La nature est-elle symétrique ?

Discussion générale entre passionnés et amateurs de mathématiques sur des sujets mathématiques variés
Mme-la-reine-des-radis
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par Mme-la-reine-des-radis » 26 Mai 2008, 22:27

Merci beaucoup pour tout je vais faire des rectifications, et abonner quelques sujets compliqués.

[quote="Mme-la-reine-des-radis"]Bonjour !!

Mon prof de math nous a donné un DM qui ne contient qu'une seul question :

La nature est-elle symétrique ?

J'aimerai bien avoir votre avis.

Merci.[quote]

Mais voila ce que je demandé au début: votre avis.

J'aimerai s'il vous plais que tous ceux qui sont intéressé par ce sujet me donne leur opinion pas seulment pour ce DM mais aussi car le sujet est très intéressant. J'aimerais savoir qu'es que vous pensez de la symétrie dans la nature.



Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 26 Mai 2008, 22:33

Mme-la-reine-des-radis a écrit:Merci beaucoup pour tout je vais faire des rectifications, et abonner quelques sujets compliqués.

J'aimerai s'il vous plais que tous ceux qui sont intéressé par ce sujet me donne leur opinion pas seulment pour ce DM mais aussi car le sujet est très intéressant. J'aimerais savoir qu'es que vous pensez de la symétrie dans la nature.

Si j'avais à faire ce devoir, je préciserais d'abord ce que j'entends par "nature". Puis ayant réduit le périmètre de ce concept à quelque chose d'appréhensible dans un devoir de qq pages de secondaire, je prendrais 2 ou 3 exemples simples de symétrie (un cristal, une fleur, les planètes et les étoiles) puis des exemples d'asymétrie tout aussi simples : le corps humain, le temps.
J'aborderais aussi les différents niveaux de symétrie: un arbre vu de loin semble présenter une symétrie axiale. Elle disparait en l'examinant attentivement de près... Et je me demanderais finalement s'il existe vraiment une symétrie rigoureuse dans la nature. Pour répondre probablement non.

Mme-la-reine-des-radis
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par Mme-la-reine-des-radis » 26 Mai 2008, 22:43

Dominique Lefebvre a écrit:Si j'avais à faire ce devoir, je préciserais d'abord ce que j'entends par "nature". Puis ayant réduit le périmètre de ce concept à quelque chose d'appréhensible dans un devoir de qq pages de secondaire, je prendrais 2 ou 3 exemples simples de symétrie (un cristal, une fleur, les planètes et les étoiles) puis des exemples d'asymétrie tout aussi simples : le corps humain, le temps.
J'aborderais aussi les différents niveaux de symétrie: un arbre vu de loin semble présenter une symétrie axiale. Elle disparait en l'examinant attentivement de près... Et je me demanderais finalement s'il existe vraiment une symétrie rigoureuse dans la nature. Pour répondre probablement non.


Merci ça me semble être une bonne démarche. J'en ai fini pour mon DM merci pour votre aide. Et pourquoi pas continuer ce sujet même si mon DM est fini si d'autres personne veulent donner leurs avis j'aimerais bien les lire :D .

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leon1789
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par leon1789 » 28 Mai 2008, 16:43

Dominique Lefebvre a écrit:On peut construire une symétrie par rotation ou translation, mais une rotation n'est pas une symétrie, pas plus qu'une translation.

Je dirais exactement le contraire :
une rotation et une translation sont les composées de deux symétries
En revanche, comment construire une symétrie à partir de rotations et translations ??

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leon1789
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par leon1789 » 28 Mai 2008, 16:57

Je pensais aussi au fait que la nature tend vers l'équilibre : les choses instables finissent tôt ou tard par devenir stables et/ou disparaitre. Or la symétrie est un facteur d'équilibre stable. Il y a des équilibres dynamiques (comme les êtres vivants par exemple) où la dissymétrie est justement essentielle... je crois...

Sinon, pour le temps, je ne sais pas si le temps fait partie de la nature. Oula, je sens déjà les retours.... :briques: Le temps n'est pas dans la nature, c'est notre mémoire et notre conscience qui le créent, entre un instant qui n'existe plus et un autre qui n'a pas encore existé. Sans conscience, le temps existe-t-il ?

