Histoire vraie ?
«Un jour, un de mes collègues m'a appelé au téléphone. Il voulait m'entretenir d'un de ses étudiants, qui venait de passer un examen avec lui. Mon collègue estimait qu'il devait lui donner un zéro à une question de physique, alors que l'étudiant réclamait un 20. Le professeur et l'étudiant se mirent d'accord pour choisir un arbitre impartial – et je fus désigné.
Je lus la question de l'examen : "Montrez comment il est possible de déterminer la hauteur d'un phare à l'aide d'un baromètre."
L'étudiant avait répondu : "On va en haut du phare avec le baromètre, on l'attache à un cordage, on le fait glisser jusqu'au sol, ensuite on le remonte et on calcule la longueur du cordage. Celle-ci donne la hauteur du phare."
L'étudiant avait raison : il avait répondu juste et complètement à la question. Mais je ne pouvais pas lui mettre ses points : dans ce cas, il aurait reçu son diplôme de physique alors qu'il n'avait pas montré de connaissances en physique. J'ai proposé de donner une autre chance à l'étudiant en lui donnant cinq minutes pour répondre à la question avec l'avertissement que, pour la réponse, il devait utiliser ses connaissances en physique.
Après quatre minutes, il n'avait encore rien écrit. Je lui ai demandé s'il voulait abandonner, mais il répondit qu'il avait beaucoup de réponses pour ce problème et qu'il cherchait la meilleure d'entre elles. Je me suis excusé de l'avoir interrompu et lui ai demandé de continuer.
Lorsque les cinq minutes furent écoulées, il me répondit : "On place le baromètre en haut du phare. On le laisse tomber en calculant son temps de chute avec un chronomètre. Ensuite, en utilisant la formule x=gt2/2, on en déduit la hauteur de la tour."
A ce moment, j'ai demandé à mon collègue s'il voulait abandonner. Il me répondit par l'affirmative et donna 20 à l'étudiant.
Alors que l'étudiant quittait la salle, je l'ai rappelé, car il avait dit qu'il avait plusieurs solutions à ce problème.
"Eh bien, dit-il, il y a plusieurs façons de calculer la hauteur d'un phare avec un baromètre. Par exemple, on le place dehors lorsqu'il y a du soleil. On calcule la hauteur du baromètre, la longueur de son ombre et la longueur de l'ombre du phare. Ensuite, avec un simple calcul de proportion, on trouve la hauteur du phare."
"Bien, lui répondis-je, et les autres ?"
"Il y a une méthode assez basique que vous allez apprécier. On monte l'escalier avec le baromètre et, en même temps, on marque au crayon la longueur du baromètre sur le mur. En comptant le nombre de traits, on obtient la hauteur du phare en longueurs de baromètre… Si vous voulez une méthode plus sophistiquée, vous pouvez pendre le baromètre à un cordage, le balancer comme un pendule et déterminer la valeur de g au niveau du sol et au niveau du toit. A partir de la différence de g, la hauteur du phare peut être calculée… De la même façon, on attache le baromètre à un grand cordage et, en étant sur le toit, on le laisse descendre jusqu'à peu près le niveau du sol. On le fait balancer comme un pendule et on calcule la hauteur du phare à partir de la période de précession."
Finalement, il conclut : "Il y a encore d'autres façons de résoudre ce problème. Probablement la meilleure est d'aller au rez de chaussée, trouver le gardien de phare et lui dire : 'J'ai pour vous un superbe baromètre si vous me dites quelle est la hauteur de votre tour'."
J'ai ensuite demandé à l'étudiant s'il connaissait la réponse que mon collègue attendait au départ – et moi aussi, d'ailleurs –, c'est à dire d'utiliser la différence de pression indiquée par le baromètre en bas et en haut du phare. Il a soupiré que oui, mais qu'il en avait marre du collège et des professeurs qui essayaient de lui apprendre comment il devait penser.»
L'étudiant était Niels Bohr et l'arbitre Ernest Rutherford.
Ernest Rutherford, prix Nobel de Chimie en 1908. Niels Bohr, prix Nobel de Physique en 1922.
Niels Bohr rencontra plusieurs fois Albert Einstein avec qui il eut des discussions passionnées. L'une d'entre elle est restée célèbre. Niels Bohr se dispute avec Albert Einstein à propos de la réalité de la physique quantique. A un moment, Einstein, excédé, jeta à Niels Bohr : «Dieu ne joue pas aux dés !» Ce à quoi Bohr répondit : «Qui êtes-vous, Einstein, pour dire à Dieu ce qu'il doit faire !»
