A Paris, le 16 juillet 2012.



Deux découvertes physiques, de natures apparemment diamétralement opposées, ont été réalisées ces dernières semaines.

L'une est en relation avec la galaxie la plus éloignée de la terre et l'autre en relation avec un boson qui pourrait bien être celui que, par la pensée et le raisonnement, en particulier Peter Higgs a déclaré exister...


1. L'éloignement de la galaxie HDF850.1

La galaxie en question est la galaxie HDF850.1 (image ci-dessous) 

la galaxie
Source : astronomieamateur

Elle a été découverte en 1998 dans le "Hubble Deep Field", un amas primitif de galaxies qui s'est formé peu après le Big Bang.
Ce champ du ciel constitue le second proto-amas de galaxies connu à ce jour dans l’univers lointain.

La galaxie a retenu l'attention des milieux professionnel et amateur pour son "taux de natalité" stellaire incroyablement élevé: 1 000 masses solaire par an !
En comparaison, la Voie Lactée ne dépasse pas 1 masse solaire annuelle.

Mais, pour la première fois, une équipe d'astronomes vient de déterminer la distance de la galaxie à la terre .

Jusqu'à présent, les astronomes n’avaient jamais réussi à déterminer la position de HDF850.1 dans l'espace, malgré les nombreuses tentatives de mesure de sa distance depuis plus de dix ans.

On peut dire aujourd'hui que la lumière que nous recevons d'elle a commencé son voyage lorsque l'Univers n'avait que 1,1 milliard d'année d'existence, soit 8 % de son âge actuel.

La galaxie se trouve en effet à une distance correspondant à 26 milliards d’années-lumière de la Terre, soit un décalage vers le rouge ("redshift") de 5.2.

C'est l'équipe de Fabian Walter de l'Institut Max Planck pour l'astronomie (MPIA) en Allemagne qui vient de réussir là où de nombreux scientifiques avaient échoué jusqu'à présent.
Elle a utilisé l’interféromètre de l'IRAM qui est composé de six antennes de 15 m de diamètre sur le Plateau de Bure dans les Alpes françaises.

La grande raison des échecs consécutifs antérieurs tenait à l'impossibilité d'observer directement la galaxie HDF850.1 dans les images du télescope spatial Hubble. Elle était tout simplement invisible dans le rayonnement visible et proche infrarouge !

A la fin des années 90, les astronomes ont eu l'idée d'observer le Hubble Deep Field dans les longueurs d’ondes submillimétriques.
Ils se sont rendus compte
alors que l’émission de cette galaxie était l’une des sources les plus lumineuses détectées dans cette région.
Son taux de production d’étoiles représente même l’ensemble de toutes les naissances des autres galaxies du champ d'Hubble (selon le site http://www.astronomieamateur17.com/article-l-interferometre-de-l-iram-determine-la-distance-de-la-galaxie-hdf850-1-107099247.html ).

En analysant le spectre de la galaxie HD850.1 avec l'interféromètre de l'IRAM, l'équipe de Fabian Walter a découvert des raies d’émission faibles appartenant à l’atome de carbone ionisé et à la molécule de monoxyde de carbone, qui ont pour la première fois permis de déterminer de manière certaine la distance réelle de cet objet. 

"Nous observons HDF850.1 à une époque où l’univers n’avait que un milliard d’année d'existence après le Big Bang.
L’extraordinaire activité de formation stellaire au sein de cette galaxie appartient donc clairement à une époque reculée de l’histoire cosmique, alors que l’univers n’avait que 8% de son âge actuel"
a eu l'occasion de déclarer Fabian Walter.

Le nouveau réseau ALMA de l'E.S.O. devrait prochainement pointer ses antennes sur HD850.1 afin d'en apprendre plus sur cette galaxie aux frontières du Big Bang...


2. L'existence de la "particule de Dieu".

Pour leur part, deux équipes de scientifiques du C.E.R.N. ont confirmé à l'occasion d'une conférence de presse (cf. le site,
https://www.youtube.com/watch?v=RIg1Vh7uPyw&feature=related) la découverte d'une nouvelle particule subatomique, qui pourrait bien être l'insaisissable "boson de Higgs", également connu sous le nom "la particule de Dieu" (cf. video ci-dessous).




