Kelvin avait-il tort ?
Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (première), chapitre 4 — Le rayonnement solaire
Énoncé
Dans les années , William Thomson (Lord Kelvin) calcule que, si l'énergie du Soleil provenait de sa contraction sous l'effet de la gravitation, il ne pourrait briller que depuis quelques dizaines de millions d'années. Les géologues et Charles Darwin réclament au contraire des centaines de millions d'années au moins. 1. Sur quoi portait le désaccord : sur des mesures, sur un calcul, ou sur une hypothèse ? 2. Quelle découverte, et en quelle année, a rendu le calcul de Kelvin caduc ? 3. Peut-on dire que Kelvin « s'était trompé » ? 4. Quelle leçon de méthode en tirer sur les arguments d'impossibilité ?
Corrigé
1. Sur une hypothèse, et non sur les mesures ni sur le calcul. Kelvin supposait connue la liste des sources d'énergie possibles — essentiellement la combustion et la contraction gravitationnelle. Son calcul, à partir de cette hypothèse, était juste. Ce sont les prémisses qui étaient incomplètes.
2. La découverte de la radioactivité par Henri Becquerel en , qui révèle qu'il existe des sources d'énergie sans rapport avec la chimie. Le mécanisme précis — la fusion de l'hydrogène — sera proposé par Arthur Eddington en et établi théoriquement par Hans Bethe à la fin des années .
3. Il s'était trompé de conclusion, sans erreur de raisonnement. La distinction n'est pas une politesse : elle décrit un mode d'échec très courant en sciences. Un modèle correct dans son domaine peut donner une réponse fausse à une question qui déborde ce domaine — et rien, dans le calcul lui-même, ne le signale.
4. Qu'un argument de la forme « il est impossible que… » suppose toujours que l'on connaît tous les mécanismes en jeu, ce qui n'est jamais garanti. Il faut donc traiter ces arguments avec une prudence particulière, et prendre au sérieux les désaccords entre disciplines : ici, la géologie et la biologie tenaient un fait solide — l'ancienneté de la Terre et de la vie — que la physique de l'époque déclarait impossible. Ce sont elles qui avaient raison.
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