Arthur Eddington - Arthur Eddington


Arthur Eddington

Arthur Stanley Eddington.jpg
Née
Arthur Stanley Eddington

( 1882-12-28 )28 décembre 1882
Kendal, Westmorland , Angleterre
Décédés 22 novembre 1944 (1944-11-22)(61 ans)
mère nourricière Université de Manchester
Trinity College, Cambridge
Connu pour Flèche du temps
Approximation d'
Eddington Expérience d'
Eddington Géométrie affine d'
Eddington Limite d'
Eddington Nombre d'
Eddington Valve d'
Eddington Nombre d'
Eddington– Dirac Coordonnées d'
Eddington –Finkelstein Modèle stellaire d'
Eddington Circulation d'Eddington–Sweet
Récompenses Royal Society Royal Medal (1928)
Smith's Prize (1907)
RAS Gold Medal (1924)
Henry Draper Medal (1924)
Bruce Medal (1924)
Knights Bachelor (1930)
Ordre du mérite (1938)
Carrière scientifique
Des champs Astrophysique
Établissements Collège Trinity, Cambridge
Conseillers académiques
Doctorants Subrahmanyan Chandrasekhar
Leslie Comrie
Hermann Bondi
D'autres étudiants notables Georges Lemaître
Influences Horace Agneau
Arthur Schuster
John William Graham

Sir Arthur Stanley Eddington OM FRS (28 décembre 1882 - 22 novembre 1944) était un astronome, physicien et mathématicien anglais. Il était aussi un philosophe des sciences et un vulgarisateur de la science. La limite d'Eddington , la limite naturelle de la luminosité des étoiles, ou le rayonnement généré par accrétion sur un objet compact, est nommé en son honneur.

Vers 1920, il préfigurait la découverte et le mécanisme des processus de fusion nucléaire dans les étoiles, dans son article "La constitution interne des étoiles". A cette époque, la source de l'énergie stellaire était un mystère complet ; Eddington a été le premier à spéculer correctement que la source était la fusion d'hydrogène en hélium.

Eddington a écrit un certain nombre d'articles qui ont annoncé et expliqué la théorie de la relativité générale d'Einstein au monde anglophone. La Première Guerre mondiale avait coupé de nombreuses lignes de communication scientifique, et les nouveaux développements de la science allemande n'étaient pas bien connus en Angleterre. Il a également mené une expédition pour observer l' éclipse solaire du 29 mai 1919 qui a fourni l'une des premières confirmations de la relativité générale, et il est devenu connu pour ses expositions et interprétations populaires de la théorie.

Les premières années

Eddington est né le 28 décembre 1882 à Kendal , Westmorland (aujourd'hui Cumbria ), en Angleterre, fils de parents quakers , Arthur Henry Eddington, directeur de la Quaker School, et de Sarah Ann Shout.

Son père a enseigné dans un collège de formation Quaker dans le Lancashire avant de déménager à Kendal pour devenir directeur de l'école Stramongate. Il est mort dans l' épidémie de typhoïde qui a balayé l'Angleterre en 1884. Sa mère a été laissée pour élever ses deux enfants avec relativement peu de revenus. La famille a déménagé à Weston-super-Mare où au début Stanley (comme sa mère et sa sœur appelaient toujours Eddington) a fait ses études à la maison avant de passer trois ans dans une école préparatoire. La famille vivait dans une maison appelée Varzin, 42 Walliscote Road, Weston-super-Mare. Il y a une plaque commémorative sur le bâtiment expliquant la contribution de Sir Arthur à la science.

En 1893, Eddington entra à l'école Brynmelyn. Il s'est avéré être un érudit des plus compétents, en particulier en mathématiques et en littérature anglaise. Sa performance lui a valu une bourse à l'Owens College de Manchester (ce qui allait devenir plus tard l' Université de Manchester ) en 1898, à laquelle il a pu assister, ayant eu 16 ans cette année-là. Il a passé la première année dans un cours général, mais s'est tourné vers la physique pour les trois années suivantes. Eddington a été grandement influencé par ses professeurs de physique et de mathématiques, Arthur Schuster et Horace Lamb . À Manchester, Eddington vécut à Dalton Hall, où il subit l'influence durable du mathématicien quaker JW Graham. Ses progrès ont été rapides, ce qui lui a valu plusieurs bourses et il a obtenu un baccalauréat ès sciences en physique avec mention très bien en 1902.