Je lus la question de l'examen : "Montrez comment il est possible de déterminer la hauteur d'un phare à l'aide d'un baromètre."
L'étudiant avait répondu : "On va en haut du phare avec le baromètre, on l'attache à un cordage, on le fait glisser jusqu'au sol, ensuite on le remonte et on calcule la longueur du cordage. Celle-ci donne la hauteur du phare."
L'étudiant avait raison : il avait répondu juste et complètement à la question. Mais je ne pouvais pas lui mettre ses points : dans ce cas, il aurait reçu son diplôme de physique alors qu'il n'avait pas montré de connaissances en physique. J'ai proposé de donner une autre chance à l'étudiant en lui donnant cinq minutes pour répondre à la question avec l'avertissement que, pour la réponse, il devait utiliser ses connaissances en physique.
Après quatre minutes, il n'avait encore rien écrit. Je lui ai demandé s'il voulait abandonner, mais il répondit qu'il avait beaucoup de réponses pour ce problème et qu'il cherchait la meilleure d'entre elles. Je me suis excusé de l'avoir interrompu et lui ai demandé de continuer.
Lorsque les cinq minutes furent écoulées, il me répondit : "On place le baromètre en haut du phare. On le laisse tomber en calculant son temps de chute avec un chronomètre. Ensuite, en utilisant la formule x=gt2/2, on en déduit la hauteur de la tour."
A ce moment, j'ai demandé à mon collègue s'il voulait abandonner. Il me répondit par l'affirmative et donna 20 à l'étudiant.
Alors que l'étudiant quittait la salle, je l'ai rappelé, car il avait dit qu'il avait plusieurs solutions à ce problème.
"Eh bien, dit-il, il y a plusieurs façons de calculer la hauteur d'un phare avec un baromètre. Par exemple, on le place dehors lorsqu'il y a du soleil. On calcule la hauteur du baromètre, la longueur de son ombre et la longueur de l'ombre du phare. Ensuite, avec un simple calcul de proportion, on trouve la hauteur du phare."
"Bien, lui répondis-je, et les autres ?"
"Il y a une méthode assez basique que vous allez apprécier. On monte l'escalier avec le baromètre et, en même temps, on marque au crayon la longueur du baromètre sur le mur. En comptant le nombre de traits, on obtient la hauteur du phare en longueurs de baromètre… Si vous voulez une méthode plus sophistiquée, vous pouvez pendre le baromètre à un cordage, le balancer comme un pendule et déterminer la valeur de g au niveau du sol et au niveau du toit. A partir de la différence de g, la hauteur du phare peut être calculée… De la même façon, on attache le baromètre à un grand cordage et, en étant sur le toit, on le laisse descendre jusqu'à peu près le niveau du sol. On le fait balancer comme un pendule et on calcule la hauteur du phare à partir de la période de précession."
Finalement, il conclut : "Il y a encore d'autres façons de résoudre ce problème. Probablement la meilleure est d'aller au rez de chaussée, trouver le gardien de phare et lui dire : 'J'ai pour vous un superbe baromètre si vous me dites quelle est la hauteur de votre tour'."
J'ai ensuite demandé à l'étudiant s'il connaissait la réponse que mon collègue attendait au départ – et moi aussi, d'ailleurs –, c'est à dire d'utiliser la différence de pression indiquée par le baromètre en bas et en haut du phare. Il a soupiré que oui, mais qu'il en avait marre du collège et des professeurs qui essayaient de lui apprendre comment il devait penser.»
L'étudiant était Niels Bohr et l'arbitre Ernest Rutherford.
Ernest Rutherford, prix Nobel de Chimie en 1908. Niels Bohr, prix Nobel de Physique en 1922.
Niels Bohr rencontra plusieurs fois Albert Einstein avec qui il eut des discussions passionnées. L'une d'entre elle est restée célèbre. Niels Bohr se dispute avec Albert Einstein à propos de la réalité de la physique quantique. A un moment, Einstein, excédé, jeta à Niels Bohr : «Dieu ne joue pas aux dés !» Ce à quoi Bohr répondit : «Qui êtes-vous, Einstein, pour dire à Dieu ce qu'il doit faire !»
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