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Livre

Des fleurs pour Schrödinger : la relativité d'échelle et ses applications

Résumé

Une théorie globale de la relativité d'échelle est proposée par le biais de 3 thèmes (la théorie de la relativité d'échelle et ses applications en sciences physiques, la relativité d'échelle et le vivant, relativité d'échelle et sociétés humaines) ainsi que des applications réalisées, ou potentielles, en sciences physiques, biogéosciences, biologie évolutive et structures des sociétés.


  • Autre(s) auteur(s)
  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2009
  • Notes
    • Bibliogr.
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 421 p. : ill. ; 24 x 17 cm
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-7298-5182-8
  • Indice
    • 53 Physique générale
  • Quatrième de couverture
    • Des fleurs pour Schrödinger

      La relativité d'échelle et ses applications

      Ce livre développe une nouvelle représentation du monde, la nouvelle théorie de la « relativité d'échelle », qui prend en compte par construction toutes les échelles de la nature. Le « principe de relativité d'échelle » postule que les lois fondamentales de la nature doivent être valides quel que soit « l'état d'échelle » du système de référence. Il complète ainsi le « principe de relativité » de Galilée, Poincaré et Einstein qui s'appliquait seulement aux états de position, d'orientation et de mouvement. Dans son cadre, la géométrie « courbe » de l'espace-temps de la relativité d'Einstein peut être généralisée à un espace-temps fractal. La loi fondamentale de la dynamique prend, dans une telle géométrie, une forme quantique, en particulier celle de l'équation de Schrödinger, qui peut être généralisée pour ne plus forcément dépendre de la constante microscopique de Planck, ce qui permet d'envisager l'existence d'effets quasi quantiques macroscopiques d'un type nouveau. Cette théorie a des applications potentielles multiples et certaines de ses prédictions ont été testées avec succès, en astrophysique (structures gravitationnelles, en particulier exoplanètes), en cosmologie (constante cosmologique), en physique (constante de couplage forte), en paléontologie (arbre de l'évolution) et en économie (chronologie évolutive des sociétés). En biologie enfin, elle permet une nouvelle approche de la question de l'auto-organisation et de la formation et l'évolution de structures.