Sur la base de sa performance au Owens College, il a reçu une bourse au Trinity College de Cambridge en 1902. Son tuteur à Cambridge était Robert Alfred Herman et en 1904, Eddington est devenu le premier étudiant de deuxième année à être placé comme Senior Wrangler . Après avoir obtenu sa maîtrise en 1905, il a commencé des recherches sur l'émission thermoionique au Laboratoire Cavendish . Cela ne s'est pas bien passé, et pendant ce temps, il a passé du temps à enseigner les mathématiques à des étudiants en première année d'ingénierie. Cette pause a été brève. Grâce à une recommandation d' ET Whittaker , son collègue senior au Trinity College, il a obtenu un poste à l'Observatoire royal de Greenwich où il devait se lancer dans sa carrière en astronomie, une carrière dont les graines avaient été semées dès son plus jeune âge alors qu'il souvent « essayez de compter les étoiles ».

Plaque au 42, chemin Walliscote, Weston-super-Mare

Astronomie

En janvier 1906, Eddington est nommé au poste d'assistant en chef de l' astronome royal à l' observatoire royal de Greenwich . Il quitte Cambridge pour Greenwich le mois suivant. Il a été mis au travail sur une analyse détaillée de la parallaxe de 433 Eros sur des plaques photographiques qui avait commencé en 1900. Il a développé une nouvelle méthode statistique basée sur la dérive apparente de deux étoiles de fond, ce qui lui a valu le Smith's Prize en 1907. Le prix lui a valu une bourse du Trinity College de Cambridge. En décembre 1912, George Darwin , fils de Charles Darwin , mourut subitement et Eddington fut promu à sa chaire de professeur Plumian d'astronomie et de philosophie expérimentale au début de 1913. Plus tard dans l'année, Robert Ball , titulaire de la chaire théorique Lowndean mourut également, et Eddington a été nommé directeur de l'ensemble de l'Observatoire de Cambridge l'année suivante. En mai 1914, il est élu membre de la Royal Society : il reçoit la Royal Medal en 1928 et prononce la Bakerian Lecture en 1926.

Eddington a également étudié l'intérieur des étoiles par le biais de la théorie et a développé la première véritable compréhension des processus stellaires. Il a commencé cela en 1916 avec des recherches sur les explications physiques possibles des étoiles variables céphéides . Il a commencé par étendre les travaux antérieurs de Karl Schwarzschild sur la pression de rayonnement dans les modèles polytropiques d'Emden . Ces modèles traitaient une étoile comme une sphère de gaz maintenue contre la gravité par la pression thermique interne, et l'un des principaux ajouts d'Eddington était de montrer que la pression de rayonnement était nécessaire pour empêcher l'effondrement de la sphère. Il a développé son modèle malgré le manque sciemment de bases solides pour comprendre l'opacité et la génération d'énergie dans l'intérieur stellaire. Cependant, ses résultats ont permis de calculer la température, la densité et la pression à tous les points à l'intérieur d'une étoile ( anisotropie thermodynamique ), et Eddington a fait valoir que sa théorie était si utile pour une enquête astrophysique plus approfondie qu'elle devrait être conservée bien qu'elle ne soit pas basée sur une physique complètement acceptée. . James Jeans a contribué à la suggestion importante que la matière stellaire serait certainement ionisée , mais c'était la fin de toute collaboration entre les deux, qui sont devenus célèbres pour leurs débats animés.

Eddington a défendu sa méthode en soulignant l'utilité de ses résultats, en particulier son importante relation masse-luminosité . Cela a eu le résultat inattendu de montrer que pratiquement toutes les étoiles, y compris les géantes et les naines, se comportaient comme des gaz parfaits . Dans le processus de développement de ses modèles stellaires, il a cherché à renverser la pensée actuelle sur les sources d'énergie stellaire. Jeans et d'autres ont défendu le mécanisme de Kelvin-Helmholtz , qui était basé sur la mécanique classique, tandis qu'Eddington a largement spéculé sur les conséquences qualitatives et quantitatives d'éventuels processus d'annihilation proton-électron et de fusion nucléaire.

