La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand1 Incertitude expérimentale et démarche scientifique Quest-ce que la science? D. Verkindt, LAPP.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand1 Incertitude expérimentale et démarche scientifique Quest-ce que la science? D. Verkindt, LAPP."— Transcription de la présentation:

1 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand1 Incertitude expérimentale et démarche scientifique Quest-ce que la science? D. Verkindt, LAPP

2 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand2

3 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand3 Pour poser des questions sur le monde Quest ce que la réalité? Qui sommes-nous? Pour offrir des réponses incertaines et partielles Limiter les certitudes et les attitudes dogmatiques Pour aller au-delà de nos sens Nos sens ont lhabitude de certaines échelles de temps, de longueurs, dénergie, etc... La science, pourquoi existe-t-elle?

4 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand4 Longueurs (mètres) m = taille dun noyau datome 1 m = vous m = distance qui nous sépare de létoile Alpha Centauri Temps (secondes) s = durée de vie de la particule Z 0 1 s = vous s = durée de vie du soleil Energies (Joules) J = energie dun photon émis par une lampe J = atterrissage du moustique J = vos repas de la journée J = bombe atomique de 1 Mégatonne J = énergie lumineuse du soleil… à chaque seconde! Quelques ordres de grandeur

5 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand5

6 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand6 Pour la science, le langage est important: Utiliser un langage universel: les mathématiques Tenter de définir objectivement et quantitativement ce dont on parle: - Chaleur (« cest chaud! ») --> Energie (la main a reçu 3000 Joules) - Couleur (« cest rouge! ») --> Longueur donde (0.8 microns) - Inertie (« cest difficile à faire bouger! ») --> Masse (100 kilogrammes) Définitions et langage universels

7 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand7 Des observations et des interrogations Des modèles théoriques pour: - tenter dexpliquer les observations - donner une vision plus cohérente et unifiée de la nature. Des expériences, pour valider ou remettre en cause les modèles Mais quest-ce que la science?

8 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand8 théorie expérience Incertitudes des modèles Domaine de validité Incertitudes expérimentales Interprétations des résultats La science sur deux pieds On parle de science, lorsque les théories élaborées pour décrire la nature sont réfutables par des expériences

9 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand9

10 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand10 La théorie Source de la science

11 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand11 La théorie: source de la science Les motivations dune théorie sont multiples, souvent artistiques foi, imagination, désir de connaître, envie de beauté, de simplicité, besoin dassembler les pièces dun puzzle expérimental La théorie vient avant lexpérience comme lœuf vient avant la poule!... La théorie est soumise à la loi de lexpérience avec les moyens techniques dune époque donnée

12 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand12 La théorie: seulement des modèles Un modèle qui a tenu 300 ans: la gravitation selon Isaac Newton On sen sert encore aujourdhui pour envoyer des sondes sur Mars Un modèle qui a tenu 10 ans: latome selon Rutherford Grâce à lui, on sest posé les bonnes questions qui ont conduit à la Mécanique Quantique

13 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand13 Domaine de validité dun modèle théorique Résistance électrique dépend de la température anomalie --> Supraconductivité Courbe de rotation des galaxies anomalie --> Matière noire -270 o C

14 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand14 Lexpérience Base de la science

15 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand15 Lexpérience: base de la science Lexpérience suppose des mesures identiques et reproductibles, dans les mêmes conditions, pour différents observateurs… mais Conditions expérimentales souvent difficiles à contrôler « Le battement daile dun papillon... » Les appareils de mesure sont imparfaits (nous y compris!) Peut-on faire des appareils parfaits? La nature est statistique et le temps est irréversible « On ne se baigne jamais 2 fois dans le même fleuve » Les résultats dune expérience sont interprétés à la lumière des théories existantes… Peut-on se passer dune interprétation?

16 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand16 LEP (CERN) Conditions expérimentales: exemple du LEP

17 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand17 Conditions expérimentales: exemple du LEP

18 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand18 Conditions expérimentales: exemple du LEP

19 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand19 Conditions expérimentales: exemple du LEP

20 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand20 Lexpérience: base de la science Lexpérience suppose des mesures identiques et reproductibles, dans les mêmes conditions, pour différents observateurs… mais Conditions expérimentales souvent difficiles à contrôler « Le battement daile dun papillon... » Les appareils de mesure sont imparfaits (nous y compris!) Peut-on faire des appareils parfaits? La nature est statistique et le temps est irréversible « On ne se baigne jamais 2 fois dans le même fleuve » Les résultats dune expérience sont interprétés à la lumière des théories existantes… Peut-on se passer dune interprétation?