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 28 Mai 2008, 19:44

leon1789 a écrit:Je dirais exactement le contraire :
une rotation et une translation sont les composées de deux symétries
En revanche, comment construire une symétrie à partir de rotations et translations ??

Oups, je me suis complétement emmêlé les pinceaux, tu as raison, bien sur!

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 28 Mai 2008, 19:48

leon1789 a écrit:
Sinon, pour le temps, je ne sais pas si le temps fait partie de la nature. Oula, je sens déjà les retours.... :briques: Le temps n'est pas dans la nature, c'est notre mémoire et notre conscience qui le créent, entre un instant qui n'existe plus et un autre qui n'a pas encore existé. Sans conscience, le temps existe-t-il ?

Je sens poindre un début que nous avons eu l'année dernière... Sans conscience, le temps existerait sans doute, il a existé sans conscience... On peut aussi se demander si le temps existerait dans le néant, sachant toutefois que cette question est purement philosophique. Pour un physicien, le néant n'existe pas...
Si tu veux ouvrir ce débat, tu devras préciser le terrain sur lequel tu souhaites te placer: la physique pure, la philosophie, un autre (lequel?)

Benjamin
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par Benjamin » 28 Mai 2008, 20:03

Je ne sens pas la définition du temps de Planck comme un pur produit de notre conscience. De plus, la définition de la seconde me semble on ne peut plus explicite par rapport au temps que mets la lumière pour parcourir 1/300000000 mètres. Désolé pour l'approximation, je ne connais pas c0 par coeur lol.

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leon1789
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par leon1789 » 28 Mai 2008, 21:34

Benjamin631 a écrit:Je ne sens pas la définition du temps de Planck comme un pur produit de notre conscience. De plus, la définition de la seconde me semble on ne peut plus explicite par rapport au temps que mets la lumière pour parcourir 1/300000000 mètres. Désolé pour l'approximation, je ne connais pas c0 par coeur lol.

Au contraire, je sens la définition du temps de Planck comme un pur produit de notre conscience et de notre réflexion !! (...à moins que cela soit déjà pensé par un être créateur ?...)

C'est une définition dans notre théorie physique actuelle, établie pour modéliser au mieux de ce que nous savons de "la nature qui nous entoure". Justifier que le temps existe dans la nature car il existe dans le modèle, c'est acceptable certes, mais tout à fait discutable dans l'absolu... surtout que nos modèles ne sont pas fiables à 100 %...

Je te fais aussi remarquer que rien ne prouve que la définition d'une seconde tient la route. En effet, est-ce que le temps mis par la lumière pour parcourir 300,000,000 mètres est le même dans tous les ambiants où elle se propage (eau, vide, sur la terre, près d'un trou noir, etc.) ? Au fait, qui mesure les 300,000,000 mètres et qui chronomètre le temps passé ? etc. Est-ce que la lumière ne va pas plus vite ou moins vite qu'il y a 15 milliards d'année ??

Dominique Lefebvre a écrit:Si tu veux ouvrir ce débat, tu devras préciser le terrain sur lequel tu souhaites te placer: la physique pure, la philosophie, un autre (lequel?)

Evidemment, je ne prendrais pas un cadre physique (puisque dans ce cadre, jusqu'à preuve du contraire, le temps existe scientifiquement...).

Benjamin
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par Benjamin » 28 Mai 2008, 21:44

Je dois dire que je n'avais jamais pensé au fait que la vitesse de la lumière pouvait changer à l'échelle des temps géologiques. C'est une idée très intéressante. C'est puissant en fait :)

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 28 Mai 2008, 21:51

Benjamin631 a écrit:Je dois dire que je n'avais jamais pensé au fait que la vitesse de la lumière pouvait changer à l'échelle des temps géologiques. C'est une idée très intéressante. C'est puissant en fait :)

Puissant, sans doute... mais on tout lieu de penser que cette constante est constante à l'échelle géologique! Et même à l'échelle de l'âge de l'univers.... C'est une théorie qui fut débattue en son temps (la variation dans le temps des constantes physiques fondamentales). Mais pour des raisons diverses, elle est pratiquement abandonnée par tous les physiciens. L'incertitude demeure toutefois à la singularité initiale (au Big Bang si tu préfères)

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 28 Mai 2008, 21:54

leon1789 a écrit:
Je te fais aussi remarquer que rien ne prouve que la définition d'une seconde tient la route. En effet, est-ce que le temps mis par la lumière pour parcourir 300,000,000 mètres est le même dans tous les ambiants où elle se propage (eau, vide, sur la terre, près d'un trou noir, etc.) ?

