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RAPPEL : une version de l'ensemble du développement, revue et améliorée dans le détail, est disponible en format pdf à l'adresse : Dimensions des nombres  

 
 
 
 
 
 
 
 

Le piège de la représentation vectorielle des forces
 
L'essence des dimensions de déformation est donc de prendre des valeurs circulaires, des valeurs qui tournent en rond sans quitter la boucle 0/1. Souvent, pour rappeler cette propriété, nous parlerons de dimensions de déformation "courbes". Par opposition aux dimensions "droites" que sont les coordonnées puisqu'on les mesure sur des axes droits.

Nous avons vu comment des dimensions courbes permettent de décrire l'évolution d'un contraste. Nous allons voir maintenant comment elles permettent aussi de mesurer des trajets. Le point important à comprendre à ce propos, est qu'il ne faut pas confondre la "courbe" que décrit un mobile, c'est-à-dire son trajet, et les valeurs "courbes" de la déformation qui fait bouger le mobile, et qui provoque donc ce trajet.
En effet, ce que l'on va chercher à décrire, ce n'est pas la forme du parcours lui-même qui ne sera qu'une résultante de la dimension de déformation, mais c'est l'organisation des forces qui s'appliquent en un point, et qui précisément le forcent à se déplacer.
 
 
Fondamentalement, c'est à décrire l'effet d'un champ de force, par exemple un champ électromagnétique, que sera utile cette dimension. 
Habituellement, un tel champ est représenté par un ensemble de vecteurs qui, en tous points, décrivent la direction et la vitesse d'un écoulement. Ce qu'on sait bien exprimer en terme de coordonnées (exemple ci-contre).  
[image tirée d'un article de G. Hooft : les théories de jauge et les particules élémentaires - Pour la Science]
 
 
  
L'originalité de la démarche que nous proposons, consiste à ne pas cumuler en chaque point de l'espace l'ensemble des sollicitations qui s'exercent sur lui, à ne pas les résumer en un seul vecteur. Nous proposons au contraire de laisser ouvert, "non résolu", le cumul de ces sollicitations. 
Dans le cas général il reste donc en chaque point du champ de force une infinité de vecteurs. Chacun indique dans une direction spécifique, l'intensité de la sollicitation qui s'exerce en ce point et selon cette direction. 
 
Par exemple, dans le cas de deux charges électriques de signes contraires, le champ de forces se représente par une série de courbes reliant les deux charges. Dans un système de coordonnées, l'effet de ce champ est résumé par 2 vecteurs dirigés depuis chaque charge vers l'autre : elles s'attirent d'un centre à l'autre, et ces 2 vecteurs décrivent l'intensité et la direction de cette attraction.
 
usuellement,
l'attraction entre
les 2 charges électriques
est résumée
par 2 vecteurs
 
 
Dans notre système de représentation, nous n'allons plus "résumer" l'effet des champs électriques, mais au contraire le maintenir étalé dans toutes les directions de l'espace. Chaque ligne de champ correspond à un effet spécifique, à une sollicitation particulière vers l'autre charge. Nous représentons pour chaque ligne la direction de cette sollicitation : tangente à la courbe, et son intensité : plus elle pointe vers le centre de l'autre charge, plus elle est grande.
En passant, on note que si les 2 charges sont faibles, ou si toutes 2 sont fortes, les dessins auront la même allure, et se déduiront simplement l'un de l'autre par homothétie. Bref, ils seront auto-similaires.
 
notre proposition 
pour représenter 
la même attraction 
électrique
 

L'allure de ce graphique ressemble à un coeur. Il est truffé de vecteurs dont l'intensité varie entre un minimum et un maximum. C'est là le premier aspect "courbe" de la grandeur, puisqu'elle tourne en rond sur un cercle allant de 0/1 à 1/0.
Si l'on calculait la résultante de tous ces vecteurs, elle serait un vecteur unique, qui dirait la direction et la vitesse de la courbe que décrit la charge en se déplaçant. C'est là le deuxième aspect "courbe" de cette dimension, celui que nous allons négliger.
 

Au premier abord, cela peut sembler compliquer les choses que de s'abstenir de réduire l'ensemble des sollicitations en un point à un vecteur unique.
Envisageons cependant le cas d'une charge qui n'est pas soumise qu'à une seule autre charge, mais qui est soumise à deux charges distinctes.
Chaque charge donne alors lieu à une dimension de déformation courbe qui sont toutes les deux centrées sur le même point. Entre ces deux dimensions, peuvent se créer des effets d'accord ou d'opposition entre leurs formes respectives. Ces effets peuvent se cumuler dans certaines directions, et s'annuler dans d'autres directions. Un simple vecteur ne pourra pas garder trace de tels accords ou désaccords de phases, et seul un étalement complet des sollicitations dans toutes les directions permet de ne pas gommer la complexité des interférences dont l'intensité varie selon les directions de l'espace. Or précisément, la compréhension de l'évolution d'un phénomène réside souvent dans l'allure des interférences entre les paramètres multiples qui le régissent.

 

 
 
 
Ainsi, en gardant en présence l'ensemble des sollicitations qui s'appliquent à chaque point de l'espace, nous conservons une représentation du phénomène qui se comporte de façon similaire au phénomène lui-même. Cela ne le complique pas puisque cela permet de mieux le comprendre. 

À l'inverse, la simplification apparente du calcul vectoriel conduit parfois à des résultats complètement erronés, et ce risque existe chaque fois qu'un phénomène est conditionné par l'interférence de plusieurs causes et que cette interférence varie selon les directions. [voir F une conséquence particulièrement importante de cette analyse] 
 

Et puis finalement, nous verrons que la représentation d'un nombre infini d'intensités, variant dans un nombre infini de directions . . . ce n'est pas si compliqué que cela. Cela peut même se représenter de façon aussi simple que par un seul vecteur.
Mais avant de pouvoir envisager cet aspect de la représentation simultanée de données en nombre infini, nous devons faire un détour mathématique du côté des nombres.
Car si nous avons dit que c'est la représentation par coordonnées qui handicape notre compréhension de certains phénomènes, nous devons maintenant montrer que c'est notre conception des nombres et de leur calcul qui handicape notre compréhension des dimensions.
 

 
 


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