Retour au sommaire
ARTICLE
Les
philosophes et les nouveaux visages de la physique
Première partie. La cosmologie
par Jean-Paul Baquiast
16 Août 2003
Nous aimerions dans
cette revue questionner de temps à autres les
représentants des sciences humaines traditionnelles
à propos des bouleversements scientifiques et technologiques
qui font l'objet de notre matière éditoriale.
Voici une interrogation portant sur les nouveaux visages de
la physique, destinée aux philosophes. L'un d'entre
eux répondra-t-il? Automates Intelligents
Voir dans ce même numéro une brève
de notre page Actualités consacrée à
Michio Kaku.
Michio Kaku est physicien, co-fondateur
de la théorie des cordes et auteur de Visions et Hyperspace.
C'est un homme qui a de l'imagination, mais aussi suffisamment
de connaissances scientifiques pour ne pas céder à
la science-fiction. Il est donc intéressant de l'entendre
préciser la façon dont lui et quelques-uns uns
de ses collègues se représentent aujourd'hui
l'univers. On se reportera pour cela à l'interview
qu'il vient de donner au KurzweilAI-net. On pourra en savoir
davantage lorsqu'il aura publié son prochain livre,
Parallel Worlds, prévu pour 2004(1).
Nous souhaiterions évoquer
à notre tour cette question non sous l'angle scientifique,
mais sous celui de la philosophie des sciences et, plus généralement
encore, en termes de philosophie générale. La
philosophie des sciences ou épistémologie pourra
rappeler la déjà longue histoire de la façon
dont les hommes, ayant voulu dépasser les pseudo-vérités
révélées des religions, ont essayé
de se représenter le monde de façon rationnelle
puis scientifique. Une cosmologie scientifique, au contraire
d'une ontologie, repose sur le principe que l'on n'affirme
rien du monde qui ne soit pas démontrable par l'expérience.
L'expérience elle-même dépend de la puissance
des moyens d'observations dont on dispose. Depuis la lunette
de Galilée jusqu'aux grands instruments de l'astronomie
moderne, beaucoup de choses ont changé. Il était
inévitable que les hypothèses que l'on pouvait
formuler relativement à l'univers aient évolué
compte d'observations de plus en plus étendues dans
l'espace et dans le temps. Par ailleurs, comme l'on sait,
depuis le début du 20e siècle, la cosmologie
a du tenir compte de ce que la physique découvrait
relativement aux domaines atomiques et subatomiques. Contrairement
à Newton qui pouvait modéliser l'espace sans
se préoccuper de mettre à jour une conception
de la matière atomique remontant pratiquement à
Démocrite, les cosmologistes d'aujourd'hui sont obligés
de tenir compte du fait que le cosmos, aussi vaste qu'il apparaît,
semble constitué de formes de matière et d'énergie
identiques à celles expérimentées dans
les grands accélérateurs de particules manipulant
la matière à l'état quantique.
De plus, comme certaines
sciences mais à une toute autre échelle, la
physique a porté le champ de ses hypothèses
bien au-delà de ce que l'expérience du moment
permet de démontrer. Ceci est particulièrement
vrai en cosmologie. Celle-ci étant désormais
inséparable des théories proposées par
la physique est obligée de formuler des hypothèses
de plus en plus éloignées de ce qui est vérifiable
avec les instruments dont elle dispose. Ces hypothèses
elles-mêmes, quand il s'agit de traiter des systèmes
microscopiques ou sub-atomiques, s'habillent du formalisme
mathématique de la mécanique quantique, qui
les rend incompréhensibles au plus grand nombre. Ces
hypothèses se distinguent cependant des ontologies
en ce sens qu'elles ne prétendent pas se passer de
l'expérience pour atteindre à un réel
en soi, mais au contraire la préparer. Elles relèvent
donc de ce que l'on appelle en philosophie le réalisme
instrumental. Aucun physicien théoricien ne prétend
pouvoir éviter le recours à un moment ou à
un autre aux données expérimentales. Toutes
les hypothèses ont pour but, non seulement d'unifier
les connaissances, mais de fournir des éléments
qui seront un moment ou un autre testables par de nouveaux
instruments, dont le progrès permanent, voire exponentiel,
est considéré comme inhérent à
la démarche scientifique moderne. Théorie et
expérience se développent ainsi de concert.