Vers 1920, il anticipa la découverte et le mécanisme des processus de fusion nucléaire dans les étoiles, dans son article "La constitution interne des étoiles". A cette époque, la source de l'énergie stellaire était un mystère complet ; Eddington a correctement spéculé que la source était la fusion d'hydrogène en hélium, libérant une énergie énorme selon l'équation d'Einstein E = mc 2 . C'était un développement particulièrement remarquable puisqu'à cette époque la fusion et l'énergie thermonucléaire, et même le fait que les étoiles sont en grande partie composées d' hydrogène (voir métallicité ), n'avaient pas encore été découverts. L'article d'Eddington, basé sur les connaissances de l'époque, expliquait que :

  1. La principale théorie de l'énergie stellaire, l' hypothèse de la contraction , devrait accélérer visiblement la rotation des étoiles en raison de la conservation du moment angulaire . Mais les observations des étoiles variables céphéides ont montré que cela ne se produisait pas.
  2. La seule autre source d'énergie plausible connue était la conversion de matière en énergie ; Einstein avait montré quelques années plus tôt qu'une petite quantité de matière équivalait à une grande quantité d'énergie.
  3. Francis Aston avait aussi récemment montré que la masse d'un atome d' hélium était d'environ 0,8% inférieure à la masse des quatre atomes d'hydrogène qui, combinés, formeraient un atome d'hélium, suggérant que si une telle combinaison pouvait se produire, elle libérerait une énergie considérable. comme sous-produit.
  4. Si une étoile ne contenait que 5% d'hydrogène fusible, cela suffirait à expliquer comment les étoiles tirent leur énergie. (Nous savons maintenant que la plupart des étoiles "ordinaires" contiennent bien plus de 5% d'hydrogène.)
  5. D'autres éléments pourraient également être fusionnés, et d'autres scientifiques avaient supposé que les étoiles étaient le "creuset" dans lequel les éléments légers se sont combinés pour créer des éléments lourds, mais sans des mesures plus précises de leurs masses atomiques, rien de plus ne pouvait être dit à l'époque.

Toutes ces spéculations se sont avérées exactes au cours des décennies suivantes.

Avec ces hypothèses, il a démontré que la température intérieure des étoiles doit être de plusieurs millions de degrés. En 1924, il découvre la relation masse-luminosité pour les étoiles (voir Lecchini au § Lectures complémentaires ). Malgré certains désaccords, les modèles d'Eddington ont finalement été acceptés comme un outil puissant pour une enquête plus approfondie, en particulier sur les questions d'évolution stellaire. La confirmation de ses diamètres stellaires estimés par Michelson en 1920 s'est avérée cruciale pour convaincre les astronomes peu habitués au style intuitif et exploratoire d'Eddington. La théorie d'Eddington est apparue sous une forme mature en 1926 sous le titre La Constitution interne des étoiles , qui est devenue un texte important pour la formation de toute une génération d'astrophysiciens.

Le travail d'Eddington en astrophysique à la fin des années 1920 et dans les années 1930 a poursuivi son travail sur la structure stellaire et a précipité de nouveaux affrontements avec Jeans et Edward Arthur Milne . Un sujet important était l'extension de ses modèles pour tirer parti des développements de la physique quantique , y compris l'utilisation de la physique de la dégénérescence pour décrire les étoiles naines.