"Je peux confirmer qu'une particule a été découverte qui est compatible avec la théorie du boson de Higgs», a déclaré John Womersley, directeur du Science & Technology Facilities Council du Royaume-Uni.

Le résultat est encore au stade préliminaire, mais "il est très fort et très solide", selon Joe Incandela, porte-parole de l'une des deux équipes parties à la chasse de la particule de Higgs.

Baptisée "boson de Brout-Englert-Higgs", au départ en 1964, la particule est souvent nommée plus simplement "boson de Higgs".
Etant donnée sa théorie, elle joue un rôle majeur dans la nature car, sans elle, les particules n'auraient pas de masse.

Les analogies pour faire comprendre ce rôle vont bon train. 
Par exemple, c'est comme si des objets initialement sans masse traversaient un milieu visqueux et se mettaient donc à peser de plus en plus lourd. La manière d'agréger la "boue" dépendant de l'interaction avec le fameux boson.

Ainsi l'électron devient l'objet que nous connaissons et peut ensuite donner naissance à des atomes, des molécules... à toute la matière qui nous entoure.

Bien que décrit en théorie il y a près de cinquante ans, le processus impliquant une nouvelle particule n'a jamais pu être vérifié.
Entre temps, des particules élémentaires ont été découvertes: la dernière en date est de 1994.

Au C.E.R.N., la traque a commencé véritablement en 2010.

Reste à vérifier comment interagit ce boson avec les autres particules
et à connaître toutes ses propriétés, par exemple, tourne-t-il sur lui-même?

Si le boson en question est véritablement l'élément qui donne sa masse à la matière, on sait déjà que sa masse est de 125 gigaélectronvolt environ, soit, par exemple, 133 fois celle d'un proton, constituant élémentaire des noyaux atomiques.


Reste aussi que plusieurs théories de la masse différentes coexistent et que la découverte complète l'une d'elles mais ne les unifie pas (cf. video ci-dessous).




3. Intuition ou induction.

Tout cela ne fait qu'illustrer ce qu'écrivait, il y a près d'un siècle, Jean Perrin dans un ouvrage intitulé Les atomes alors que faisait rage un débat entre les "énergétistes" et les "atomistes".

"La théorie atomique a triomphé" y a écrit Perrin.
"Mais, dans ce triomphe même, nous voyons s'évanouir ce que la théorie primitive avait de définitif et d'absolu.

Les atomes ne sont pas ces éléments éternels et insécables dont l'irréductible simplicité donnait au Possible une borne, et, dans leur inimaginable petitesse, nous commençons à pressentir un fourmillement prodigieux de Mondes nouveaux....

La Nature déploie la même splendeur sans limite dans l'Atome ou dans la Nébuleuse, et tout moyen nouveau de connaissance la montre plus vaste et diverse, plus féconde, plus imprévue, plus belle, plus riche d'insondable Immensité."

Qu'est-ce donc que les «Energétistes» reprochaient aux «Mécanistes» et aux tenants des théories moléculaires ?

Ils leur reprochaient d'expliquer
le connu par l'inconnu et
le certain par l'hypothétique.

Ils s'inscrivaient en faux contre une méthode qui prétendait rendre compte des phénomènes visibles et mesurables au moyen de mouvements imaginaires d'atomes hypothétiques,
"tout en s'inspirant des idées des antiques philosophes de l'Ionie et reprenant à son compte l'esprit spéculatif des métaphysiciens grecs" condamnaient certains.

Mais Perrin n'en avait cure car il avait confiance dans l'intuition de l'homme et la préférait à l'induction:

« Deviner ainsi l'existence ou les propriétés d'objets qui sont encore au delà de notre connaissance, expliquer du visible compliqué par l'invisible simple, voilà la forme d'intelligence intuitive à laquelle, grâce à des hommes tels que Dalton ou Boltzmann, nous devons l'Atomistique.