C'est le cas dans toutes les sciences expérimentales,
mais ici le phénomène est particulièrement
spectaculaire, compte-tenu notamment du renom qui s'attache
aux puissants équipements de la physique et de l'astronomie.
On sait moins qu'en parallèle les moyens de calcul
informatique indispensables pour l'interprétation des
expériences et la modélisation des hypothèses
évoluent aussi très vite, quasiment de façon
exponentielle.
Il est donc indispensable
que la philosophie des sciences porte son regard sur ces véritables
révolutions conceptuelles et technologiques, afin d'essayer
de nous en donner ses propres interprétations. Associant
en principe étroitement les connaissances scientifiques
et l'interrogation philosophique, elle pourrait certainement
proposer des idées intéressantes et originales
concernant le présent et l'avenir de nos connaissances
physiques et cosmologiques, ainsi que la façon dont
celles-ci influenceront la vie économique et sociale
et plus généralement l'image que nous
pouvons avoir de la vie, de l'intelligence et finalement de
la conscience.
La philosophie
ordinaire
Mais, comme nous l'indiquions,
c'est la philosophie générale, et pas seulement
l'épistémologie, qui doit s'impliquer dans la
réflexion sur l'évolution de la physique contemporaine.
On sait que dès les années 1970 certains physiciens,
notamment en Californie, ont tenté de montrer que les
hypothèses modernes relatives au cosmos et à
la matière/énergie (par exemple en ce qui concerne
la non-séparabilité des "objets" de la mécanique
quantique) étaient très proches des conceptions
du taoïsme et d'autres mystiques asiatiques. Les représentants
des religions monothéistes, pour leur part, s'efforcent
régulièrement de s'appuyer sur l'obscurité
des théories physiques contemporaines pour trouver
de nouveaux arguments en faveur d'un Dieu créateur
de toutes choses. Plus exactement, elles tentent de
récupérer au profit de l'idée de Dieu
la constatation purement philosophique, c'est-à-dire
sans conséquences opérationnelles, que tout
se passe comme s'il existait un réel en soi inconnaissable
mais qui bien qu'inconnaissable empêcherait les scientifiques
de dire n'importe quoi dans leurs hypothèses, si du
moins ils veulent les soumettre à la sanction de l'expérimentation.
C'est le "réel voilé" évoqué par
Bernard d'Espagnat(2). Mais
ce n'est pas à ce type de philosophie ou de métaphysique
que nous nous intéressons. C'est à la philosophie
la plus ordinaire, celle qui dialogue avec tout homme
un peu curieux (tout lycéen...) pour l'aider à
se donner du monde quelques perspectives dépassant
les contraintes de la vie quotidienne. On retrouve alors là
les questions les plus banales, auxquelles ne dédaignait
pas de répondre un Socrate : qu'est-ce que l'homme,
en quoi consiste le monde, vers quel avenir à long
terme nous dirigeons-nous, quelles valeurs conviendra-t-il
de respecter ?
Cette philosophie pourra chercher
à donner des réponses inspirées par le
spiritualisme. Mais si elle veut rester laïque, elle
devra s'inspirer de la façon dont la science du moment
tente de répondre à ces questions. Cependant
elle n'entrera pas dans le détail des théories
scientifiques. Elle en donnera des images aussi simples que
possible, compréhensibles par tous.
Même en restant à
ce niveau, elle ne pourra pas éviter de tenir compte
de l'évolution des connaissances. A la fin du 19e siècle,
la philosophie enseignait aux hommes qu'ils habitaient une
planète du système solaire, elle-même
située dans un espace newtonien à trois dimensions
correspondant au monde appréhendé quotidiennement
par les sens. Quant au temps, il s'écoulait d'une façon
régulière depuis le passé jusqu'à
l'avenir. Cet espace-temps, aussi simple soit-il, supposait
déjà un effort d'imagination. Qu'y avait-il
au-delà ? La philosophie répondait : l'infini,
ou tout au moins un horizon dont on ne pouvait rien dire.