Il est de notoriété publique, même pour un lycéen, que la célérité de la lumière n'est pas la même selon le milieu de propagation! Elle est plus faible dans les milieux matériels que dans le vide...

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leon1789
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par leon1789 » 28 Mai 2008, 23:35

Dominique Lefebvre a écrit:Il est de notoriété publique, même pour un lycéen, que la célérité de la lumière n'est pas la même selon le milieu de propagation! Elle est plus faible dans les milieux matériels que dans le vide...

ha oui ?... :)

Ok, et près des trous noirs et leur déformation spatio-temporelle, la lumière va-t-elle toujours aussi vite ? Comment fait-on pour vérifier expérimentalement la réponse "sur place" ? Une réponse ne peut venir que des maths et du modèle physique "à la mode".

Benjamin631 a écrit:Je dois dire que je n'avais jamais pensé au fait que la vitesse de la lumière pouvait changer à l'échelle des temps géologiques. C'est une idée très intéressante. C'est puissant en fait :)

Ce qui est puissant, c'est de ne pas penser en fait :) et je doute qu'un être non-pensant puisse contempler le temps qui passe...

Dominique Lefebvre a écrit:Puissant, sans doute... mais on a tout lieu de penser que cette constante est constante à l'échelle géologique! Et même à l'échelle de l'âge de l'univers.... C'est une théorie qui fut débattue en son temps (la variation dans le temps des constantes physiques fondamentales). Mais pour des raisons diverses, elle est pratiquement abandonnée par tous les physiciens.

En fait, il est absurde de vouloir valider ou invalider l'hypothèse de la constance des constantes physiques dans le temps : en effet, pour l'invalider, il faudrait se déplacer dans le temps et "tester sur place" : on va dire que c'est impossible. Et pour la valider, on utilise le modèle actuellement "à la mode" qui laisse de manière axiomatique les constantes sans variation : démo qui se mord la queue...

Est-ce que la théorie retenue ne serait pas tout simplement le modèle le plus "jouable" ? (au passage, c'est exactement ce qui se passe en math !)
Mais est-ce que le "jouable" est plus réel pour autant ??

Acceptons de dire que la physique n'est qu'un modèle de la nature, le modèle le plus satisfaisant que nous avons réussi à créer aujourd'hui, mais seulement qu'un modèle "théoritico-expérimentale" (avec toutes ces contraintes et ces incertitudes) qui sort de nos cerveaux.

Le temps n'existe-t-il que dans nos cerveaux grâce à Planck ? ou bien est-il palpable dans la nature ? Le temps est-il symétrique ou pas ? Dans la nature, il y a le passé, le présent, le futur : c'est symétrique non ? En fait, la dissymétrie du temps ne vient-elle pas de notre conscience (ou du modèle physique aussi) ?

Sve@r
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par Sve@r » 29 Mai 2008, 09:48

Le simple fait de parler de "spatio-temporel" montre qu'on a conscience que le temps fait partie de la nature au même titre que l'espace. Il y est même tellement lié que l'on peut appliquer la formule mathématique de la distance entre deux points sur un plan (racine ((xb-xa)2 + (yb-ya2)2)) qui est exactement la même quand on travaille en 3 dimension avec la profondeur (racine ((xb-xa)2 + (yb-ya2)2 + (zb-za)2))) et qui change à peine quand on y inclut la dimension temporelle => racine ((xb-xa)2 + (yb-ya2)2 + (zb-za)2 - (tb - ta)2))
La transformation du + en - s'explique car la dimension temporelle dans les coordonnées contient la constante imaginaire "i" qui élevée au carré donne "-1" ce qui transforme le "+" initial en "-" (... +(tb-ta)2 * (-1)).
Mêmes les mathématiques (outils de modélisation de la nature) intègrent le temps dans leurs équations...

leon1789 a écrit:Ok, et près des trous noirs et leur déformation spatio-temporelle, la lumière va-t-elle toujours aussi vite ?

Oui car la vitesse n'est qu'une distance divisée par un temps. Si la distance est déformée et que le temps est déformé à l'identique, la division restera inchangée...

leon1789 a écrit:Comment fait-on pour vérifier expérimentalement la réponse "sur place" ? Une réponse ne peut venir que des maths et du modèle physique "à la mode".