Conflit avec Chandrasekhar sur l'existence de trous noirs

Le sujet de l'extension de ses modèles a précipité sa dispute avec Subrahmanyan Chandrasekhar , qui était alors étudiant à Cambridge. Les travaux de Chandrasekhar présageaient la découverte des trous noirs , qui à l'époque semblaient si absurdement non physiques qu'Eddington refusait de croire que la dérivation purement mathématique de Chandrasekhar avait des conséquences pour le monde réel. Eddington avait tort et sa motivation est controversée. Le récit de Chandrasekhar de cet incident, dans lequel son travail est durement rejeté, dépeint Eddington comme plutôt cruel et dogmatique. Il n'est pas clair si ses actions avaient quelque chose à voir avec la race de Chandra, car son traitement de nombreux autres scientifiques notables tels que EA Milne et James Jeans n'était pas moins cinglant. Chandra a bénéficié de son amitié avec Eddington. Ce sont Eddington et Milne qui ont proposé le nom de Chandra pour la bourse de la Royal Society que Chandra a obtenue. Un FRS signifiait qu'il était à la table haute de Cambridge avec toutes les sommités et une dotation très confortable pour la recherche. La critique d'Eddington semble avoir été basée en partie sur le soupçon qu'une dérivation purement mathématique de la théorie de la relativité n'était pas suffisante pour expliquer les paradoxes physiques apparemment intimidants qui étaient inhérents aux étoiles dégénérées, mais pour avoir « soulevé des objections non pertinentes » en plus, comme Thanu Padmanabhan le met.

Relativité

Pendant la Première Guerre mondiale , Eddington était secrétaire de la Royal Astronomical Society , ce qui signifiait qu'il était le premier à recevoir une série de lettres et d'articles de Willem de Sitter concernant la théorie de la relativité générale d'Einstein. Eddington a eu la chance d'être non seulement l'un des rares astronomes possédant les compétences mathématiques nécessaires pour comprendre la relativité générale, mais en raison de ses vues internationalistes et pacifistes inspirées par ses croyances religieuses Quakers, l'un des rares à l'époque qui était encore intéressé par la poursuite d'un théorie développée par un physicien allemand. Il est rapidement devenu le principal partisan et exposant de la relativité en Grande-Bretagne. Lui et l' astronome royal Frank Watson Dyson ont organisé deux expéditions pour observer une éclipse solaire en 1919 afin de faire le premier test empirique de la théorie d' Einstein : la mesure de la déviation de la lumière par le champ gravitationnel du soleil. En fait, l'argument de Dyson pour le caractère indispensable de l'expertise d'Eddington dans ce test était ce qui a empêché Eddington d'avoir éventuellement à faire son service militaire.

Lorsque la conscription a été introduite en Grande-Bretagne le 2 mars 1916, Eddington avait l'intention de demander une exemption en tant qu'objecteur de conscience . Les autorités de l'Université de Cambridge ont plutôt demandé et obtenu une exemption au motif que le travail d'Eddington était d'intérêt national. En 1918, cela a été contesté par le ministère du Service national . Devant le tribunal d'appel en juin, Eddington a revendiqué le statut d'objecteur de conscience, qui n'a pas été reconnu et aurait mis fin à son exemption en août 1918. Deux autres audiences ont eu lieu respectivement en juin et juillet. La déclaration personnelle d'Eddington lors de l'audience de juin au sujet de son objection à la guerre fondée sur des motifs religieux est consignée. L' Astronome Royal , Sir Frank Dyson , a soutenu Eddington lors de l'audience de juillet avec une déclaration écrite, soulignant le rôle essentiel d'Eddington dans l' expédition de l' éclipse solaire à Príncipe en mai 1919. Eddington a clairement indiqué sa volonté de servir dans l' unité d'ambulance des amis , sous le juridiction de la Croix-Rouge britannique , ou comme ouvrier de récolte. Cependant, la décision du tribunal d'accorder une nouvelle exemption de service militaire de douze mois était à la condition qu'Eddington poursuive ses travaux d'astronomie, en particulier en vue de l'expédition Príncipe. La guerre s'est terminée avant la fin de son exemption.

L'une des photographies d'Eddington de l' éclipse totale de Soleil du 29 mai 1919 , présentée dans son article de 1920 annonçant son succès, confirmant la théorie d' Einstein selon laquelle la lumière « se courbe »

Après la guerre, Eddington s'est rendu sur l'île de Príncipe au large de la côte ouest de l'Afrique pour assister à l' éclipse solaire du 29 mai 1919 . Pendant l'éclipse, il a pris des photos des étoiles (plusieurs étoiles de l' amas des Hyades dont Kappa Tauri de la constellation du Taureau ) dans la région autour du Soleil. Selon la théorie de la relativité générale , les étoiles dont les rayons lumineux seraient passés près du Soleil auraient été légèrement décalées car leur lumière avait été courbée par son champ gravitationnel. Cet effet n'est perceptible que pendant les éclipses, car sinon la luminosité du Soleil obscurcit les étoiles affectées. Eddington a montré que la gravitation newtonienne pouvait être interprétée pour prédire la moitié du décalage prédit par Einstein.