C'était troublant, mais l'homme était déjà
habitué à un passé qui se perdait dans
la nuit des temps, à un horizon géographique
qui reculait toujours devant le voyageur. On pouvait accepter
le modèle newtonien et imaginer la place que l'homme
était susceptible d'y tenir.
Un premier
cataclysme conceptuel
Les choses sont devenues
plus difficiles à admettre lorsque à la suite
des travaux d'Einstein, il a fallu introduire les concepts
de la relativité de l'espace, du temps et de la masse.
Mais là, les gens ont pu se dire qu'il s'agissait de
domaines qui pratiquement ne les concernaient plus. L'univers
dans lequel ils vivaient était bien stable, même
s'il évoluait aux limites. Tout a changé dans
les années 1950 lorsque, à la suite des découvertes
de Hubble relatives à la fuite des galaxies, la théorie
du Big Bang a fini par s'imposer. Là tout habitant
de notre galaxie se sent impliqué. Certes, beaucoup
de personnes, même dans les nations scientifiquement
avancées, n'acceptent toujours pas l'hypothèse
du Big Bang. Mais s'ils l'acceptent, ils ont du mal à
l'intégrer dans leur espace de représentation.
Les neurophysiologistes soupçonnent que le cerveau
humain n'a pas été façonné par
l'évolution pour traiter de telles abstractions. Comment
l'immense univers pouvait-il tenir dans une tête d'épingle
? Qu'y avait-il avant ? L'expansion se poursuivra-t-elle à
l'infini ou se transformera-telle en nouvelle contraction
?
Parallèlement à
la relativité, la mécanique quantique qui s'est
généralisée à partir des années
trente du 20e siècle a popularisé le thème
de la superposition d'état. Une particule, tant qu'elle
n'interagit pas avec un observateur, ne peut être décrite
que par une probabilité d'états. Elle ne peut
notamment pas être localisée. Plus généralement,
selon cette nouvelle physique, la notion de particule isolable,
bien séparable d'une autre particule, perd de son sens.
Le monde se présente comme un continuum hors du temps
et de l'espace newtoniens. On peut faire à son propos
d'innombrables prédictions qui, avec le formalisme
adéquat, se révèlent vérifiables.
Mais on ne peut plus le considérer comme une réalité
descriptible dans les termes de la physique macroscopique,
celle de la vie quotidienne. C'est donc l'observation, en
"réduisant la fonction d'onde" des systèmes
quantiques, qui "crée" le monde matériel que
nous connaissons. Mais en quoi consiste le monde quantique
sous-jacent, celui de la superposition, de la non-détermination,
de la non-séparabilité (entanglement) ? Notre
univers matériel est-il le résultat d'une observation,
provenant de quel observateur ? Les succès expérimentaux
de la mécanique quantique ont longtemps entretenu de
vifs débats en philosophie, relatifs à l'indéterminisme
et au libre-arbitre. Mais ces débats se sont aujourd'hui
un peu atténués. Ils reprendront inévitablement
à propos de la gravitation quantique, qui rejoint la
cosmologie, comme nous le verrons ci-dessous.
Dans notre prochain numéro,
nous reviendrons dans un second article, faisant suite à
celui-ci et le précisant ("La conscience est-elle
un objet?") sur les conséquences des succès
grandissants de la mécanique quantique relativement
à nos conceptions de la nature.
Un nouveau
cataclysme conceptuel
Parallèlement, en
cosmologie, ne voilà-t-il pas que cette singularité
à laquelle on avait fini par se faire, le Big Bang
d'où provenait l'espace, le temps, l'énergie,
la matière, la vie et finalement l'homme lui-même,
se trouve reléguée par les hypothèses
les plus récentes au rôle d'incident local dans
un univers infiniment plus complexe.
