2008.2.7
La loi de la nature
prédire; l'aspect quantitatif
Galilée 17e s. : la chute des corps
Newton 17e s. : la loi de la gravitation universelle
inversement proportionel au carré de la distance entre 2 objets
Deux corps disposant d’une masse quelconque exercent une force d’attraction réciproque. La direction de cette force correspond à la ligne droite imaginaire qui relie les centres des deux corps. Selon la loi de la gravitation universelle formulée en 1687 par Isaac Newton, l’intensité de la force (F) se calcule à partir de la distance (d) entre les deux corps, c’est-à-dire de la ligne droite entre leurs centres, et des volumes de leurs masses (m1, m2) : F = G x m1 x m2 / d²
G représente une constante de proportionnalité nommée constante de gravitation. La formule montre que la puissance de la force attractive est proportionnelle aux masses m1 · m2 des deux corps, inversement au carré de la distance d, donc de la longueur de la ligne droite entre leurs centres. Il en résulte que la puissance augmente avec le rapprochement des corps et l’importance de leurs masses tandis qu’elle diminue, lorsque la distance entre les corps s’accroît et le volume de leurs masses se réduit.
La loi de l’attraction universelle a permis d’expliquer le mouvement des astres et, notamment, des planètes du Système solaire, servant de référence aux lois de Kepler et à ses théories sur les orbites elliptiques des planètes ainsi qu’à l’interprétation du champ de la gravitation d’un corps qui a été effectuée dans le cadre de la théorie de la relativité élaborée par Albert Einstein en 1905 et 1916.
Les lois de Kepler (déterministe; tout est régi de loi)
Copernic avait soutenu en 1543 que les planètes tournaient autour du Soleil, mais il les laissait sur les trajectoires circulaires du vieux système de Ptolémée hérité de l'antiquité grecque.
Les deux premières lois de Kepler furent publiées en 1609 et la troisième en 1618. Les orbites elliptiques, telles qu'énoncées dans ses deux premières lois, permettent d'expliquer la complexité du mouvement apparent des planètes dans le ciel sans recourir aux épicycliques du modèle ptoléméen.
Peu après, Isaac Newton découvrit en 1687 la loi de l'attraction gravitationnelle (ou gravitation), induisant celle-ci, par le calcul, les trois lois de Kepler.
Première loi – Loi des orbites : Les planètes du système solaire décrivent des trajectoires elliptiques dont le Soleil est un foyer.
Seconde loi – Loi des aires :
Si S est le Soleil et M une position quelconque d'une planète, l'aire balayée par le segment [SM] entre deux positions C et D est égale à l'aire balayée par ce segment entre deux positions E et F si la durée qui sépare les positions C et D est égale à la durée qui sépare les positions E et F.
La vitesse d'une planète devient donc plus grande lorsque la planète se rapproche du soleil. Elle est maximale au voisinage du rayon le plus court (périhélie), et minimale au voisinage du rayon le plus grand (aphélie).
De cette deuxième loi, on déduit que la force exercée sur la planète est constamment dirigée vers le soleil.
Troisième loi – Loi des périodes :
Le carré de la période sidérale T d'un objet (temps entre deux passages successifs devant une étoile lointaine) est directement proportionnel au cube du demi-grand axe a de la trajectoire elliptique de l'objet :
(T^2)/(a^3)=k, avec k constant.
De cette troisième loi, on déduit qu'il existe un facteur constant entre la force exercée et la masse de la planète considérée, qui est la constante de gravitation universelle, ou constante gravitationnelle.
Cette formule avec celles de l'ellipse permettent de calculer les différents paramètres d'une trajectoire elliptique à partir de très peu d'informations.
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ケプラーの法則は、1619年にヨハネス・ケプラーによって解明された惑星の運動に関する法則である。ケプラーはティコ・ブラーエの観測記録から太陽に対する火星の運動を推定し、以下のように定式化した。
* 第1法則 : 惑星は、太陽をひとつの焦点とする楕円軌道上を動く。
* 第2法則 : 惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に描く面積は、一定である（面積速度一定）。
* 第3法則 : 惑星の公転周期の2乗は、軌道の半長径の3乗に比例する。
1609年に第1法則および第2法則が解明されて発表され、1619年に第3法則が解明されて発表された。
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la loi de Mendel (l'hérédité)
Les lois de mendel sont deux lois énoncées par Gregor Mendel, moine et botaniste autrichien qui fonda la génétique formelle.
