samedi 30 mars 2013

Une bonne et une mauvaise métaphore

Je vais vous parler d'une métaphore qui m'a longtemps laissé perplexe et qui pourtant est enseignée en cours de sciences physiques (ou du moins l'était quand j'étais en quatrième).

La métaphore est celle du "maître nageur" concernant les règles de réfraction de la lumière. A noter que cette métaphore  figure dans l'article Wikipédia sur la Réfraction :

http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9fraction

Un mot sur la Réfraction avant d'aborder la métaphore :

La réfraction est le phénomène physique qui fait qu'un rayon de lumière change sa trajectoire quand il réfléchit ou traverse une surface.

Illustration :



Dans la photo ci-dessus, au contact de l'eau, la barre de métal semble se fléchir.

Les angles d'entrée et de sortie sont liés par une relation très simple dite loi de Descartes.

Au lieu de nous dire "c'est comme cela et puis c'est tout", (un peu comme on nous dit "les surfaces noires absorbent la lumière et puis c'est tout"), mes professeurs de physique successifs et Wikipédia tentent de nous faire comprendre le principe fondamental derrière ce phénomène en invoquant "la métaphore du maître nageur".

Cette métaphore est la suivante :

Un maître nageur aperçoit quelqu'un en train de se noyer à distance. Il court sur le sable puis plonge dans l'eau pour sauver le malheureux. Comme il court plus vite qu'il nage, il va couvrir un maximum de distance sur le sable puis minimiser son trajet dans l'eau.

Wikipédia nous fournit le diagramme suivant :


Bon là, c'est pas quelqu'un qui se noie mais une bouée. On voit que parmi les différents cas possibles, celui du milieu est optimisé par rapport à la vitesse de la course sur le sable et de la nage. Ce chemin est le chemin optimal, comme celui emprunté par la lumière alors qu'elle traverse une surface différente. (le sable et l'eau sont néanmoins de bonnes métaphores car la lumière ne va pas aussi vite dans le vide, dans l'air et dans l'eau et ce sont ces différences de vitesse, qui interviennent dans les lois de Descartes, qui provoquent cette illusion).

Personnellement, cette métaphore ne me convenait (et ne me convient) pas du tout.

Mon problème venait que dans la métaphore :

1) le maître nageur va rejoindre un point précis (la bouée) dont il a connaissance AVANT de prévoir son parcours.

2) le maître nageur connaît à l'avance ses capacités de course et de nage.

Accepter cette métaphore c'est accepter que la lumière "planifie intelligemment" son parcours. 

Après tout pourquoi pas ? On voit des choses si surprenantes dans le domaine des particules...mais c'était curieux quand même.

Cependant, j'ai eu la chance de poser plusieurs fois le problème à des spécialistes (moi, quand j'ai une idée, je la lâche pas !) et ils m'ont répondu "et oui, c'est là qu'on voit les limites des métaphores".

Mais ils m'en ont proposé une autre, bien plus satisfaisante, pour expliquer la diffraction :

Le rayon de lumière est comme une file de soldats qui avancent sur le bitume, très proches les uns des autres. Tout d'un coup, la route de bitume laisse place à du sable très mou. Le peloton va être donc à moitié sur le sable et à moitié sur la route. Or, la partie sur la route avance à un bon rythme, tandis que celle sur le sable va avoir des difficultés à avancer. Donc, pour que le peloton garde néanmoins sa rectitude, il va se "plier" pour gagner le petit morceau de terrain nécessaire pour gérer la décélération de l'avant.

Et du coup j'ai depuis développé ma PROPRE métaphore : vous savez parfois, vous êtes sur un escalator et devant vous il y a des gens qui marchent plus lentement que l'escalator monte. Donc il y a une cohue au moment de la transition et du coup les lents doivent se mettre sur le coté. 

Pensez-y la prochaine fois que vous prenez un escalator !

Aucun commentaire:

Enregistrer un commentaire

Merci de lire mon blog