II. Caractéristiques originelles et actuelles du virtuel








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IV. Le concept de virtuel dans l’histoire des mathématiques et pratiques actuelles


Le virtuel est une notion utilisée dans la pensée qui correspond à une mathématisation des sciences physiques. On doit l’utilisation du terme « virtuel » à Jacques Bernoulli au XVIIe siècle en faisant référence à la notion de « vitesse virtuelle ». A une force, correspond une conception du mouvement, celle de mouvement virtuel. Lagrange et Poisson reprendront cette notion.

Dans son livre Le probable, le possible et le virtuel7, Gilles-Gaston Granger nous rappelle que la mécanique analytique (Galilée, Newton) procède à une géométrisation des mouvements tandis qu’avec la géométrie couplée à l’algèbre les physiciens vont offrir des « référentiels multiples ». Dès lors, il est envisageable de définir des objets par référence à des virtualités sur lesquelles des calculs sont possibles. Aujourd’hui, nous parlons de modèles à ce sujet. La notion mathématique de modèle connote donc le virtuel.

Cette connotation n’est pas nouvelle. Déjà, les Idées de Platon sont des modèles pour la réalité tandis que le parcours du prisonnier dans le Mythe de la Caverne pour y accéder sert de grille d’analyse pour le réel. Les modèles ont, en effet, des vertus heuristiques et permettent de comprendre le réel. Pour comprendre le réel, il faut en passer par des stratégies de détours dans le but de découvrir des faits virtuels qui peuvent ou pas s’actualiser. A ce sujet, Granger écrit : « Ce qui n’a pas lieu explique ce qui a lieu8. » C’est la même chose pour le modèle. La science d’aujourd’hui produit, principalement, des modèles : elle n’a plus, véritablement, la prétention, de détenir la vérité ou de dire la réalité mais d’apporter des clés d’entrée sous forme de modèles afin que ceux-ci représentent des grilles de lecture.
Au sein du référentiel fondamental des ensembles9 (U) on peut varier les vitesses et les positions. Qu’est-ce à dire ? Dans ce cadre logico-mathématique, comprendre quelque chose signifie dérouler les virtualités. Selon le scientifique Jean-Marie Souriau, le physicien d’aujourd’hui est mis face à un paradoxe dans son usage du référentiel U. En effet, il est conduit à réduire le champ des possibles (par nécessité « matérielle ») alors que comprendre consiste à multiplier les autres points du référentiel, points qui sont autant de perspectives sur la chose étudiée, autant de points de vue.
Dès lors, la mécanique classique est comme un cas particulier des autres mécaniques quantiques, relativistes. L’avantage du virtuel en ce domaine ? Il casse l’assurance de la science ou la dogmatique newtonienne d’un monde intangible. Cette tendance n’est pas inconnue dans le chef des philosophes : Hegel voulait déduire la réalité à partir d’un concept (il a écrit le Savoir Absolu) ce qui équivaut à du dogmatisme.
Le virtuel serait comme le privilège accordé aux mathématiques par les philosophes. Les mathématiques sont définies en tant que science des formes virtuelles possibles (ou non) des objets pensables en général. Elles nous permettent de construire des schèmes, des épures, des objets virtuels que l’on peut faire évoluer vers le réel. Le virtuel fait partie, à part entière, de la connaissance objective car le réel ne se réduit pas à des faits (ou des objets) actualisés. « Probabiliser » le monde revient à le « virtualiser ». D’ailleurs, l’échec du positivisme (pour qui l’atome et le temps étaient à exclure n’étant pas observables) est célébré par Bachelard et témoigne de ce que les mathématiques produisent des réalités, qu’elles ne sont pas un simple langage ou un compte-rendu du réel.

René Thome (il a reçu la médaille Fields et est auteur de la théorie des catastrophes, de la notion de morphogenèse, des systèmes dynamiques, etc.) a écrit : « En Science, le réel doit toujours être plongé dans un virtuel plus grand défini intersubjectivement [je souligne]10. » Ainsi, le théorique sert à solliciter ce réel plus grand afin d’obtenir une meilleure connaissance du réel.
Le virtuel est aussi, souvent, une invocation à effectuer des expériences de pensée. Granger écrit à ce sujet : « L’expression “expérience de pensée” est paradoxale car elle ne comporte aucune manipulation ou observation de faits réels. Dans le domaine physique, elle consiste à imaginer une situation déterminée d’un système, à lui appliquer une théorie et à noter la situation qui s’en déduirait. Les conditions nécessaires à l’exercice effectif de cette opération de pensée sont d’une part, qu’elle possède une théorie concernant les faits fictifs à prédire ; d’autre part, que ladite théorie soit suffisamment précise dans la description pour que la différence des faits imaginés aux faits réels ait une signification. Cependant, le but épistémologique de l’expérience de pensée n’est pas tant d’évaluer la précision de prédiction d’une théorie que de mettre en évidence une éventuelle contradiction entre les faits qu’elle prédit et les faits réels attendus11. »

Granger a donc une conception bien précise de ce qu’est une expérience de pensée. Une de ces expériences dans le domaine scientifique est celle nommés « paradoxe des jumeaux Langevin ». Un des jumeaux reste sur Terre tandis que l’autre effectue un voyage à une vitesse proche de celle de la lumière. À son retour, il trouve un frère beaucoup plus vieux que lui. L’expérience a été faite avec des horloges atomiques, l’une sur Terre, l’autre embarquée dans un avion. Leur comparaison confirme la prédiction de la théorie de la relativité (le temps est un paramètre de la vitesse). La comparaison entre la pensée et la machine virtuelle donne aussi naissance aux expériences de pensée.
Le virtuel, aujourd’hui, se présente sous la forme générale d’une simulation numérique (beaucoup de nombres sont traités et des algorithmes formés) et d’images de synthèse. Dans le domaine astronomique, par exemple, nous sommes capables de simuler l’écoulement de l’air sur une aile aéronautique. Dans le domaine économique, la simulation est aussi d’actualité. Le virtuel atteste son pouvoir prédictif dans ces champs. On peut dire que la simulation n’est pas une simple imitation car les images de synthèse n’ont pas de référent (elles ne sont pas des copies de quelque chose) et dépendent de la variation des nombres selon une configuration particulière. Soulignons que les artistes de notre époque utilisent de plus en plus la simulation numérique et les images de synthèse. Ces images, en général, continuent à répondre à la définition de l’objectivité. Pour Kant, afin qu’un objet soit considéré comme tel, il doit satisfaire une série de catégories (catégories de qualité, de causalité, de relation, etc.) et les images de synthèse concordent avec cette série.

Mais la réalité dite virtuelle est analogue aux résultats de la mécanique quantique. Les particules étudiées en mécanique quantique sont des traces (via l’accélérateur de particules). On parle de « chambres de traces » (à bulles, à eau, etc.). Le problème est que cette réalité ne se laisse plus décrire selon les catégories de l’objet.

C’est la raison pour laquelle Bachelard souhaite la création d’une nouvelle ontologie dont les scientifiques ont urgemment besoin actuellement. Il invite à une philosophie du « pourquoi pas ? » pour aborder cette réalité.

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