Observons d'emblée
que la cosmologie, telle du moins qu'elle est comprise par
le public et même telle qu'elle est présentée
par les scientifiques eux-mêmes dans leurs ouvrages
de vulgarisation, ne remet pas en cause le réalisme
sous sa forme la plus triviale. Il existe un univers, il existe
des objets et des mécanismes dans cet univers, l'homme
peut se placer en observateur objectif détaché
de cet univers pour en proposer des descriptions aussi objectives
que possible. Nous verrons dans notre prochain article qu'il
faudra probablement abandonner, même en s'adressant
au grand public, cette présentation confortable. A
un certain niveau d'analyse, l'univers, l'espace-temps, etc.
ne sont pas plus réels que ne l'est la particule dans
la physique quantique. Tout au plus s'agit-il, comme le dit
Bernard d'Espagnat (op.cit) dans un exemple lumineux (c'est
le cas de le dire) d'une "réalité"
aussi liée à l'observateur que l'est, en physique
macroscopique, l'arc-en-ciel. Chaque observateur peut dans
certaines conditions manipuler l'arc-en-ciel, mais il ne pourra
le considérer comme un objet physique analogue par
exemple à la Lune.
Les présentations à
but de vulgarisation de la cosmologie ne s'embarrassent pas
de ces réserves. Peut-être est-il impossible
aujourd'hui de faire autrement, les esprits n'étant
pas prêts. Quoiqu'il en soit, elle nous invite de plus
en plus fréquemment à prendre en compte, comme
des "réalités", les perspectives ouvertes
par les hypothèses les plus récentes et les
plus audacieuses visant à décrire l'univers,
celles qui relèvent de ce que l'on appelle la gravitation
quantique. Celle-ci cherche à fusionner dans une théorie
unique la relativité et la mécanique quantique,
faisant miroiter ce qui ne sera peut-être qu'une illusion,
une théorie du Tout. La "théorie des cordes"
nous explique à ce titre que, pour comprendre la matière,
l'énergie, le temps, il faudra descendre aux niveaux
astronomiquement petits des échelles de Planck. Même
si ces dimensions ne sont encore que des êtres mathématiques,
elles finissent par faire image. Le secret de nous-mêmes
et de notre esprit ne se trouverait il pas à ces échelles
?
Plus parlantes par contre
(mais sans doute aussi loin du "réalisme")
sont les hypothèses cosmologiques récentes,
d'ailleurs liées à celles de la gravitation
quantique. Lorsque les gens entendent des physiciens aussi
sérieux que Michio Kaku, des astronomes aussi compétents
que Jean-Pierre Luminet envisager froidement l'hypothèse
des univers multiples, les quelques repères qu'ils
avaient réussis à se donner pour survivre moralement
dans un univers issu du Big Bang, s'effondrent à nouveau.
Bien plus que jamais, ils se sentent petits et extérieurs
à un tel multivers. Ils peuvent éprouver la
même angoisse que les contemporains de Galilée
lorsqu'ils ont entendu dire que la Terre n'était pas
au centre du système solaire.
Beaucoup douteront de la
théorie des univers multiples ou autres analogues,
du fait que les fondements en sont encore purement mathématiques.
On peut se dire qu'il n'existera jamais de preuves expérimentales
justifiant de telles hypothèses(3).
D'autres personnes laisseront jouer leur imagination dans
les mondes extraordinaires qui leur sont décrits par
les physiciens, comme s'il s'agissait de romans de science-fiction.
Ce sera pour eux un passionnant domaine de rêve, sans
plus.
Les physiciens, quant à
eux, réanimeront les débats philosophiques traditionnels
(d'Espagnat, op.cit) relatives à la consistance en
soi de la notion d'objet, de lois et plus généralement
à l'intérêt du réalisme, même
faible (la réalité des objets d'expérience
scientifique). Ils commencent à nous dire que pour
progresser, la science devra abandonner l'idée consistant
à considérer comme des réalités
de la vie quotidienne ces entités de la nouvelle cosmologie,
telle que le multivers, le vide, etc.. Mais par contagion,
en remontant du microscopique au macroscopique, ils pourront
être tentés, dans certaines hypothèses,
de nous proposer de voir les entités de notre vie quotidienne
elle-même avec un autre regard (par exemple, ne pas
seulement considérer un individu comme un objet biologique
bien délimité, mais comme un noeud dans un réseau
d'informations)(4).