21 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand21 valeur moyenne A0 Quantité mesurée A Nombre d essais Distribution des mesures de A A0+2 A0-2 La nature est statistique largeur de la distribution = incertitude statistique

22 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand22 Exemple: les atomes radioactifs Source de Molybdène émettant des rayons X a 17 keV EN MOYENNE

23 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand23 Exemple: les atomes radioactifs Datation au Carbone 14 Grâce au carbone 14, on peut remonter jusqu'à des dizaines de milliers d'années dans le passé ( ans). Le carbone, entrant dans la composition de la molécule constitutive du gaz carbonique, présent dans l'atmosphère, est très répandu dans notre environnement. Ce carbone est constitué principalement de carbone 12, qui est stable, et d'une très faible proportion de carbone 14 qui est radioactif avec une période de 5730 ans (le carbone 14 est produit en permanence dans l'azote de l'air par le rayonnement cosmique). Les divers échanges (respiration, photosynthèse, alimentation) qui se produisent entre l'atmosphère et le monde "vivant » ont pour effet d'équilibrer le rapport entre la quantité de carbone 14 et celle de carbone 12. Mais, dès qu'un organisme meurt, le carbone 14 qu'il contient n'est plus renouvelé puisque les échanges avec le monde extérieur cessent. Sa proportion se met alors peu à peu à diminuer. La mesure du rapport carbone 14 /carbone 12 permet donc de connaître la date de la mort d'un organisme bien après que celle-ci ait eu lieu. Moins il reste de carbone 14 dans un échantillon à dater, et plus sa mort est ancienne.

24 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand24 Lexpérience: base de la science Lexpérience suppose des mesures identiques et reproductibles, dans les mêmes conditions, pour différents observateurs… mais Conditions expérimentales souvent difficiles à contrôler « Le battement daile dun papillon... » Les appareils de mesure sont imparfaits (nous y compris!) Peut-on faire des appareils parfaits? La nature est statistique et le temps est irréversible « On ne se baigne jamais 2 fois dans le même fleuve » Les résultats dune expérience sont interprétés à la lumière des théories existantes… Peut-on se passer dune interprétation?

25 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand25 Observation expérimentale et interprétation Observation du spectre dabsorption dune étoile: Raies identiques aux raies démission de certains éléments sur Terre Donc la chromosphère de létoile contient de lArgon

26 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand26 Démarche scientifique Expérimentation Interprétation Validation Le réel est complexe: Atmosphère, frottements, forme de lobjet, gravité variable, etc… Expérience supposée faites dans des conditions idéales: Vide, masse ponctuelle, gravité constante Utilisation dun modèle théorique de base qui fonctionne dans les conditions idéales: Lois de la gravitation de Newton Par approximations successives, mieux décrire le phénomène: Corrections en tenant compte de la forme de lobjet, de la résistance de lair, du vent, etc... Le résultat est imparfait mais ca marche: Les deux objets tombent dans le temps prévu par la théorie

27 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand27 Hypothese: Lécoulement du temps est le même partout Expérience: Comparer une horloge au sol et une horloge dans un avion Utilisation dun modèle théorique qui accepte lhypothèse: Espace et temps absolu, transformations de Galilée Résultat et interprétation: Les deux horloges donnent des heures différentes. Un paramètre inconnu a fausse le résultat OU la théorie nest pas valide Changement de théorie La relativité restreinte Démarche scientifique Expérimentation Interprétation Validation

28 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand28 Protocole expérimental Expérience: connaître leffet dun médicament 100 souris avec placebo (souris P) 100 souris avec médicament (souris M) IMPORTANT: - Expérience en double aveugle (ni la souris, ni lexpérimentateur qui analyse les résultats ne sait quelle souris a reçu du placebo) - Contrôler le mieux possible les conditions expérimentales Résultat: 90 souris M (ayant reçues le médicament) sont guéries. 25 souris P (ayant reçues le placebo) sont guéries. le médicament a un effet (avec un certain niveau de confiance)

29 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand29 Théorie : valide dans un domaine restreint possède souvent des paramètres libres (ajustables) incertitudes du modèle théorique dues aux paramètres libres ou à des incertitudes expérimentales Expérience : reproductibles statistiquement seulement incertitudes de mesures toujours présentes protocole expérimental et interprétation des résultats inséparables de lexpérimentateur. Les réponses fournies par la science: - sont toujours partielles et jamais définitives. - mais produisent des applications concrètes qui marchent. Science: le pays des incertitudes

30 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand30 théorie expérience Incertitudes des modèles Domaine de validité Incertitudes expérimentales Interprétations des résultats Applications concrètes : laser, télévision, avions, médicaments, lave-linge, vaccins, prise de courant, fusée, clonage... La science sur deux pieds… et un peu plus

31 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand31 Derrière le réfrigérateur, on trouve: une pompe, un fluide caloporteur, un moteur électrique, un thermostat donc les molécules de gaz, la pression, la thermodynamique (Lavoisier, Boltzmann, Clausius...), un courant électrique qui fabrique un champ magnétique (Faraday, Maxwell...), conductivité électrique et température (Ohm, Drude…) Derrière le stylo bille, on trouve: le plastique, lencre, la pointe qui roule donc la chimie des hydrocarbures, les liquides, les frottements solides et visqueux Derrière le téléphone, on trouve: le plastique, les microphones et haut-parleurs, les transmissions téléphoniques donc la chimie, l électromagnétisme, le codage de linformation... Les conséquences dans la vie de tous les jours

32 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand32 Quelques resultats utiles

33 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand33 Quelques resultats utiles?