La "mode" est quand-même issue d'un développement mathématique rigoureux. Lorsque Einstein a développé sa relativité générale, ses calculs finaux confortaient ceux de Newton pour les cas généraux et apportaient une précision supplémentaire pour les cas extrèmes (orbite de Mercure par exemple)

leon1789 a écrit:Le temps n'existe-t-il que dans nos cerveaux grâce à Planck ? ou bien est-il palpable dans la nature ?

Cette discussion qui devient plus philosophique que mathématique n'est pas nouvelle. Déjà les grecs anciens s'interrogaient sur le concept d'espace. Ils n'arrivaient pas à concevoir qu'un emplacement puisse exister indépendamment de la présence ou de l'abscence d'un objet. Et bien avant eux, il y a eu les mathématiciens indiens (hindous ?) qui ont été les premiers à intégrer la notion d'un nombre ne dénombrant rien (zéro). Le temps peut-il exister sans qu'il y ait d'objet qui le mesure ? Il existe comme l'espace et l'ensemble forme un "tout"...

leon1789 a écrit:Le temps est-il symétrique ou pas ? Dans la nature, il y a le passé, le présent, le futur : c'est symétrique non ? En fait, la dissymétrie du temps ne vient-elle pas de notre conscience (ou du modèle physique aussi) ?

Il y a l'entropie qui prouve la dissymétrie du temps. Un objet brisé ne se recompose jamais. Un objet quantique tombé en décohérence ne redeviendra jamais quantique. D'ailleurs tu parles du présent et on pourrait lire dans ta phrase qu'il s'agit d'un tiers du temps (avec le passé et le futur) alors que le présent n'existe pas "le moment où je parle est déjà loin de moi (Boileau)"

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leon1789
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par leon1789 » 29 Mai 2008, 12:17

Sve@r a écrit:(...) on peut appliquer la formule mathématique (...)
Mêmes les mathématiques (outils de modélisation de la nature) intègrent le temps dans leurs équations...

là, on parle du modèle, ok.

Sve@r a écrit:Oui car la vitesse n'est qu'une distance divisée par un temps. Si la distance est déformée et que le temps est déformé à l'identique, la division restera inchangée...

Et qui vous certifie cela : le modèle physique ! pas la nature... (enfin pour l'instant, mais un jour peut-être...)

Sve@r a écrit:La "mode" est quand-même issue d'un développement mathématique rigoureux.

Certes, les maths ont fait preuve d'une certaine efficacité, de cohérence, etc. Mais ce ne sont pas le maths qui dirigent la nature.
Et la théorie physique a toujours des incohérences (qui sont justement source de questions et d'avancées...)

Sve@r a écrit:Il y a l'entropie qui prouve la dissymétrie du temps. Un objet brisé ne se recompose jamais.

ok, mais cet objet était "brisé" avant d'être construit non ? D'où une symétrie temporelle. (Poussières tu étais, poussières tu redeviendras.)

Sve@r a écrit:Un objet quantique tombé en décohérence ne redeviendra jamais quantique.

un objet quantique fait-il partie de la nature ou d'une modèlisation ??

Sve@r a écrit:D'ailleurs tu parles du présent et on pourrait lire dans ta phrase qu'il s'agit d'un tiers du temps (avec le passé et le futur) alors que le présent n'existe pas "le moment où je parle est déjà loin de moi (Boileau)"

Tout à fait, c'est pas faux.
Le présent existe peut-être dans notre conscience, non ? Là je suis en train d'écrire... (Ca y est, c'est écrit... ce présent est du passé)

Cyril Mar
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par Cyril Mar » 29 Mai 2008, 13:33

Bonjour.

Je suis désolé de n'intervenir que maintenant (je sais que le devoir "maison" était à rendre aujourd'hui). Mais, puisque il est tard, je peux, en contre-partie, me permettre d'exposer précisément ma pensée sur le sujet.

