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Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie contempler, observer examiner. Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance, spéculative souvent basée sur l?observation ou l?expérience, donnant une représentation idéale, éloignée des applications. Parfois le terme théorie est employé pour désigner quelque chose de temporaire ou pas tout à fait vrai, ou encore dans son sens grec d'une députation qu'on envoyait assister aux jeux Olympiques ou à l'Oracle, un groupe de personnes voire même d'objets : "une théorie de petits cris" (A.Nothomb).
En mathématiques et en logique mathématique, une théorie est un ensemble d?affirmations dont certaines sont des axiomes et les autres des théorèmes démontrables à partir de ces axiomes et au moyen de règles de logique. Le théorème d'incomplétude de Gödel déclare qu'aucune théorie cohérente, ayant un nombre fini d'axiomes (dans un langage au moins aussi solide que celui l'arithmétique), ne peut inclure toutes les affirmations vraies. Autrement dit, une telle théorie contiendra toujours des propositions indécidables.
En sciences, une théorie est un modèle ou un cadre de travail pour la compréhension. En physique, le terme de théorie désigne généralement le support mathématique, dérivé d'un petit ensemble de principes de base, permettant de produire des prévisions expérimentales pour une catégorie donnée de systèmes physiques. Un exemple pourrait être la « théorie électromagnétique », qui est habituellement confondue avec l'électromagnétisme classique, et dont les résultats spécifiques peuvent être obtenus à partir des équations de Maxwell.
L?adjectif théorique adjoint à la description de certains phénomènes, indique souvent qu'un résultat particulier a été prédit par une théorie mais n'a pas été encore observé. Par exemple, jusqu?à récemment, des trous noirs étaient encore considérés comme des objets théoriques. Il n'est pas rare dans l'histoire de la physique, que des théories aient produit de telles prévisions et que plus tard ces dernières se soient confirmées par l?expérience.
Pour qu?une théorie soit considérée comme faisant partie des connaissances établies, il est habituellement nécessaire que celle-ci produise une expérience critique, c?est à dire un résultat expérimental qui n?était prédictible par aucune théorie établie.
- Si les conséquences prévues ne sont pas contredites par la réalité observée et mesurée, la théorie et ses principes se trouvent confortée.
- Si apparaissent des faits observés et mesurés que la théorie ne prévoit pas, soit il faut la théorie, soit en préciser les limites.
- Si la théorie prédit des effets, il faut chercher à les observer et à les mesurer. Les théories prédictives confirment qu'il y a des lois ou règles qui... régissent le comportement de l'univers. Ainsi :
- les lois de conservation (voir Théorème de Noether)
- les principes de maxima et de minima, comme ceux de Maupertuis et Hamilton
Les constantes universelles relèvent d'un autre ordre. Elles ne sont pas en elles-mêmes des règles.
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