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Pourquoi les mathématiques sont si complexes

2022-09-06  mardi Il y a  vues Total : 4490 mots
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Les chiffres sont à l'origine de certaines des découvertes scientifiques les plus importantes et ont changé la façon de voir l'univers.

Mais notre réalité physique est-elle aussi mathématique ?

Pense à Neptune. Pourquoi ? Parce qu'à première vue, elle est invisible. Même avec un bon télescope.

Située à 4,3 milliards de kilomètres de la Terre, la huitième planète de notre système solaire ne semble guère plus qu'un petit point blanc dans notre ciel.

C'est pourquoi les planètes les plus proches de la Terre, comme Vénus ou Mars - qui brillent si fort dans le ciel nocturne - nous étonnent depuis l'antiquité.

En revanche, nous n'avons appris l'existence de Neptune qu'au XIXe siècle.

Sa découverte n'en est pas moins doublement significative.

Uranus et Neptune

Ce n'était pas seulement que nous avions trouvé un nouveau voisin, mais "Neptune a marqué l'exploration du système solaire, parce qu'on ne l'a pas trouvé en regardant le ciel avec nos yeux ou à l'aide d'un télescope", dit Lucie Green, astrophysicienne au Mullard Space Science Laboratoire de l'Université Collège London.

Neptune a été trouvée grâce aux mathématiques.

Au XIXe siècle, les lois de la gravité de Newton étaient bien comprises et, avec elles, les orbites des planètes autour du Soleil pouvaient être prédites.

Sauf celle d'Uranus, dont on a constaté qu'elle s'écartait légèrement de la trajectoire prévue.

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À l'époque, c'était la planète la plus éloignée du Soleil et certains scientifiques spéculaient que les lois de la gravité de Newton pourraient ne pas fonctionner à une si grande distance.

Mais d'autres s'appuyaient sur les mathématiques, ce qui les amenait à penser qu'il devait y avoir un objet massif à proximité modifiant le chemin d'Uranus autour du Soleil.

"Ils ont calculé quoi, comment et où. Et lorsqu'ils ont tourné le télescope vers la zone indiquée par les mathématiques, la planète a été trouvée", explique Green…

La découverte de Neptune est entrée dans l'histoire comme preuve que les mathématiques ne sont pas inventées, mais existent.

Et c'est précisément ce qui a intrigué un auditeur de l'émission Crowd Science de la BBC, Sergio Huarcaya, du Pérou.

"De Galilée, qui pouvait prédire la vitesse d'une balle descendant une pente, à, par exemple, l'existence du boson de Higgs, qui a été prédit avec les mathématiques avant que la particule ne soit trouvée dans la réalité, ce pouvoir de prédire l'existence des choses qui n'ont pas été vues me semble incroyable," écrit-il.

"Les mathématiques sont-elles un modèle, une description, une métaphore de la réalité... ou sont-elles la réalité elle-même ?"

Sergio n'est pas seul.

Les philosophes réfléchissent à ces idées depuis des milliers d'années.

Et la question reste une cause de profond désaccord.

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