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Einstein et Eddington ou les théories scientifiques

Cet article est le 6 de 9 dans la série La vie des scientifiques sur (grand) écran

Cela fait longtemps que je voulais vous présenter le téléfilm anglo-américain Einstein et Eddington (avec Andy Serkis et David Tennant dans les rôles titres). Cela faisait également longtemps que je voulais parler de ces termes scientifiques (ou ayant une définition précise en science) qui sont utilisés à tort et à travers dans le langage courant. L’occasion se présent aujourd’hui avec un article revenant sur la dispute entre Einstein et Bohr version twitter sur la mécanique quantique.

Einstein et Eddington © BBC (British Broadcasting Corporation)
Einstein et Eddington © BBC (British Broadcasting Corporation)

Einstein et Eddington s’intéresse à l’émergence de la théorie de la relativité générale et à la première preuve apporté à celle-ci. Le téléfilm nous montre alors les échanges épistolaires des deux scientifiques au cours de la première guerre mondiale. Cette correspondance permettra à Einstein de finaliser sa réflexion et sa conceptualisation de la gravité dans la suite de la relativité restreinte. Eddington, pour sa part, trouvera un moyen d’observer un résultat attendu par la théorie d’Einstein mais pas par la théorie de Newton qui prévalait jusque-là. Il apportera la première preuve de la validité de la théorie d’Einstein même si aujourd’hui son résultat est controversé (par contre la théorie est validé et est utilisé tous les jours).

La plaque photographique qu'Eddington a étudié pour prouver la théorie de la rélativité générale d'Einstein
La plaque photographique qu’Eddington a étudié pour prouver la théorie de la rélativité générale d’Einstein

La théorie scientifique

Une théorie scientifique est une façon d’expliquer un ensemble de faits observés. Elle permet de mettre en relation une série d’observations entre-elles et de poser un cadre de penser pour appréhender le cadre de recherche. Plusieurs philosophes des sciences se sont penchés sur ce qu’est une théorie scientifique et ce qui les différencie des autres théories. La version la plus idéaliste est celle de Karl Popper. Elle est celle vers laquelle les scientifiques tendent de se conformer. Pour Popper, une théorie scientifique n’est pas uniquement induite par les observations. Elle doit permettre de prédire des faits qui devront être testé et observé. Il arrive que la théorie précède l’observation comme ce fut le cas pour les trous noirs ou le boson de Higgs. Leurs observations a d’ailleurs été rendu possible que par la théorie qui a permis de décrire une façon plus ou moins indirect de les observer.

Si des observations contraires à la théorie apparaissent, la théorie n’est alors plus valable. Mais la science étant une activité humaine, ce n’est pas toujours le cas. C’est Thomas Samuel Khun qui a montré cette différence entre la réalité et la vision idéale de la science. En effet, les scientifiques sont relativement conservateurs et cherche d’abord ce qui permettrait d’expliquer les observations non-prévues par la théorie avant de chercher une autre théorie. De façon générale, une théorie est chassée par une autre. Tant qu’une nouvelle théorie n’est pas proposée et adoptée par la communauté scientifique, l’ancienne théorie est conservée.

On peut voir ce phénomène dans le téléfilm. Ainsi Eddington nous explique (via un personnage secondaire) que l’observation de l’orbite de Mercure ne correspond pas à celle prédite par la théorie Newtonienne. Il dit même que les astronomes ne veulent pas le reconnaître. En réalité, ils l’expliquaient par la présence d’une planète non observé. Cette explication restait en accord avec la théorie alors admise. Après tout ce type d’explication avait permis de découvrir Neptune qui perturbait l’orbite d’Uranus. Néanmoins les observations contredisant la théorie ne sont pas ignorées et des scientifiques essaient de trouver une nouvelle théorie.