  • Tables des matières
      • Des fleurs pour Schrödinger

      • La relativité d'échelle et ses applications

      • Laurent Nottale

      • Jean Chaline

      • Pierre Grou

      • ellipses

      • Avant-propos3
      • Préambules 3
      • Post-regard sur Les Arbres de l'Évolution  : un livre pluridisciplinaire 3
      • D'une approche théorique empirique à une théorie globale de la relativité d'échelle 4
      • Remerciements 5
      • Première partie
        La théorie de la relativité d'échelle et ses applications en sciences physiques7
      • 1.1 Présentation générale 9
      • Introduction 9
      • Première étape de construction de la théorie : lois de transformation d'échelle 12
      • Deuxième étape : mécanique quantique 14
      • Troisième étape : mécanique quasi-quantique macroscopique 17
      • Quatrième étape : transformations et champs de jauge 20
      • Cinquième étape : mécanique quantique dans l'espace des échelles 20
      • Conclusion 21
      • 1.2 Applications en sciences physiques de la théorie de la relativité d'échelle 23
      • Applications en astrophysique 23
      • Introduction 23
      • Prédictions de la théorie 25
      • Comparaison aux données d'observation 32
      • Application en cosmologie : constante cosmologique 63
      • Application en physique : constante de couplage forte 67
      • Applications en géosciences 69
      • Tremblements de terre 69
      • Fonte de la banquise arctique 71
      • Deuxième partie
        La relativité d'échelle et le vivant75
      • 2.1 Introduction 77
      • Quels sont les problèmes où la relativité d'échelle peut apporter des éclairages ? 77
      • 2.2 La vie et ses contraintes 79
      • La Terre est un astre a priori favorable à la vie 79
      • Les caractéristiques du vivant 80
      • Le métabolisme et les sources d'énergie 81
      • Une organisation hiérarchique 85
      • La compartimentation 88
      • La mémoire et son évolution par les mutations 88
      • La structure de l'ADN 89
      • La mécanique de traduction de la mémoire : l'ADN, le code génétique et la transcription 90
      • La mécanique saltatoire modulée par les hétérochronies du développement 101
      • La chiralité 105
      • Échelles du vivant, polarités, asymétries et symétries 107
      • L'interaction avec l'histoire de la Terre : la contingence 120
      • 2.3 Historique des théories de l'origine de la vie 121
      • La génération spontanée actuelle, d'Aristote à Pasteur 121
      • Les anciennes théories de l'origine de la vie 122
      • De la panspermie à l'exobiologie : l'origine des briques du vivant 122
      • Les premières hypothèses de l'origine chimique de la vie : l'abiogenèse 124
      • Les hypothèses d'Oparin-Haldane 125
      • Miller et la reconstitution des conditions de l'origine de la vie 127
      • L'expérience de Miller 127
      • Les faiblesses de l'expérience de Miller 128
      • L'autoréplication du monde des ARN 128
      • Les théories de l'origine métabolique minérale de la vie 130
      • Le scénario des transformations homéotopiques de Danchin 133
      • 2.4 L'apport de la théorie de la relativité d'échelle : une structuration physico-chimique spontanée de la vie sur Terre, comme conséquence des diverses contraintes de l'espace-temps ? 135
      • Première approche quantique sommaire 135
      • L'application de la théorie de la relativité d'échelle au problème de l'origine de la vie et de son évolution 137
      • Les effets de type quantique de la relativité d'échelle dans l'espace standard 137
      • Les effets quasi quantiques de la relativité d'échelle dans l'espace des échelles 139
      • Première étape du scénario relativiste d'échelle de l'apparition de la vie 140
      • Deuxième étape du scénario relativiste d'échelle de l'apparition de la vie 140
      • 2.5 Le rôle potentiel de la relativité d'échelle dans la morphogenèse du vivant 143
      • Les données paléontologiques : de LUCA, premier organisme théorique anaérobie ancestral aux trois principales formes de vie 143
      • LUCA/DACU et les procaryotes 143
      • Les deux grandes étapes de la vie fossile, eucaryotes et multicellulaires 146
      • Des expressions morphologiques précellulaires actuelles de la vie au vivant dans tous ses états 156
      • Les expressions précellulaires de la vie actuelle 156
      • Le monde des cellules 161
      • La cellule procaryote 161
      • La cellule eucaryote 165
      • La cellule eucaryote, le cytosquelette et la division cellulaire 172
      • Le niveau d'organisation des organes t des organismes pluricellulaires 183
      • Des lois de puissance dans les distributions statistiques du nombre des apparitions et des extinctions d'espèces 209
      • Confirmations de l'existence de la dynamique non linéaire en biologie-paléontologie 211
      • La relativité d'échelle aux grandes échelles du vivant : la macroévolution 213
      • 2.6 Conclusion générale sur la relativité d'échelle et ses implications dans le vivant 235
      • Troisième partie
        Relativité d'échelle et sociétés humaines239
      • 3.1 Systèmes économiques et sociaux en évolution : changements d'échelles et fractionnement 241
      • Les grandes caractéristiques des systèmes socio-économiques en évolution 241
      • Rappel des grandes caractéristiques de l'évolution économique 242
      • Nouvelles formulations de la loi de recherche de gains de productivité 244
      • D'une analyse en termes de systèmes à celle utilisant la théorie de la relativité d'échelle 249
      • Constat d'une utilisation implicite de la notion de système 249
      • Utilisation des notions d'organisation et d'échelle 250
      • Fonctionnements d'ensembles économiques organisés en échelles250
      • Une évolution des formes d'organisations en termes de fractionnements 254
      • Limites de gains de productivité, cause de crise économique 254
      • Quelle explication permet de comprendre l'existence de limites ? 255
      • La suraccumulation chez Marx 255