Les observations d'Eddington publiées l'année suivante auraient confirmé la théorie d'Einstein et ont été saluées à l'époque comme une preuve de la relativité générale par rapport au modèle newtonien. La nouvelle a été rapportée dans les journaux du monde entier comme une histoire majeure. Par la suite, Eddington s'est lancé dans une campagne visant à populariser la relativité et l'expédition en tant que points de repère à la fois dans le développement scientifique et les relations scientifiques internationales.

Il a été affirmé que les observations d'Eddington étaient de mauvaise qualité, et il avait injustement écarté les observations simultanées à Sobral, au Brésil , qui semblaient plus proches du modèle newtonien, mais une réanalyse de 1979 avec un équipement de mesure moderne et un logiciel contemporain a validé les résultats et les conclusions d'Eddington. . La qualité des résultats de 1919 était en effet médiocre par rapport aux observations ultérieures, mais était suffisante pour persuader les astronomes contemporains. Le rejet des résultats de l'expédition au Brésil était dû à un défaut des télescopes utilisés qui, encore une fois, était complètement accepté et bien compris par les astronomes contemporains.

Le livre des minutes du Cambridge ∇ 2 V Club pour la réunion où Eddington a présenté ses observations de la courbure de la lumière autour du soleil, confirmant la théorie de la relativité générale d'Einstein. Ils comprennent la ligne "Une discussion générale a suivi. Le Président a fait remarquer que la 83e réunion était historique".

Tout au long de cette période, Eddington a donné des conférences sur la relativité et était particulièrement connu pour sa capacité à expliquer les concepts en termes simples et scientifiques. Il a rassemblé beaucoup d'entre eux dans la théorie mathématique de la relativité en 1923, qui, selon Albert Einstein, était « la meilleure présentation du sujet dans toutes les langues ». Il a été l'un des premiers défenseurs de la relativité générale d'Einstein, et une anecdote intéressante illustre bien son humour et son investissement intellectuel personnel : Ludwik Silberstein , un physicien qui se considérait comme un expert en relativité, a approché Eddington à la Royal Society (6 novembre) réunion de 1919 où il avait défendu la relativité d'Einstein avec ses calculs d'éclipse solaire du Brésil-Principe avec un certain degré de scepticisme, et avait tristement accusé Arthur d'être l'un des trois hommes qui comprenaient réellement la théorie (Silberstein, bien sûr, s'incluait lui-même et Einstein comme l'autre). Quand Eddington s'est abstenu de répondre, il a insisté pour qu'Arthur ne soit pas "si timide", après quoi Eddington a répondu: "Oh, non! Je me demandais qui pourrait être le troisième!"

Cosmologie

Eddington a également été fortement impliqué dans le développement de la première génération de modèles cosmologiques relativistes généraux. Il enquêtait sur l'instabilité de l'univers d'Einstein lorsqu'il apprit à la fois l'article de Lemaître de 1927 postulant un univers en expansion ou en contraction et les travaux de Hubble sur la récession des nébuleuses spirales. Il a estimé que la constante cosmologique devait avoir joué un rôle crucial dans l'évolution de l'univers d'un état stable einsteinien à son état d'expansion actuel, et la plupart de ses recherches cosmologiques se sont concentrées sur la signification et les caractéristiques de la constante. Dans The Mathematical Theory of Relativity, Eddington a interprété la constante cosmologique comme signifiant que l'univers « s'auto-évalue ».

Théorie fondamentale et nombre d'Eddington

Au cours des années 1920 jusqu'à sa mort, Eddington s'est de plus en plus concentré sur ce qu'il a appelé la « théorie fondamentale » qui était censée être une unification de la théorie quantique , de la relativité , de la cosmologie et de la gravitation . Au début, il a progressé le long des lignes «traditionnelles», mais s'est tourné de plus en plus vers une analyse presque numérologique des rapports sans dimension des constantes fondamentales.