La philosophie
ne peut plaider l'incompétence
La répercussion de
ces nouvelles hypothèses scientifiques ne doit pas
s'arrêter à ces considérations plutôt
techniques réservées à un très
petit nombre d'initiés. Il faut bien voir qu'elles
déterminent une grande partie de la façon dont
les hommes se représentent eux-mêmes dans le
monde, leurs attitudes devant la vie, leurs valeurs morales.
Un certain nihilisme peut en découler. Il était
déjà triste d'admettre que le soleil allait
un jour s'éteindre et la terre disparaître avec
lui. Mais l'humanité pouvait espérer migrer
sur une autre planète. Cet espoir disparaît dans
la perspective d'un univers en expansion infinie, intrinsèquement
indéterminé au plan quantique, noyé parmi
une infinité d'autres. Surtout si on ajoute que cet
univers lui-même n'existerait pas sous une forme objective
classique.
On dira que la plupart des
hommes ne se préoccupent pas de ces questions, appliquant
le vieux principe "demain, je serai mort". Mais ce n'est pas
vrai, dès lors du moins qu'ils s'essayent à
la réflexion philosophique. La preuve en est d'ailleurs
que si la philosophie ne répond pas à leurs
questions de façon crédible, ils se tournent
vers des croyances ésotériques.
Quelles perspectives la philosophie
moderne saura-t-elle proposer à ceux, sûrement
plus nombreux qu'on ne croit, qui se poseront la très
ancienne question philosophique, celle de leur place dans
le monde et des valeurs à respecter ? La physique nous
interdit de voir le monde comme le faisaient Platon ou Socrate,
mais la question reste la même ? D'Espagnat et surtout
Bitbol (op.cit.) nous montrent la voie mais bien peu de gens
malheureusement pourront les comprendre, notamment le dernier.
Qu'on ne nous dise pas que la
philosophie n'a pas à s'intéresser aux éventuelles
inquiétudes métaphysiques du peuple, vu le grand
nombre des questions quotidiennes qui requièrent son
attention. Elle a sûrement quelque chose à dire
confrontée aux nouvelles perspectives de la cosmologie,
quelque chose d'autrement profond, d'autrement effrayant peut-être
que son discours habituel. Nous ne pouvons pas ici le faire
à sa place, n'étant pas philosophe. Bornons-nous
à la mettre au défi de se dépasser. Si
elle ne peut le faire, que l'on cesse de consacrer du temps
et de l'argent à l'enseigner(5).
Notes
1) L'ensemble de l'interview est accessible
à l'adresse suivante : http://www.kurzweilai.net/meme/frame.html?main=/articles/art0585.html
On pourra lire aussi le débat en ligne qui a suivi
cet article à l'adresse http://www.kurzweilai.net/meme/frame.html?main=/articles/art0585.html
Pour ceux qui ne liraient pas l'anglais, résumons en
quelques mots les passages qui nous intéressent ici.
Michio Kaku rappelle qu'aujourd'hui la plupart des physiciens
ne croient plus à l'existence d'un univers unique,
mais d'un Multivers. Il ressemblerait à de l'eau bouillante.
Dans celle-ci, de multiples bulles se forment et s'évaporent.
Semblablement, "l'eau bouillante" du Multivers (les fluctuations
dans l'hyperespace quantique du vide) générerait
en permanence des infinités de Big Bangs. Certains
donneraient naissance à des univers comme le nôtre,
d'autres à des univers différents. Si nous sommes
présents dans notre univers, contre toutes les probabilités
calculées en absolu, c'est parce que cet univers là
avait les capacités de nous engendrer (théorie
anthropique). Selon Michio Kaku, la théorie des cordes
(Superstring theory), ou certaines de ses versions, est compatible
avec cette hypothèse du Multivers. Elle présente
des millions de solutions, chacune correspondant à
un univers possible.
