentiel où l'on pourrait de l'ext comparer les différents temps propres
4. théorie de la relativité : en réalité théorie qui dit toutes les grandeurs physiques qui ne changent pas quand on change de référentiel : intervalle espace/temps, vitesse de la lumière etc. l'espace et le temps n'y sont pas : mais donc pas de théorie qui dit que tout est relatif -> + une théorie de l'absolu qu'autre chose. (on ne peut donc pas dire "ah bh comme quoi tout est relatif" lol)

## L'Univers a-t-il connu un instant zéro ?

désinvolture langagière avec laquelle nous parlons de l'origine de l'Univers. Il va apparemment de soit que l'Univers a une origine.

### Lien origine/chose

est-ce que origine fait partie de la chose dont elle est l'origine ?

ex. XXième : les phy comprennent comment les atomes sont apparus, les étoiles, etc. les atomes : protons et neutrons, atomes plus lourds dans les étoiles, atomes encore plus lourds dans les supernovas. on a compris la nucléosynthèse : commt les noyaux se sont agrégés. L'origine des noyaux en réalité : mécanismes phys ont permis d'agglomérer des particules qui étaient déjà là ; donc origine des noyaux existait avt les noyaux : dc origine d'une chose fait partie de la chose ; donc origine signifie fin ici, et pas commencement : ensemble des processus phy dont l'apparition de la chose est la fin

masse : pr expliquer l'origine de la masse, il faut invoquer un champ quantique : on explique la masse par une autre entité phy : donc origine ne fait pas partie des objets (boson de Higgs); donc en phy, on ne peut expliquer des entités phy qu'en invoquant d'autres identités physiques, qu'elles fassent partie de la chose ou non : on est dans l'immanence : on explique l'être par l'être.

Univers : de quoi l'U pourrait-il être l'achèvement : donc savoir ce qu'il se passe avt, or on sort de l'origine, car on passe pas du Néant à l'Être

cosmogonies anciennes : être immanent : obscur néant avec dieux etc..

monothéismes: ont rompu par une origine de l'U transcendante : Dieu : sortir de lui même pr créer un monde : origne de la chose ne fait pas partie de la chose. Ne marche que si on s'interdit de se poser la question de l'origine de la transcendance.

Origine du langage : au XIXème : on a interdit les études du langage car q° ambigu ; on s'interresse à la première langue qui est à l'origine de ttes les langues, proto langue, dc origine = cause première ; autre façon : pas identifier première langue, mais conditions sociales et culturelles qui ont permis à des gens d'inventer le langage. donc origine imprécise, question des fondements du langage.

pareil pour le temps : temps premier, ou fondement du temps

### Le Big Bang

#### Pq BB ?

avt le XX, on ne savait pas que l'Univers avait une H ? FAUX : juste pas de la même manière; ex. kant avec lois de la gravitation a essayé d'expliquer l'origine du mde (système solaire). ouvrage salué par Engels.

XIX : appliquent thermodyn à l'échelle de l'U, du coup ils prédisent une mort thermique de l'U

qd les physisicne parlent de l'U, ils parlent de l'enveloppe qui contient toutes les objets phy et pas tous les objets physiques ; Révolution d'Einstein : avec sa théorie, la gravitation n'est plus une force, les objets ont des mouvements inertiels (dc ne subissent pas la force) mais l'espace temps est déformé par la gravitation, courbé. Cette théorie permet de considérer l'U cô un objet physique, ac des propriétés globales non réduisible à des propriétés locales. courbure de l'U : propriété de l'Univers et non pas des Galaxies. Révolution principale. E pensait que U statique : mouvements mais internes, l'U n'a pas d'histoire. 1917, apprend que les équations de sa théorie ne peut marcher avec un U statique : il doit être soit en expansion soit en réduction. Que fait-il ? va saccager sa théorie avec lambda constante cosmologique : dilatation de l'espace en lui-même pour sauver son équation aec contrainte non pas de l'observation mais de ses idées. Friedrich : montre que ya des solutions des équations d'Einstein qui montrent que l'Univers peut avoir un H. Hubble : observe les mvt des nébuleuses (galaxies) : les galaxies s'éloignent les uns des autres d'autant plus rapidement qu'elles sont loin les unes des autres : les galaxies bougent dans l'espace. vitesse proportionnelle à la distance. certains ont essayé d'interpréter les faits de Hubble DANS la théorie de la Relativité générale : le mvt n'est pas un mvt des galaxies : c'est l'espace qui gonfle, c'est la distance qui gonfle et pas les galaxies qui s'éloignent. E s'en est voulu.