Parfois, il est possible d’avoir plusieurs théories qui peuvent être incompatibles entre-elles comme la mécanique Newtonienne et les équations de Maxwell. Les scientifiques cherchent alors à une nouvelle théorie qui permettra de les combiner. Ce fut le cas de la théorie de la relativité. A l’heure actuelle, c’est par exemple le cas de la théorie de la relativité générale et la mécanique quantique. Plusieurs théories ont été proposées pour les unifier (théorie des cordes, théorie du tout…) mais aucune ne fait l’unanimité dans la communauté scientifique, d’autant qu’elles ne sont pas facilement testable à l’heure actuelle.

L’histoire des sciences recèle de théories qui ont été utilisé et était considéré comme valide avant d’être abandonnée au profit d’une nouvelle théorie expliquant de façon plus simple ou plus d’observation. Certaines ne sont pas totalement abandonnées. Pour rester dans les exemples précédant, la théorie Newtonienne de la gravitation ou les équations de Maxwell sont encore utilisées. Elles sont considérées comme une simplification de la théorie de la relativité appliquée à des cas particuliers. Elles permettent une approche plus simple pour l’enseignement et des calculs plus simples bien que légèrement approximatif.

La lecture de cet article vous a permis de gagner ce badge
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Quelques autres considérations sur l’œuvre

Einstein et Eddington sont deux scientifiques doués mais avec des compétences totalement différentes mais nécessaire pour faire avancer la science. Einstein est un très bon théoricien. Il a des idées et des questions originales qui lui ont permis d’énoncer de nouvelles théories. A l’opposé, Eddington est un bon technicien capable de faire des mesures précises et d’établir de nouvelles expériences ou de nouvelles observations. Sans de nouvelles théories ou de mesures les plus précises possible, la science est incapable d’avancée. En astronomie, un autre couple de chercheurs est célèbre le précis Tycho Brahe et Kepler et ces trois lois. On notera que les plus célèbres sont les théoriciens.

Einstein en 1921 par F. Schmutzer
Einstein en 1921 par F. Schmutzer

Le téléfilm présente les deux scientifiques (certes des pacifistes convaincus) face à une organisation de la recherche nationaliste et servant, en ces temps de guerre, à montrer la supériorité de leur nation respective. On retrouve ainsi l’image que le scientifique (et par extension la Science) se doit d’être au-dessus de la notion de nation dans une idée de pureté et d’universalisme. J’en ai déjà parlé dans cet article.

Sir Arthur Stanley Eddington
Sir Arthur Stanley Eddington

Si le téléfilm est assez classique dans sa narration et sa facture. L’opposition des caractères des deux scientifiques est bien mise en avant. La théorie de la relativité générale, ses conséquences et ce que mesure Eddington sont assez bien expliqué. Le changement de cadre théorique pour la physique est par contre assez peu montré. Même si la relativité générale est présentée comme une découverte majeure, les autres scientifiques semblent uniquement intéresser par le fait de savoir qui, de Newton ou d’Einstein, a raison sans que cela change quoique ce soit à leurs propres recherches. Or ce type de changement de paradigme entraine une forte modification de la recherche ainsi que des problèmes de conceptualisation de la réalité décrite.

Si une version française existe et a été diffusé, il est dommage qu’elle ne soit pas disponible à la vente (en DVD/Blu-ray ou en VOD). C’est une assez bonne description du travail de chercheurs :

  • collaboration locale et internationale,
  • ouverture d’esprit pour penser le monde différemment de ce que l’on sait
  • mais en restant dans ce que l’on observe.

Pour aller plus loin :

Article sur les théories scientifique sur le blog Philosophie des sciences
La vidéo e-penser sur les problèmes en physique avant l’énoncé de la théorie de la relativité restreinte

Note perso


La note des lecteurs :
4/5 (1)

Einstein et Eddington (Einstein and Eddington), 2008
Réalisé par Philip Martin
Avec David Tennant, Andy Serkis, Jim Broadbent …
Nationalité Britannique
Durée 1h29

La bande annonce de HBO en VO

La bande annonce française

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