      • Lien entre accroissement de productivité et complexité croissante d'un ensemble organisé en échelles 257
      • Complexité croissante et fractionnement croissant de la réalité 259
      • Caractère universel des rythmes d'évolution ? 260
      • Une analogie remarquable entre évolution des sociétés et évolution du vivant : trois étapes comparables ? 260
      • Apparition des sociétés humaines mise en perspective dans le cadre de la théorie de la relativité d'échelle 266
      • Relativité d'échelle et fractionnement du temps : accélération et analyse en termes de lois log-périodiques 266
      • 3.2 Une dynamique multi-échelle observable dans l'évolution des sociétés humaines 287
      • Une dynamique organisatrice s'effectuant par démultiplication d'échelles 287
      • La dynamique organisatrice entraîne une démultiplication d'échelles dans l'évolution économique 288
      • Un accroissement de taille des espaces économiques 288
      • Tendance à l'élargissement des espaces et niveaux de technologie 289
      • Trois grandes périodes d'extension spatiales 290
      • Limites d'échelles spatiales 292
      • Échelles individuelles et échelles collectives 295
      • Combinaisons d'échelles « individuel/collectif » 295
      • Cas de plusieurs échelles spatiales engendrées par un accroissement de complexité 299
      • La tendance à la complexité croissante se manifeste aussi dans les cas d'ensembles économiques à plusieurs échelles 299
      • Nature du lieu dit « marché » ? 302
      • Réalité économique à une échelle donnée : des « marchés » ou une multiplicité de fractionnements économiques ? 304
      • Application du modèle architectural « individuel/collectif » à l'émergence de la mondialisation 304
      • Schémas identiques dans les domaines physique et biologique ? 313
      • Mondialisation et espace de temps critique 316
      • Formes de la domination américaine de 1920 au début de XXIe siècle 318
      • Dévoiement des différences de productivité par des groupes sociaux dominants, qui s'approprient la plus grosse part de la production mondiale 319
      • Effets des pratiques de la bourgeoisie mondialisée en début de XXIe siècle 320
      • Évolution et transformations de « l'espace des échelles » : gains d'énergie dans les crises économiques, accompagnés de déclins 321
      • Crises économiques et déclins/diffusion 321
      • Déclin simple : simple diffusion 322
      • Universalité des processus de diffusion 322
      • Espace des échelles de l'être humain au XXIe siècle : condition humaine ou inhumaine ou nouvelle condition humaine ? 324
      • Un mode de vie caractérisé par la « technoscience » 324
      • Une condition inhumaine ? 324
      • Une nouvelle condition humaine 325
      • Conclusion du second chapitre 325
      • 3.3 Une nécessité scientifique de prédictibilité 326
      • Notion de prédictibilité à caractère indéterministe 326
      • En sciences sociales économiques, impossibilité évidente de la moindre prédictibilité dans le cadre de l'idéologie néo-classique 328
      • Les approches en termes d'évolution d'ensembles organisés permettent une prédictibilité à caractère indéterministe 329
      • Prédiction que l'inflation des années 1970 correspondait à une première forme de crise économique 329
      • Prédiction de durée de la crise des années 1970-1980 330
      • Prédiction de l'éclatement des « Kereitsu » japonais et des « Jaebul » coréens331
      • Prédiction fin des années 1980 d'une accélération économique 332
      • Prédiction d'une singularité pour les sociétés humaines au XXIe siècle 333
      • Prédiction d'un accroissement de chaos économique dû aux chocs financiers 333
      • Prédiction d'une inadaptation de la production automobile mondiale dès le début du XXIe siècle, due à l'épuisement des ressources naturelles énergétiques des sociétés humaines 334
      • Conclusion de la troisième partie 334
      • Quatrième partie
      • La théorie de la relativité d'échelle : formalisme mathématique335
      • 4.1 Rappel : Relativité galiléenne du mouvement 337
      • 4.2 Relativité restreinte du mouvement 338
      • 4.3 Relativité généralisée (gravitation et mouvement accéléré) 345
      • 4.4 La théorie de la relativité d'échelle 355
      • Introduction 356
      • Abandon de l'hypothèse de différentiabilité de l'espace-temps 357
      • Espace-temps fractal 357
      • Dépendance des coordonnées en fonction des résolutions 358
      • Description de processus non différentiables par des équations différentielles 359
      • Équations différentielles d'échelle 360
      • Relativité et covariance d'échelle 363
      • Lois de transformation d'échelle 364
      • Dimension fractale constante : relativité d'échelle « galiléenne » 365
      • Brisure de l'invariance d'échelle : échelles de transition 366
      • Lois d'échelle non linéaires : équations du deuxième ordre, invariance d'échelle discrète, lois log-périodiques 368
      • Application à la chronologie évolutive de phénomènes de crise : la loi log-périodique comme généralisation naturelle des horloges périodiques 369
      • Dimension fractale variable : équations d'Euler-Lagrange en échelle 371
      • Dynamique d'échelle et force d'échelle 373
      • Force d'échelle constante 374
      • Oscillateur harmonique d'échelle 375
      • Relativité restreinte d'échelle : lois de dilatation log-lorentziennes, échelle limite invariante sous les dilatations 377
      • Relativité d'échelle généralisée et couplage échelle-mouvement : champs de jauge 380
      • Mécanique quantique 381
      • Application à la mécanique quantique standard 386
      • Application à une nouvelle mécanique macroscopique de type quantique 387
      • Exemples de solutions spatiales de l'équation de Schrödinger 388
      • Processus de croissance à partir d'un centre 388
      • Équation dépendante du temps : duplication 390
      • Conclusion391
      • Références395
      • Netographie411

  • Origine de la notice:
    • Electre
  • Disponible - 53 NOT

    Niveau 2 - Sciences