The role of fiction in the construction of the quantum object: from platypus to quantum tiger Le rôle de la fiction dans la construction d'objet quantique : de l'ornithorinque au tigre quantique En Fr

Résumé En Fr

For the last two years our research group has been working on the epistemological and ontological problems encountered by students in the context of teaching quantum mechanics in the final year of French high school. From its origins in the 1920s, quantum mechanics proposed a double nature of microscopic objects as both waves and particles. But this wave-particle duality is an obstacle for a method of teaching based on concepts drawn from classical physics. Bachelard argued in his New Scientific Spirit (1934) that it is epistemological rupture rather than continuity that marks the beginning of a counter-intuitive theory of physics. Using original material drawn from school textbooks, we will show how fictional narratives can allow us to describe the possible counter-intuitive worlds coherent with the fundamental principles of quantum mechanics. In particular, we use the example of Mr Tompkins’ dream featuring a quantum tiger. Here, we argue that teaching the new physics requires initiating students into an appropriate epistemological imaginary. This imaginary should be suited to the construction of a variety of possible configurations for understanding not only scientific phenomena but also their social and cultural context.

Notre groupe de recherche travaille depuis deux ans sur les difficultés épistémologiques et ontologiques rencontrées dans le cadre de l’enseignement de la physique quantique en classe de Terminale Scientifique (TS) en France. La physique quantique fait apparaître dans les années 1920, la double nature, à la fois ondulatoire et corpusculaire, des objets microscopiques. Mais cette « dualité onde-corpuscule » est un obstacle pour l’enseignement, si on les réfère aux concepts de la physique classique. Bachelard montre dans le Nouvel esprit scientifique (1934) qu’il n’y a pas continuité, mais rupture épistémologique dans la signification de ces concepts, qui consacre l’avènement d’une physique contre-intuitive. On montrera en s’appuyant sur des documents de manuels scolaires, que le récit de fiction, avec l’exemple d’un rêve de Mr Tompkins aux prises avec un tigre quantique, peut permettre de décrire des mondes contre-intuitifs possibles, cohérent avec les principes fondamentaux de la physique quantique. Notre étude postule que l’enseignement de la physique nouvelle nécessite de former les élèves à une imaginaire épistémologique apte à construire une variété de configurations possibles dans l’approche des phénomènes scientifiques, mais aussi de leur contexte culturel et social.