phy russe : gamof, déconneur, génie. a remarqué que les vaches mastiquaient ds le sens des aiguilles du montre ds hémisp N et inverse dans S : grosse blague. A compris que si U est en expansion, qd je remonte dans le passé, + petit et + chaud. Propose modèe de l'évolutiond dyn de l'U. plus dense, plus chaud. Quand on fait des calculs, on injecte la loi de Hubble, qui nous amène un U ponctuel : il a le volume d'un point, avec température infinie et densité infinie.

Hoyle qui refuse de croire en ces théories doit quand même les expliquer à la BBC et appelle ça BIG BANG.

on a associé à cette singularité un instant 0 : sensé être explosion originelle. et cô ns sommes ds une culture d'1 U créé : 1950 : amalgame entre fait sc et fait de culture : dc BIG BANG origine de l'U du coup qu'est ce qu'il y avait avt BB, etc..... JPII a dit à Hawking : "M. nous nous sommes bien compris : ce qu'il y a après le BB c'est vous, ce qu'il y a avt, c'est nous" séparation religion sc. Caricature car questionnemt des années 50 complètement dépassé. Pas un chp de combat. PQ ?

DS les 400000 ans qui suivent le BB = fond diffus cosmologique

densité de matière tellement élevée que les photons ne peuvent pas se propager du coup U opaque a sa propre lumière. Qd un atome se forme, énergie des photons tellemt élévée que ça casse l'atome. Au bout de 40000000 ans, température a baissé (4000 degrés), les atomes d'hydrogène peuvent se créer sans que les photons les butent, et les photons peuvent se propager. (car U est en expansion) lumière libérée de la matière. FDC détécté en 1964 : bruit de fond d'une radio

avt libération du FDC, plus d'observation possible car O lumière. comment on peut savoir : on recrée les conditions d'avt avec collsion de particules (cf moustiques) mais énergie plus élevée donc on est coincés.

on doit tenir compte des 4 interactions : gravitation prend le dessus pour décrire un univers grand, mais quand U tout petit 4 interactions sont autant importantes dc il y aussi nucléaire fort faible et électromagnétisme. Donc équations mathématiques doivent tenir compte des conditions physiques ; Einstein dans sa théorie ne parle que de gravitation. équations mathématiquement exactes, peuvent aller jusqu'au momt singulier, mais physiquement fausses. Le moment où ça devient faux : mur de Planck. Nous sommes capables de raconter l'U depuis ce moment dc 13,4 milliards d'années : honnêteté intellectuelle.

#### *Etant donné un mur, que se passe-t-il derrière ?* Jean Tardieu

mur théorique en deça duquel on a pas d'équation qui marche. depuis 4à ans : théorie des cordes pour être capables d'escalader le mur = si on avait de gros microscopes et qu'on regarderait les particules, on verrait pas d'objets localisés mais qu'elles sont des cordes, soit en boucle soit continues, dans un mde en 11 dimensions. Il n'y a qu'une seule corde dt les différentes harmoniques fréquences correspondent aux éléctrons

Quand on fait TDC, principes qui permettent de prédire la gravitation, courbure etc. donc qui prédissent la relativité générale là où elle se fonde d'abord sur une relativité restreinte.

Théorie des champs : principes plus profonds que les principes opératoires en phy ; espoir : décrire ce qu'il s'est passé. Gens comme Velesiano : on simplifie les termes de la théorie des cordes

On se rend compte avec théorie des cordes que chaleur dans l'univers à tout instant ne peut être infinie ; donc singularité initiale ne marche plus. 2 visions du BB : modèle

-> Univers d'avant qui se réduit et à un moment chaleur trop grande du coup rebondit

dc origine de l'U pas réglée, mais théorie de l'instant 0 bien amochée. question de l'origine de l'U *ouverte.*