Première loi: Loi de pureté des gamètes
Deuxième loi: Ségrégation indépendante des caractères héréditaires
Les pois de Mendel sont aussi célèbres dans l'histoire de la science que le bain d'Archimède ou la pomme de Newton. Ce sont en effet les expériences qu'il fit sur cette plante qui permirent à Mendel de découvrir les lois de l'hérédité.
Vers 1850 au monastère de Brno, comme à Londres à Paris ou à Vienne, on en était réduit aux hypothèses les plus vagues au sujet de l'hérédité. De multiples expériences consistant à croiser des plantes et des animaux divers avaient permis d'obtenir des résultats heureux. Mais comment? Selon quels mécanismes précis? Personne ne pouvait répondre à cette question. Personne n'aurait pu reprendre telle ou telle expérience avec l'assurance d'obtenir les mêmes résultats.
Vers 1850, la théorie la plus accréditée était celle du mélange des "sangs" dans des proportions que le cousin de Darwin, Francis Galton venait de préciser: 1/2 pour le sang du mâle ou de la femelle à la première génération, 1/4 à la seconde, etc. Au moment où Mendel commenca ses expériences, la génétique était donc beaucoup moins avancée que la physique ne l'était avant Newton.
Mais c'est à Copernic peut-être plus encore qu'à Newton qu'il faut comparer Mendel. Mettre le soleil à la place de la terre au centre de l'univers, c'était substituer le monde de la raison à celui des apparences. Mendel accomplit une révolution semblable dans la représentation qu'on se faisait du phénomène vital par excellence: la reproduction. Au terme de cette révolution, le mâle avait cessé d'être l'élément dominant de la reproduction, comme la terre avait cessé d'être le centre du monde au terme de la révolution copernicienne.
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優性の法則、分離の法則、独立の法則の3つからなる。
1900年、カール・コレンス（ドイツ）、エーリヒ・チェルマク（オーストリア）、ド・フリース（オランダ）の3人の独立した研究により再発見され、過去の文献を調べた結果、メンデルの論文が発見され日の目を見ることとなった。「メンデルの法則」という法則名は、コレンスによる命名である。メンデル自身は「法則」という名称を用いていない。遺伝子の挙動は染色体の観察から提唱された染色体説とその遺伝学的な実証によって説明されている。
方法と結果
1. 形質への着目 - メンデルはまず、エンドウマメに背の高いものと低いものがあることに着目した。
2. 純系の選抜 - そして、背の高いものの種子のみを集め、修道院の庭で別に育てた。育ったものの高さを見て、高くなったもののみの種子を集め、さらにその翌年、それをまいた。これを数年続けることにより、必ず背の高くなるエンドウマメの種子を収穫することができるようになった。背の低いものも同様に、数年かけて選定を行い、必ず背の低くなる種子を収穫することに成功した。
3. 優性の法則の発見 - 次にメンデルは、必ず背の高くなるエンドウマメの種子を育てて咲いた花のめしべに、必ず背の低くなるエンドウマメの種子の花粉を受粉させた。また、逆に背の低いものの花のめしべに、高いものの花粉を受粉させた。そして収穫された種子をまくと、すべてが背が高くなった。
4. 分離の法則の発見 - 次にメンデルは、このエンドウマメから収穫された種子をさらに翌年まいた。すると、背の高いものが3,背の低いものが1の割合になった。
メンデルは背の高さ以外に、エンドウマメの種子にしわのあるものとないものなど、複数の形質について同じ実験を行った。すると同じように、しわのないものとあるものを交配すると翌年はしわのないもののみが収穫された。この種子をさらに翌年育てると、しわのないものが3、あるものが1の割合になった。同様に、種子の色が黄色のものと緑色のものを交配しても、やはり同様の結論が得られた。
5. 独立の法則の発見 - メンデルは、エンドウの背の高さやしわの有無など、複数の形質をもつもの同士をかけ合わせた。すると、それぞれの形質の遺伝の仕方に相関関係はなく、1つずつの形質について優性の法則・分離の法則が成立した。これを独立の法則と呼ぶが、メンデルの死後、ある一定の条件のもとでしか成立しないことが分かった。
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