Nous serions ainsi entourés d'univers morts, d'univers
vides de vie et d'univers présentant des formes de
vie et d'intelligence différentes. D'autres enfin pourraient
être exactement le même que le nôtre, excepté
une petite divergence née d'un événement
fortuit (un rayon cosmique ayant changé l'état
quantique d'un atome de l'ADN de la mère d'un grand
homme, lequel grand homme aurait été génétiquement
très différent, par exemple).
Ces univers pourront à terme représenter notre
salut. Les données récentes indiquent que l'expansion
de notre univers s'accélère (énergie
noire). Il deviendra invivable dans quelques trillions d'années.
Il faudra passer alors ailleurs, à travers l'hyper-espace
à 11 dimensions qu'évoque la théorie
des cordes.
Michio Kaku évoque alors la façon dont il classe
les civilisations susceptibles de vivre dans notre univers
: la civilisation de type I a complètement maîtrisé
et régulé les ressources de sa planète.
Nous n'en sommes loin encore aujourd'hui sur Terre. La civilisation
de type II peut contrôler les ressources de son système
solaire, notamment celles des étoiles. La civilisation
de type III enfin est devenue galactique. Elle maîtrise
notamment l'énergie des trous noirs aux échelles
de Planck. L'énergie de Planck est de 10 puissance
19 milliards d'électron/volts. A ce niveau l'espace-temps
devient instable et peut générer des bulles
d'univers.
Ceci donne suffisamment de ressources à une telle civilisation
pour envisager de passer d'un univers à l'autre via
les éventuels trous dans l'espace-temps dits trous
de vers (wormholes). Rien n'exclut qu'une civilisation de
type III, ou même de type II, ait pu s'intéresser
ou s'intéresse encore à notre planète,
par simple curiosité et en passant. Mais dans ce cas,
nous serions incapables de nous en apercevoir, vu l'énorme
différence de technologie.
Notons que ces hypothèses sont généralement
partagées par la plupart des physiciens. Le très
sérieux Martin Rees, astronome de la couronne britannique,
en a fait l'exposé dans un de ses derniers livres "Our
Cosmic Habitat". Princeton University Press, US, 2001 (voir
sur Martin Rees notre fiche de lecture http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2003/avr/rees.html) .
2) Rappelons que Bernard d'Espagnat, au-delà
de ses travaux de physicien à Orsay, a consacré
trente années de sa vie à la philosophie des
sciences, laquelle il a enseigné à la Sorbonne
et dont il a tiré une dizaine d'ouvrages marquants.
Le dernier de ceux-ci, Traité de physique et de
philosophie (Fayard 2002), devrait être consulté
par tous ceux qui s'intéressent aux conséquences
philosophiques de la physique contemporaine. Bien que n'utilisant
pas de formalisme mathématique, il est de lecture difficile
parce que très dense. Il va sans dire qu'il va bien
au-delà des propos de ce petit article.
Dans le même esprit, il conviendra de lire les deux
ouvrages récents de Michel Bitbol, également
très difficiles, L'aveuglante proximité du
réel ( Flammarion 1998) et Physique et philosophie
de l'esprit (Flammarion, 2000)
3) C'est notamment
le cas de Hubert Reeves, l'astrophysicien médiatique,
qui rejette comme de simples spéculations toutes les
hypothèses relatives à ce qui pouvait bien se
passer avant le Big Bang (Voir Sciences et Avenir, août
2003, p. 37). Mais peut-être s'agit-il là d'une
réaction de protection face aux jeunes loups de la
cosmologie.
4) Voir à
ce sujet Lee Smolin, un des pères de la gravitation
quantique en lacets http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2002/oct/smolin.html
5) Peut-être pourrions nous cependant
présenter quelques suggestions. La première
chose à faire serait de rassembler les réactions
des philosophes ou des physiciens qui s'exercent à
la philosophie face aux nouveaux visages de l'univers proposés
par la physique. Un second travail, tout différent,
serait d'interroger un panel de personnes ayant des questions
à poser ou des réponses à fournir. Finalement,
car tout doit finir par un enseignement dans l'université,
pourquoi ne pas jeter les bases d'un cours de philosophie
portant sur ces questions - cours diffusé par Internet,
évidemment…
Retour au sommaire