« II va de soi que la méthode intuitive n'a pas à se limiter à la seule Atomistique, pas plus que la méthode inductive ne doit se limiter à l'Energétique.

Un temps viendra peut-être où les atomes, enfin directement perçus, seront aussi faciles à observer que le sont aujourd'hui les microbes.
L'esprit des atomistes actuels se retrouvera alors chez ceux qui auront hérité le pouvoir de deviner, derrière la réalité expérimentale devenue plus vaste, quelque autre structure cachée de l'Univers. »  (ibid, p. v).

Avec ce propos, Jean Perrin rejoint en fait un de ses contemporains, Henri Poincaré, le grand mathématicien (dont j'ai déjà eu l'occasion de parler, en particulier dans ce billet de décembre 2010) selon qui les mathématiques ne peuvent être réduites à la logique, à une logique formelle.

Comme Poincaré l'explique dans Science et méthode, l'intuition est essentielle au mathématicien et cela n'est pas une question de logique analytique, a fortiori de logique formelle.
L'intuition va de pair avec l'application du principe d'induction complète que certains de ses opposants prétendent avoir démontré au prétexte que, selon eux, il n'existe pas de jugement synthétique a priori.
Soit dit en passant, Poincaré insiste à propos de la logique nouvelle de MM. Couturat et Russell - ce qu'il dénomme "la logistique" qui va faire florès au XXè siècle - sur le fait que, malgré ce que ces derniers en disent:
"Nous n'avons pas le droit de regarder [leurs] axiomes comme des définitions déguisées et [...] il faut pour chacun d'eux admettre un nouvel acte d'intuition [...] un acte nouveau et indépendant de notre intuition et, pourquoi ne pas le dire, un véritable jugement synthétique a priori" (Poincaré, op. cit. p.185)

"La logique reste donc stérile, à moins d'être fécondée par l'intuition.[...]
La logistique n'est plus stérile, elle engendre l'antinomie." (ibid., pp.222-23))


4. Economique et mathématique.

L'un et l'autre confortent ainsi la voie de l'économiste qui refuse de réduire l'économie politique - ou la science économique - à une mathématique.

Si on préfère cette autre façon de s'exprimer, ils étayent la démarche qui consiste à refuser d'appliquer nécessairement aveuglément une mathématique à sa discipline, voire à passer, d'un instant au suivant, d'une mathématique à une autre pour traiter la même question comme ce fut le cas, par exemple, de la question de l'"équilibre économique général" au XXè siècle, dans la décennie 1950, quand son traitement passa des mains de la "théorie des systèmes" (de Walras à Wald) à celles de la "théorie des ensembles" (Debreu, Arrow).

Contre l'application d'une mathématique à une discipline de la pensée autre, Poincaré n'avait pas hésité à mettre en garde à diverses reprises et à formuler les plus expresses réserves dans le cas des sciences morales.

Une grande raison que rappelle Ivar Ekeland (1984) est que :
"« certains événements prédits par le modèle mathématique ne se produiront pas dans la réalité physique » (Ekeland, 1984, pp.52-53).

Ekeland souligne humoristiquement à cette occasion que
« les mathématiques nous donnent une manière originale de réparer un pneu crevé : il suffit d'attendre qu'il se regonfle spontanément » (ibid., p.54)

Soit dit en passant, et d'une part, il convient de distinguer l'application d'une mathématique et, ce qui n'est pas mieux, la transposition d'un modèle mathématique d'un phénomène physique, biologique, etc. pour "expliquer" un phénomène économique
Mais cette distinction n'est pas prise en considération par les économistes qui procèdent à l'une ou à l'autre.