34 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand34 théorie expérience Incertitudes des modèles Domaine de validité Incertitudes expérimentales Interprétations des résultats Applications concrètes : laser, télévision, avions, médicaments, lave-linge, vaccins, prise de courant, fusée, clonage... éthique, avis des citoyens... La science sur deux pieds… et un peu plus

35 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand35 Science sans conscience

36 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand36 Science sans conscience

37 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand37

38 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand38

39 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand39

40 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand40

41 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand41 FIN

42 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand42 Confusions, fausses conclusions Deux écueils difficiles à éviter, en science comme ailleurs: Les confusions entre concepts (effet cigogne) Les conclusions partielles (taches solaires) Un miroir aux alouettes impossible à éviter: les pseudo-sciences (qui utilisent largement les deux écueils précédents) Remède possible: La Zététique

43 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand43 Exemple de pseudo-science: lAstrologie Utilise les méthodes, les calculs et le vocabulaire de la mécanique céleste Interprète les observations expérimentales a la lumière dune théorie (lien entre la configuration des planètes et votre avenir ou votre caractère) qui névolue pas et qui nest vérifiée par aucune expérience En astronomie: il existe 13 constellations du zodiaque En astrologie: il n en existe que 12 !! (avec pourtant la même définition) Paranormal: Il ne suffit pas de voir un phénomène pour quil existe

44 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand44

45 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand45 La Zététique Du grec zêtêin = chercher refus de toute affirmation dogmatique et approche scientifique rigoureuse des phénomènes dits paranormaux => méthodologie scientifique Le droit au rêve / Le devoir de vigilance

46 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand46 Henri Broch Professeur à luniversité de Nice Directeur du laboratoire de Zététique Enseigne la Zététique en premier cycle universitaire Enquête scientifiquement sur les phénomènes paranormaux Le Cercle Zététique Rhône-Alpes Association fondée en 2001 Investigations des phénomène réputés paranormaux Sensibilisation à la méthodologie zététique Diffusion de la culture scientifique.

47 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand47

48 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand48

49 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand49

50 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand50 La bonne foi n'est pas un argument Accorder toute son importance à l'incertitude d'un résultat Quantité n'est pas qualité L'analogie n'est pas une preuve L'inexistence de la preuve n'est pas la preuve de l'inexistence Quelques principes de zététique

51 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand51 Une théorie scientifique est testable, réfutable « ma théorie est forcement juste puisquon ne peut pas faire dexpérience montrant quelle est fausse! » Personne ne peut se tromper tout le temps même Elisabeth Teissier peut faire un jour une prédiction juste Une déclaration extraordinaire demande une preuve extraordinaire « la pierre que je lâche va monter vers le ciel… » Cest à celui qui affirme dapporter la preuve de son affirmation « vous ne pouvez prouver que ca nexiste pas, donc ca existe!! » Quelques principes de zététique

52 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand52 Effet Puits Plus un discours est "profond" (dans le sens de... creux), plus les auditeurs peuvent se reconnaître, et se reconnaître majoritairement, dans ce discours. Exemple: l horoscope. Effet Cigogne L'Effet Cigogne consiste à tout simplement confondre corrélation et causalité. Effet Paillasson L'Effet Paillasson consiste à désigner une chose ou un objet par un mot qui se rapporte à autre chose et permet ainsi de tirer des implications erronées. C'est un effet fondamental dans le domaine des phénomènes "paranormaux". Quelques effets caractéristiques

53 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand53 Effet gaulois (méconnaissance de la physique) crainte de la foudre, marche sur charbons ardents, publicité radioactive, radioactivité naturelle et centrales nucléaires Effet paillasson (ne pas utiliser les mots exacts) prédiction des résultats du loto par une lettre anti-datée Effet cigogne (une corrélation nest pas une causalité) comptage de cigognes en Alsace, républicains américains et taches solaires... Exemples

54 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand54

55 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand55 Effet gaulois (méconnaissance de la physique) crainte de la foudre, marche sur charbons ardents, publicité radioactive, radioactivité naturelle et centrales nucléaires Effet paillasson (ne pas utiliser les mots exacts) prédiction des résultats du loto par une lettre anti-datée Effet cigogne (une corrélation nest pas une causalité) comptage de cigognes en Alsace, républicains américains et taches solaires... Exemples

56 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand56 Exemple de conclusions partielles

57 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand57 Vision plus complète!

58 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand58 théorie expérience Incertitudes des modèles Domaine de validité Incertitudes expérimentales Interprétations des résultats Zététique La science sur deux pieds… et un peu plus

59 27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand59 FIN


Télécharger ppt "27 Fevrier 2004Lycee St Francois, Ville-la-Grand1 Incertitude expérimentale et démarche scientifique Quest-ce que la science? D. Verkindt, LAPP."

Présentations similaires


Annonces Google