Experimentum crucis - Experimentum crucis
Dans les sciences , un experimentum crucis ( Anglais : expérience cruciale ou expérience critique ) est une expérience capable de déterminer de manière décisive si oui ou non une particulière hypothèse ou théorie est supérieure à toutes les autres hypothèses ou théories dont l' acceptation est actuellement répandue dans la communauté scientifique. En particulier, une telle expérience doit généralement être capable de produire un résultat qui exclut toutes les autres hypothèses ou théories si elles sont vraies, démontrant ainsi que dans les conditions de l'expérience ( c'est -à- dire dans les mêmes circonstances externes et pour les mêmes «variables d'entrée» dans l'expérience), ces hypothèses et théories sont prouvées fausses mais l'hypothèse de l'expérimentateur n'est pas exclue .
Pour un point de vue opposé mettant en question la valeur décisive de l'expérimentum crucis dans le choix d'une hypothèse ou d'une théorie par rapport à sa rivale, voir Pierre Duhem .
Histoire
Francis Bacon, dans son Novum Organum, a d' abord décrit le concept d'une situation dans laquelle une théorie, mais pas d'autres, serait vraie, en utilisant le nom instantia crucis ; l'expression experimentum crucis , désignant la création délibérée d'une telle situation dans le but de tester les théories rivales, a été plus tard inventée par Robert Hooke et ensuite utilisée par Isaac Newton .
La production d'une telle expérience est considérée comme nécessaire pour qu'une hypothèse ou théorie particulière soit considérée comme une partie établie du corpus de connaissances scientifiques. Il n'est pas rare dans l'histoire de la science que les théories soient pleinement développées avant de produire une expérience critique. Une théorie donnée qui est conforme à une expérience connue mais qui n'a pas encore produit une expérience critique est généralement considérée comme digne d'être explorée afin de découvrir un tel test expérimental.
Exemples
Robert Boyle a été le premier à saluer une expérience sous le nom experimentum crucis lorsqu'il a évoqué la célèbre expérience du baromètre à mercure du Puy-de-Dome en 1648. Cette expérience a réglé la question: y avait-il une résistance naturelle à la création d'un espace apparemment vide au sommet du tube, ou la hauteur du mercure était-elle déterminée uniquement par le poids de l'air?
Dans sa Philosophie Naturalis Principia Mathematica , Isaac Newton (1687) présente une réfutation de la théorie des vortex de Descartes sur le mouvement des planètes. Dans son Opticks , Newton décrit une optique experimentum crucis dans le Premier Livre, Partie I, Proposition II, Théorème II, Expérience 6 , pour prouver que la lumière du soleil se compose de rayons qui diffèrent par leur indice de réfraction .
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Un exemple du XIXe siècle était la prédiction de Poisson , basée sur l' analyse mathématique de Fresnel , selon laquelle la théorie des ondes de la lumière prédisait une tache brillante au centre de l'ombre d'un objet parfaitement circulaire, un résultat qui ne pouvait pas être expliqué par le (alors courant) théorie des particules de la lumière. Une expérience de François Arago a montré l'existence de cet effet, maintenant appelé le spot d'Arago , ou "point lumineux de Poisson", qui a conduit à l'acceptation de la théorie des ondes.
Un exemple célèbre du 20ème siècle d'un experimentum crucis était l'expédition dirigée par Arthur Eddington à île de Principe en Afrique en 1919 pour enregistrer les positions des étoiles autour du Soleil pendant une éclipse solaire (voir expérience Eddington ). L'observation des positions des étoiles a confirmé les prédictions de lentille gravitationnelle faites par Albert Einstein dans la théorie générale de la relativité publiée en 1915. Les observations d'Eddington étaient considérées comme la première preuve solide en faveur de la théorie d'Einstein.
Dans certains cas, une théorie proposée peut rendre compte de résultats expérimentaux anormaux existants pour lesquels aucune autre théorie existante ne peut fournir une explication. Un exemple serait la capacité de l' hypothèse quantique , proposée par Max Planck en 1900, à rendre compte du spectre du corps noir observé , un résultat expérimental que la loi classique de Rayleigh – Jeans existante ne pouvait pas prédire. Cependant, de tels cas ne sont pas considérés comme suffisamment solides pour établir pleinement une nouvelle théorie et, dans le cas de la mécanique quantique, il a fallu la confirmation de la théorie par de nouvelles prédictions pour que la théorie soit pleinement acceptée.
Site fossile de Tanis
Au 21ème siècle, la découverte du site fossile de Tanis , (un champ meurtrier ) dans la formation Hell Creek du Dakota du Nord, a prouvé que la limite KT (maintenant connue sous le nom de KPg, ou événement d'extinction Crétacé-Paléogène ) était la même événement (l' impact Chicxulub ) qui a tué les dinosaures . Cet événement d'impact était auparavant émis l'hypothèse de l'existence mondiale de dépôts d' iridium (un élément rare sur Terre). Dans ce cas, l'existence d'une couche de microtektite pleuvant sur les multiples espèces mélangées (y compris un Triceratops ) qui ont été trouvées sur le site (le Tanis Konservat-Lagerstätte) a servi de témoin concluant, comme cité dans Science Daily . Sur la base de la datation des Tanis, l'événement s'est produit il y a 65,76 millions d'années (± 0,15 My).
Voir également
- Contraposition en logique, base formelle d'un experimentum crucis
- Validation croisée (homonymie)
- Falsifiabilité
- Conditionnel matériel
- QED
- Méthode scientifique
- Par conséquent signe