D'autre part, il convient de ne pas oublier le changement d'opinion qui est survenu sur la notion de modèle au début du XXè siècle et qu'en 1929, A.S. Eddington résumait en ces termes :
« Une des plus grandes modifications survenues en physique entre le XIXè siècle et aujourd'hui, c'est celle de l'idée que nous nous formons de l'explication scientifique.
Le physicien de l'époque Victoria mettait un point d'honneur à déclarer  qu'il comprenait quelque chose seulement  quand il avait pu en construire un modèle ;
et, par modèle, il entendait un ensemble de leviers, sources d'engrenages, ou autres appareils familiers à l'ingénieur […]
aujourd'hui nous n'invitons pas l'ingénieur à nous bâtir le monde en dehors de ses matériaux, mais nous nous adressons au mathématicien pour nous le bâtir sans les siens »

Il reste que, contrairement à ce que font croire ou que disent certains commentateurs, aujourd'hui, au travers de ce qu'ils dénomment "optimum de Pareto", Vilfredo Pareto est exemplaire à cet égard du refus comme le soulignait, certes en note de bas de page, Arthur W. Marget en 1935 dans un article intitulé “The Monetary Aspects of the Walrasian System” (Journal of Political Economy, Vol. 43, No. 2, Apr., pp. 145-186):

"Pareto's general attitude toward the use of mathematics for purposes of analysis rather than synthesis is typified by a remark in his obituary notice of Walras in the Economic Journal, XX (1910), 139:

'When mathematics are applied to particular problems of economic science, they lead merely to results more curious than useful.

We should not err widely from truth in saying that, restricted within these limits, the use of mathematics in economic science is futile.'

To be sure, Pareto did not mention Walras specifically on this occasion; but that he may have had reference to Walras, as well as to Marshall, may be deduced from remarks which he made on other occasions.
See, for example, his cynical comments on Walras' proposals for the abolition of private property in land and for Indian monetary reform, in his 'Introduction' to A. Osorio, Théorie mathématique de l'échange (1913), p. ix.

If it be objected that Pareto's skepticism, on this latter occasion, had reference, not to the possibilities of analysis with the help of mathematical tools, but merely to what I suppose he would have characterized as Walras' 'non-logical' desire to use economic analysis in order to improve the lot of mankind, I should merely point to Pareto's complete lack of sympathy with, or understanding of, Walras' analytical contributions to the field of monetary theory."


Ma traduction :

«L'attitude générale de Pareto à l'égard de l'utilisation des mathématiques à des fins d'analyse plutôt que de synthèse peut se caractériser par une remarque qu'il a écrite dans son article nécrologique de Walras dans l'Economic Journal
, XX (1910), 139:


'Quand les mathématiques sont appliquées à des problèmes particuliers de la science économique, elles conduisent simplement à des résultats plus curieux qu'utiles.

Nous ne devrions pas nous écarter trop de la vérité en disant que, dans ces limites, l'utilisation des mathématiques en science économique est futile.'

A coup sûr, Pareto n'a pas mentionné spécifiquement Walras à cette occasion, mais qu'il puisse avoir fait référence à Walras, ainsi qu'à Marshall, peut se déduire de remarques qu'il a faites à d'autres occasions.
Voir, par exemple, ses commentaires cyniques sur les propositions de Walras pour l'abolition de la propriété privée de la terre et pour la réforme monétaire indien, dans son "Introduction" à A. Osorio, "Théorie mathématique de L'Échange" (1913), p. ix.

Si l'on objecte que le scepticisme de Pareto, à cette dernière occasion, se référait, non pas aux possibilités d'analyse à l'aide d'outils mathématiques, mais simplement à ce que je suppose qu'il aurait qualifié de désir "non-logique" de Walras d'utiliser l'analyse économique afin d'améliorer le sort de l'humanité, je soulignerais tout simplement le manque complet de sympathie, ou de compréhension, de Pareto avec les contributions analytiques de Walras au domaine de la théorie monétaire."


Les adeptes actuels de l'"optimum de Pareto" (cf. par exemple ce billet de juillet 2009) devraient avoir en permanence à l'esprit ces considérations.

Ils devraient cesser de l'imputer faussement à Pareto.

Ils devraient renoncer à la pratique d'introduire telle ou telle mathématique, choisie nécessairement arbitrairement, en Économie politique pour l'étayer et essayer ainsi de faire de cette dernière une science comparable aux sciences exactes.

Ils devraient revenir sur la voie des accords contractuels et de l'harmonie économique qui en résulte et dont Richard Strauss donne une illustration dans le lied qui suit:





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