Son approche de base consistait à combiner plusieurs constantes fondamentales afin de produire un nombre sans dimension. Dans de nombreux cas, cela donnerait des nombres proches de 10 40 , son carré ou sa racine carrée. Il était convaincu que la masse du proton et la charge de l' électron étaient une « spécification naturelle et complète pour la construction d'un Univers » et que leurs valeurs n'étaient pas accidentelles. L'un des découvreurs de la mécanique quantique, Paul Dirac , a également poursuivi cette ligne de recherche, connue sous le nom d' hypothèse des grands nombres de Dirac . Une déclaration quelque peu préjudiciable dans sa défense de ces concepts impliquait la constante de structure fine , . À l'époque, il a été mesuré comme étant très proche de 1/136, et il a soutenu que la valeur devrait en fait être exactement 1/136 pour des raisons épistémologiques. Des mesures ultérieures ont placé la valeur beaucoup plus près de 1/137, à quel point il a changé son raisonnement pour affirmer qu'un de plus devrait être ajouté aux degrés de liberté , de sorte que la valeur devrait en fait être exactement 1/137, l' Eddington nombre . Wags à l'époque a commencé à l'appeler "Arthur Adding-one". Ce changement de position a porté atteinte à la crédibilité d'Eddington dans la communauté des physiciens. La valeur mesurée actuelle est estimée à 1/137,035 999 074(44).

Eddington croyait avoir identifié une base algébrique pour la physique fondamentale, qu'il appelait « nombres E » (représentant un certain groupe  – une algèbre de Clifford ). Ceux-ci ont en effet incorporé l' espace-temps dans une structure de dimension supérieure. Alors que sa théorie a longtemps été négligée par la communauté de la physique générale, des notions algébriques similaires sous-tendent de nombreuses tentatives modernes d'une grande théorie unifiée . De plus, l'accent mis par Eddington sur les valeurs des constantes fondamentales, et en particulier sur les nombres sans dimension qui en dérivent, est aujourd'hui une préoccupation centrale de la physique. En particulier, il a prédit un nombre d'atomes d'hydrogène dans l'Univers 136 × 2 256 1,57 10 79 , soit la moitié du nombre total de particules protons + électrons. Il n'a pas terminé cette ligne de recherche avant sa mort en 1944; son livre Fundamental Theory a été publié à titre posthume en 1948.

Numéro Eddington pour le cyclisme

Eddington est crédité d'avoir conçu une mesure des réalisations d'un cycliste sur de longues distances. Le nombre Eddington dans le contexte du cyclisme est défini comme le nombre maximum E tel que le cycliste a parcouru E miles les jours E.

Par exemple, un nombre d'Eddington de 70 milles impliquerait que le cycliste a parcouru au moins 70 milles par jour à au moins 70 reprises. Atteindre un nombre élevé d'Eddington est difficile car passer de, disons, 70 à 75 nécessitera (probablement) plus de cinq nouveaux trajets longue distance, car tous les trajets de moins de 75 miles ne seront plus inclus dans le calcul. Le numéro E à vie d'Eddington était de 84.

Le nombre d'Eddington pour le cyclisme est analogue à l' indice h qui quantifie à la fois la productivité scientifique réelle et l'impact scientifique apparent d'un scientifique.

Le nombre d'Eddington pour le cyclisme implique des unités de distance et de temps. La signification de E est liée à ses unités. Par exemple, en cyclisme, un E de 62 milles signifie qu'un cycliste a parcouru 62 milles au moins 62 fois. La distance de 62 milles équivaut à 100 kilomètres. Cependant, un E de 62 milles peut ne pas être équivalent à un E de 100 kilomètres. Un cycliste avec un E de 100 kilomètres signifierait que 100 trajets ou plus d'au moins 100 kilomètres ont été effectués. Alors que les distances de 100 kilomètres et 62 miles sont équivalentes, un E de 100 kilomètres nécessiterait 38 trajets de plus de cette longueur qu'un E de 62 miles.

Philosophie

Idéalisme

Eddington a écrit dans son livre The Nature of the Physical World que « L'étoffe du monde est l'étoffe de l'esprit ».

