Les quantités mesurables : notions, ( idées, concepts et connaissances) de coïncidence et de simultanéité .

On a souvent cité, comme étant la base de la physique moderne, ce mot de Kant ( philosophe allemand, 1724-1804) : " Il n'y a de science proprement dite, dans les sciences naturelles, que ce qui s'y trouve de mathématique " . Sans doute, il a été écrit au moment où la physique allait réellement devenir mathématique ; mais depuis longtemps on comprenait qu'elle devait le devenir . Bien avant Kant, Galilée ( mathématicien, physicien et astronome italien, 1564-1642, père de la notion de relativité des phénomènes et des points de vue des personnes en fonction de l'environnement et du contexte ambiant) avait dit : " Mesure ce qui est mesurable, et rends mesurable ce qui ne l'est pas encore " ; et Platon (philosophe grec, ~ -428 à ~- 348 ) avait formulé la même idée de la manière la plus expressive, en appelant Dieu l'éternel géomètre : Dieu " géométrise " éternellement .

Ces aphorismes ( maximes, préceptes) définissent l'objet des sciences naturelles . En particulier, le physicien exécute des expériences pour obtenir des données positives qui puissent être introduites dans le calcul, où elles sont transformées jusqu'à faire apparaître des lois générales . Celles-ci, formulées en langage mathématique , permettent de prévoir la marche ( le déroulement ) des phénomènes, et suggèrent d'autres expériences qui vérifieront ces lois et en feront apparaître de nouvelles, lesquelles s'ajouteront aux précédentes ou les élargiront (leur permettront de se développer ) .
Or, qui dit expériences, dit mesures . Toute la physique se ramène donc à exécuter des mesures, et à en faire entrer les résultats dans les calculs .
Mais pour exécuter une mesure avec la rigueur désirable, il suffit d'être fixé sur l'objet concret à mesurer, sur ses limites, sur l'unité à employer, sur les conditions de l'expérience, et sur le mode opératoire .
Peu nous importent donc les dissertations (dans le sens de discourir, palabrer inutilement ) sur les choses en soi, sur l'essence (l'esprit, les principes) de l'espace, du temps et du
mouvement, auxquels s'applique indifféremment ce que l'on dit si bien du temps, "dont nous avons tous la notion (la représentation ) et qui est indéfinissable (inclassable ) par nature " . Nous nous bornerons ( limiterons) à préciser d'une manière concrète ce que nous entendons par ces objets de nos mesures ; et cela, par un artifice ( subtilité) analogue à celui qui sert aujourd'hui à définir le mètre .
Quand on a constaté que les dimensions du globe terrestre ne sont pas exactement celles fournies par les mesures des deux astronomes français Delambre et Méchain, il a fallu reconnaître que le mètre étalon (voir ci-dessous ) ne répondait plus à sa définition : il n'est pas la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre . En toute rigueur, il aurait fallu le remplacer .
Mais cela aurait créé une confusion insupportable pendant la période de transition ; et l'on aurait discrédité ( déconsidéré, dénigré) le système métrique, puisqu'on aurait toujours eu à craindre de se voir obligé, par quelque nouveau progrès de la géodésie ( science qui a pour objet la détermination de la forme de la terre, la mesure de ses dimensions, l'établissement des cartes) , à modifier encore l'étalon .
On prit donc le parti fort sage de renoncer à la définition théorique pour en prendre une concrète, en disant : " Le mètre international est la longueur de l'étalon conservé au Pavillon de Breteuil, à Sèvres, France ", avec cette remarque : " A titre de renseignement, il est à peu près égal à la dix-millionième partie du quart d'un méridien terrestre . "
Pareillement, il nous suffira de dire : " L'espace est la grandeur qu'on est convenu de mesurer, suivant trois axes perpendiculaires deux à deux , au moyen de règles dont le prototype ( premier exemplaire d'un modèle construit ) est le mètre international ;
Le temps est la grandeur que l'on est convenu de mesurer au moyen d'horloges réglées astronomiquement sur le jour moyen ."
Ces définitions terre à terre feront sourire bien des gens ; et nous conviendrons bien volontiers que ce ne sont pas des définitions . Mais il n'en faut pas davantage au physicien pour mettre un phénomène en équations (traduire , exprimer quantitativement les données recueillies par une relation mathématique) ; et c'est tout ce qu'il demande pour réaliser les découvertes les plus grandioses .
Quand au mouvement, nous n'avons à le connaître que par ses caractéristiques mesurables, la direction, la vitesse ( distance parcourue par unité de temps , rapidité de déplacement ) et l'accélération (vitesse avec laquelle un corps en mouvement augmente de vitesse) , qui sont des fonctions ( une grandeur, la vitesse par exemple,est dite "fonction" d'une ou plusieurs autres lorsque sa valeur est déterminée quand on connaît la valeur de ces dernières ) de l'espace et du temps . Le reste nous est indifférent !