Il me semble que la question "La Nature est-elle symétrique ?" pose entre autres le problème du rapport entre l'expérience et la géométrie. La notion de symétrie , je crois, est plutôt mathématique. N'est-ce pas l'esprit humain qui trouve des cas de symétrie dans certains phénomènes physiques ? D'après Poincaré, il n'existe par exemple aucun solide rigide. L'auteur de La Science et l'Hypothèse oppose dès lors les "solides idéaux" de la géométrie - qui offrent sans doute des cas de symétrie - aux solides de l'expérience sensible - qui sont imparfaits. Poincaré fait, à ce propos, une séparation très nette entre géométrie et physique, en soutenant que la géométrie n'est certainement pas une science expérimentale.

On peut par exemple opposer le point de vue d'Einstein à cette position.

C'est une piste.

Benjamin
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par Benjamin » 29 Mai 2008, 13:51

leon1789 a écrit:ok, mais cet objet était "brisé" avant d'être construit non ? D'où une symétrie temporelle. (Poussières tu étais, poussières tu redeviendras

Il ne faut pas confondre conditionnement d'un objet par des procédés tels que mettre de la colle avec la réversibilité d'une action. Le fait que certaines choses soit irréversible, ça me fait dire à moi aussi la non symétrie du temps. Tu mets une goutte d'encre dans un verre d'eau. Au bout d'un certain temps, l'encre est répartie uniformément dans le verre. Tu n'observeras jamais la création de cette goutte de départ à partir de la position d'équilibre. Cette réaction de diffusion de particules est irréversible. Pas de symétrie.

Sve@r
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par Sve@r » 01 Juin 2008, 11:35

leon1789 a écrit:Et qui vous certifie cela : le modèle physique ! pas la nature... (enfin pour l'instant, mais un jour peut-être...)

Bien entendu. Mais dans beaucoup de cas, les modèles ont suffit à trouver des réponses expérimentalement impossibles à vérifier (rapports dans le triangle rectangle qui ont permis de calculer la distance des étoiles par exemple)...

leon1789 a écrit:Certes, les maths ont fait preuve d'une certaine efficacité, de cohérence, etc. Mais ce ne sont pas le maths qui dirigent la nature.

Evidemment pas. Ce ne sont qu'un outil de compréhension, pas de direction...

leon1789 a écrit:Et la théorie physique a toujours des incohérences (qui sont justement source de questions et d'avancées...)

C'est pour ça que les physiciens cherchent les théories d'unification (intégrer les cas particuliers dans une formule plus "générale" où ce cas particulier ne devient qu'un paramètre de plus)

leon1789 a écrit:Tout à fait, c'est pas faux.
Le présent existe peut-être dans notre conscience, non ? Là je suis en train d'écrire... (Ca y est, c'est écrit... ce présent est du passé)

Et ce passé est unique et figé contrairement au futur qui est aléatoirement multiple...

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leon1789
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par leon1789 » 16 Oct 2008, 20:18

Benjamin631 a écrit:Je dois dire que je n'avais jamais pensé au fait que la vitesse de la lumière pouvait changer à l'échelle des temps géologiques. C'est une idée très intéressante. C'est puissant en fait :)


Dominique Lefebvre a écrit:Puissant, sans doute... mais on tout lieu de penser que cette constante est constante à l'échelle géologique! Et même à l'échelle de l'âge de l'univers.... C'est une théorie qui fut débattue en son temps (la variation dans le temps des constantes physiques fondamentales). Mais pour des raisons diverses, elle est pratiquement abandonnée par tous les physiciens. L'incertitude demeure toutefois à la singularité initiale (au Big Bang si tu préfères)


Figurez-vous que, il n'y a pas longtemps (le mois dernier), j'ai entendu parlé certaines personnes qui remettaient en cause cette "constance des constantes", notamment parce qu'il y a un problème quant à la dualité matière / anti-matière . Les modèles actuels (basés sur ces constantes supposées constantes) n'expliquent pas pourquoi la matière l'a emporté sur l'anti-matière, alors qu'au moment du bing-bang, la symétrie était de mise entre les deux... A un moment, il y a eu une cassure de symétrie entre la matière et l'anti-matière, pour que le monde soit tel qu'on le voit (et qu'on le modélise).

Enfin, c'est ce que j'ai compris...
Qu'en pensez-vous ?

miikou
Membre Rationnel
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Enregistré le: 07 Juil 2008, 19:38

par miikou » 16 Oct 2008, 21:38

ce que je vois c'est que ce forum est asymetrique, d'un coté ceux qui parlent, de l'autre ce qui ecoutent ..

 

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