La substance mentale du monde est, bien sûr, quelque chose de plus général que nos esprits conscients individuels... La substance mentale n'est pas répandue dans l'espace et le temps ; ceux-ci font partie du schéma cyclique qui en est finalement dérivé... Il est nécessaire de se rappeler que toute connaissance de notre environnement à partir duquel le monde de la physique est construit, est entrée sous la forme de messages transmis le long des nerfs au siège de la conscience... La conscience n'est pas nettement définie, mais s'évanouit dans le subconscient ; et au-delà de cela, nous devons postuler quelque chose d'indéfini mais néanmoins continu avec notre nature mentale... Il est difficile pour le physicien pragmatique d'accepter l'idée que le substrat de tout est de caractère mental. Mais personne ne peut nier que l'esprit est la première et la plus directe des choses dans notre expérience, et que tout le reste est une inférence à distance.

—  Eddington, La nature du monde physique , 276-81.

La conclusion idéaliste ne faisait pas partie intégrante de son épistémologie, mais reposait sur deux arguments principaux.

La première découle directement de la théorie physique actuelle. En bref, les théories mécaniques de l'éther et du comportement des particules fondamentales ont été écartées à la fois en relativité et en physique quantique. De là, Eddington a déduit qu'une métaphysique matérialiste était dépassée et que, par conséquent, puisque la disjonction du matérialisme ou de l'idéalisme est supposée exhaustive, une métaphysique idéaliste est requise. Le second argument, plus intéressant, était basé sur l'épistémologie d'Eddington et peut être considéré comme composé de deux parties. Premièrement, tout ce que nous savons du monde objectif est sa structure, et la structure du monde objectif se reflète précisément dans notre propre conscience. Nous n'avons donc aucune raison de douter que le monde objectif soit lui aussi une « substance mentale ». La métaphysique dualiste, alors, ne peut pas être soutenue de manière évidente.

Mais, deuxièmement, non seulement nous ne pouvons pas savoir que le monde objectif est non mentaliste, mais nous ne pouvons pas non plus supposer de manière intelligible qu'il puisse être matériel. Concevoir un dualisme, c'est attribuer des propriétés matérielles au monde objectif. Cependant, cela suppose que l'on puisse observer que le monde objectif a des propriétés matérielles. Mais c'est absurde, car tout ce qui est observé doit finalement être le contenu de notre propre conscience, et par conséquent, non matériel.

Ian Barbour , dans son livre Issues in Science and Religion (1966), p. 133, cite The Nature of the Physical World (1928) d' Eddington pour un texte qui soutient que les principes d' incertitude de Heisenberg fournissent une base scientifique pour « la défense de l'idée de liberté humaine » et son Science and the Unseen World (1929) pour soutenir l'idéalisme philosophique « la thèse que la réalité est fondamentalement mentale ».

Charles De Koninck fait remarquer qu'Eddington croyait en une réalité objective existant en dehors de notre esprit, mais utilisait l'expression « truc-esprit » pour souligner l' intelligibilité inhérente du monde : que notre esprit et le monde physique sont faits du même « truc " et que nos esprits sont le lien incontournable avec le monde. Comme De Koninck cite Eddington,

Il existe une doctrine bien connue des philosophes selon laquelle la lune cesse d'exister lorsque personne ne la regarde. Je ne discuterai pas la doctrine puisque je n'ai pas la moindre idée du sens du mot existence lorsqu'il est utilisé à cet égard. En tout cas, la science de l'astronomie n'a pas été basée sur cette sorte de lune spasmodique. Dans le monde scientifique (qui doit remplir des fonctions moins vagues qu'existant simplement) il y a une lune qui est apparue sur la scène avant l'astronome ; il réfléchit la lumière du soleil quand personne ne la voit ; il a une masse quand personne ne mesure la masse ; elle est distante de 240 000 milles de la terre quand personne ne surveille la distance ; et il éclipsera le soleil en 1999 même si la race humaine a réussi à se suicider avant cette date.

—  Eddington, La nature du monde physique , 226

Indéterminisme

Contre Albert Einstein et d'autres qui ont préconisé le déterminisme , l'indéterminisme - défendu par Eddington - dit qu'un objet physique a une composante ontologiquement indéterminée qui n'est pas due aux limitations épistémologiques de la compréhension des physiciens. Le principe d'incertitude en mécanique quantique ne serait donc pas nécessairement dû à des variables cachées mais à un indéterminisme de la nature elle-même.