Abordons, maintenant les notions et les connaissances (qui impliquent une étude et un jugement, la notion étant , surtout en matière de science, une vue générale et sommaire acquise avec un peu de travail, la connaissance , systématique, précise, complète et nette, étant acquise après un long examen) nécessaires pour apprécier (évaluer, déterminer ) les problèmes posés par les idées de coïncidence (1) et de simultanéité (2) , liés, en relation avec l'action de mesurer, c'est-à-dire d' évaluer une quantité en la comparant à une quantité déterminée,connue .
(1) -coïncidence : se dit d'événements qui arrivent en même temps ou qui occupent la même portion de l'espace en se superposant exactement . Coïncidence comporte également l'idée de hasard, et implique souvent que l'esprit tire une conclusion du rapprochement des événements.
(2) -simultanéité : qui se fait, qui s'accomplit, qui a lieu en même temps; existence, production de deux ou plusieurs choses dans le même instant, qui se réalise ensemble. Synchronisme absolu, concordance de dates .

De quelle manière réalise-t-on ces mesures, fondement ( élément essentiel sur lequel s'appuie tout un ensemble, ici de connaissances) de toute science expérimentale ? Ou du moins quel en est l'esprit ( le sens profond, la signification, le contexte dans lequel on se situe) ? Car il n'est pas question d'entrer ici dans la description des appareils et de leur emploi .

Toute mesure se ramène à l'appréciation d'une coïncidence dans l'espace et dans le temps . Ce peut être la lecture d'une graduation, en regard d'un trait ou de l'intervalle de deux traits, ou l'examen d'une aiguille parcourant un cadran, ou l'audition de deux bruits simultanés ou de deux sons identiques ; de toute façon, que ce soit par la vue ou l'ouïe, il s'agit d'apprécier une coïncidence .
Plus exactement, ce n'est pas une coïncidence que nous percevons, mais " la cessation d'une non-coïncidence ." Nos sens ne nous révèlent que des distances, des écarts, des différences . Quand nous disons qu'un corps est chaud, c'est que nous sentons de la chaleur passer de lui à nous ; il n'est donc pas " chaud ", ce qui ne signifierait rien par rapport à un corps plus chaud, mais simplement " plus chaud que nous " (nous pouvons percevoir ces sensations lorsque nous effleurons une partie du corps de quelqu'un qui " a de la fièvre ", une température élevée par rapport à la température normale de notre main) . Si nous n'éprouvons pas cette sensation, ni l'inverse, nous disons qu'il y a équilibre de température , c'est-à-dire coïncidence . Mais cette impression est subjective : un bolomètre (instrument qui sert à mesurer l'énergie rayonnante émise par un corps chaud) nous révélerait encore un notable écart de température, alors que l'imperfection de nos sens de la chaleur nous fait croire à l'équilibre .

La notion de coïncidence dans l'espace est intuitive .

On dit que deux points coïncident quand on ne discerne aucun intervalle entre eux (à l'oeil nu ! si nous utilisions une loupe, nous serions capable de constater la non superposition complète et exacte des deux points . L'utilisation d'une loupe plus puissante nous permettrait d'apprécier un manque de coïncidence encore plus faible, mais réel) . Mais c'est là une appréciation personnelle et relative, dépendant de l'acuité de notre vue, de la puissance de l'éclairage, ainsi que de la perfection de nos instruments ( comme nous venons de le préciser avec la qualité en particulier de la loupe utilisée) .
L'idée de mesure est donc inséparable de celle d'approximation (d'à-peu-près ) . Quand nous énonçons un résultat, il faut toujours indiquer le degré d'erreur qu'il comporte ; et si nous l'introduisons dans un calcul à titre de donnée, il ne faut pas perdre de vue cet écart, qui influera sur le nouveau résultat cherché .

Dans un autre billet, nous poursuivrons notre réflexion sur ce thème très instructif pour construire notre rapport au savoir et aux diverses connaissances qui permetttent de comprendre le monde qui nous entoure et avec lequel nous interférons (interférence dans le sens de rencontre de plusieurs phénomènes ou de personnes, qui agissant ensemble , entraînent souvent des modifications de comportements , qui se renforcent ou se contrarient . Exemple : interférences entre l'éducation et le comportement des enfants ; être en relation de concurrence ou de concordance ) .
A bientôt, bien à vous, Gerboise .