Écrits populaires et philosophiques

Eddington a écrit une parodie du Rubaiyat d'Omar Khayyam , racontant son expérience d'éclipse solaire de 1919. Il contenait le quatrain suivant :

Oh, laissez le Sage rassembler nos mesures.
           Une chose au moins est certaine, la LUMIÈRE a du POIDS,
une chose est certaine, et le reste est débattu
: les rayons lumineux, lorsqu'ils sont près du Soleil, N'ALLEZ PAS TOUT DROIT .

Au cours des années 1920 et 1930, Eddington a donné de nombreuses conférences, interviews et émissions de radio sur la relativité, en plus de son manuel The Mathematical Theory of Relativity , et plus tard, de la mécanique quantique. Beaucoup d'entre eux ont été rassemblés dans des livres, dont The Nature of the Physical World et New Pathways in Science . Son utilisation d'allusions littéraires et d'humour a contribué à rendre ces sujets difficiles plus accessibles.

Les livres et les conférences d'Eddington étaient immensément populaires auprès du public, non seulement en raison de son exposition claire, mais aussi pour sa volonté de discuter des implications philosophiques et religieuses de la nouvelle physique. Il a plaidé pour une harmonie philosophique profondément enracinée entre la recherche scientifique et le mysticisme religieux, et aussi que la nature positiviste de la relativité et de la physique quantique offrait une nouvelle place à l'expérience religieuse personnelle et au libre arbitre. Contrairement à de nombreux autres scientifiques spirituels, il a rejeté l'idée que la science puisse fournir la preuve de propositions religieuses.

Il est parfois mal compris comme ayant promu le théorème du singe infini dans son livre de 1928 La nature du monde physique , avec la phrase « Si une armée de singes grattait sur des machines à écrire, ils pourraient écrire tous les livres du British Museum ». Il ressort clairement du contexte qu'Eddington ne suggère pas que la probabilité que cela se produise mérite un examen sérieux. Au contraire, c'était une illustration rhétorique du fait qu'en dessous de certains niveaux de probabilité, le terme improbable est fonctionnellement équivalent à impossible .

Ses écrits populaires ont fait de lui un nom bien connu en Grande-Bretagne entre les deux guerres mondiales.

Décès

Eddington est décédé d'un cancer au Evelyn Nursing Home , à Cambridge, le 22 novembre 1944. Il n'était pas marié. Son corps a été incinéré au crématorium de Cambridge (Cambridgeshire) le 27 novembre 1944 ; les restes incinérés ont été enterrés dans la tombe de sa mère dans le cimetière de la paroisse de l' Ascension à Cambridge.

Le North West Cambridge Development de l'Université de Cambridge a été nommé « Eddington » en son honneur.

L'acteur Paul Eddington était un parent, mentionnant dans son autobiographie (à la lumière de sa propre faiblesse en mathématiques) « ce que j'ai alors ressenti comme le malheur » d'être lié à « l'un des plus grands physiciens du monde ».

Avis de décès

  • Nécrologie 1 par Henry Norris Russell , Astrophysical Journal 101 (1943-46) 133
  • Nécrologie 2 par A. Vibert Douglas , Journal de la Société royale d'astronomie du Canada , 39 (1943-1946) 1
  • Nécrologie 3 par Harold Spencer Jones et ET Whittaker , Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 105 (1943-46) 68
  • Nécrologie 4 par Herbert Dingle , L'Observatoire 66 (1943-46) 1
  • The Times , jeudi 23 novembre 1944 ; p. 7; Numéro 49998 ; col D : Nécrologie (non signée) – Image de coupe disponible chez O'Connor, John J. ; Robertson, Edmund F. , "Arthur Eddington" , MacTutor History of Mathematics archive , Université de St Andrews

Honneurs

Dans la culture populaire

Publications

Voir également

Astronomie

Science

Personnes

Autre

Les références

Lectures complémentaires

  • Durham, Ian T., "Eddington et incertitude". La physique en perspective (septembre – décembre). Arxiv, Histoire de la Physique
  • Kilmister, CW (1994). La recherche d'Eddington pour une théorie fondamentale . Université de Cambridge Presse. ISBN 978-0-521-37165-0.
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