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Aux yeux du physicien, le monde est-il intelligible ?

Ambiguës sont souvent les questions apparemment simples. Celle ici posée ne fait pas exception car qu’est-ce que l’intelligibilité et, surtout, qu’est-ce que le monde ? L’obstacle, pourtant, ne nous arrêtera pas. Au départ nous prendrons les mots (ceux-ci et les autres) dans leur acception courante et nous verrons comment la physique nous oblige à changer petit à petit les concepts auxquels ils renvoient.

  Dans cet esprit, rappelons-nous que les grands créateurs de la science moderne que furent Galilée et Descartes sont partis d’un postulat simple, qui était que la description du monde physique doit être effectuée grâce à l’emploi exclusif de notions si évidentes qu’elles n’ont pas besoin d’être définies. Descartes les concevait comme étant innées. Aujourd’hui nous, qui possédons la notion d’évolution (de l’Univers et des espèces), tendrions plutôt à considérer qu’il s’agit simplement de concepts familiers, lentement « intégrés à nos gènes » au cours de l’hominisation.

  Mais peu importe. Car le point essentiel de la thèse était l’idée que ces notions constitutives sont à la fois familières et très peu nombreuses. Descartes, qui leur donnait le nom d’« idées claires et distinctes », en limitait le nombre à trois : la position, la forme et le mouvement. Et il considérait, tout comme Galilée, que grâce à l’emploi des mathématiques, qui fournissent le lien quantitatif entre les entités correspondantes, il devait être possible d’analyser tous les phénomènes physiques rien qu’au moyen de ces concepts. D’où l’idée que, finalement, toute explication doit pouvoir être formulée en termes de descriptions d’objets localisés, ayant chacun une forme, une position et un mouvement bien définis.

Il est à noter que, encore aujourd’hui, cette idée reste répandue, non seulement dans le grand public maismême dans les milieux scientifiques, et principalement dans ceux dont les activités concernent des domaines autres que la physique. Aux yeux de beaucoup, de la plupart probablement, de ces chercheurs, la science est une activité qui, dans son principe, ressemble à celle du petit garçon qui a découvert le chronomètre de Grand- Papa – un chronomètre archi-classique – et qui, par curiosité, l’ouvre et cherche à comprendre comment il marche. Bien entendu ce petit garçon constate tout de suite que ce fonctionnement est très complexe, que pour bien saisir quelles roues poussent quelles autres roues il faut regarder attentivement et bien réfléchir. Et effectivement, il en va de même dans la science, où l’on a affaire à des structures très complexes, où les formules chimiques sont très souvent très compliquées etc.

  Mais d’un autre côté, dans l’exploration du petit garçon, il y a un remarquable élément de simplicité, qui est qu’il n’a pas à découvrir lui-même les concepts dont il aura à se servir. Les roues dentées sont des objets solides, et, lui et ses lointains ancêtres ont toujours disposé, depuis le temps où l’homme a inventé la fabrication des outils, de ce concept d’objet solide. De même, la force que les dents d’une roue exercent sur celles d’une autre roue est une force de contact, et la notion de force de contact, de poussée, remonte pour l’homme à la nuit des temps. Dans nombre de domaines de la science il en va aujourd’hui de même, en ce sens que les chercheurs n’ont pas à inventer les concepts qui leur sont utiles. Ainsi en va-t-il pour le géologue, par exemple, et même, le plus souvent, pour le biologiste moléculaire. Car les molécules auxquelles ce dernier a affaire sont en général assez grosses pour être considérées comme des objets classiques ayant des positions et des formes, pouvant s’accrocher les une avec les autres comme les éléments d’un jeu de légo… Convenons que, pour ces chercheurs, la tentation est grande de se dire que si ces concepts « marchent » si bien, c’est parce qu’ils fournissent des images fidèles de la réalité. Autrement dit, de considérer que, finalement, le mécanicisme cartésien est une conception juste de la réalité physique telle qu’elle est.

  Eh bien, il importe de savoir – et ce sera mon premier point – que c’est le contraire qui est vrai. En unmouvement, lent d’abord, mais qui est allé ensuite en s’accélérant, la physique nous a appris que l’esprit humain doit dépasser le cadre des concepts familiers. De toutes les sciences il n’y a guère que la physique qui nous délivre ce message. Mais elle le fait, et c’est une de ses grandes contributions à l’histoire de la pensée.

  Il y eut d’abord la découverte, par Newton, du concept de force à distance, qu’il eut lui-même bien du mal à admettre, puis auquel lui et ses successeurs finirent – même, en un sens, un peu trop vite ! – par s’habituer. Ensuite, au XIXe siècle, apparut la notion de champ. Le champ – champ électrique, champ magnétique – n’est pas une notion familière. L’homme de la rue ne l’a guère, même s’il surfe sur Internet. Mais, dans ces deux exemples, il ne s’agissait encore que d’une addition de nouveaux concepts, sans modification des bons vieux concepts familiers.

  De ce point de vue, une étape fondamentale fut franchie à l’orée du XXe siècle, avec l’apparition de la théorie de la relativité. Car celle-ci a montré que, par exemple, un concept aussi « évidemment » juste, incontestable, absolu que celui de simultanéité à distance est en réalité relatif au choix du référentiel dans lequel l’observateur humain décide de se placer par la pensée.

  La physique contemporaine a multiplié de tels renoncements. Ainsi, l’idée selon laquelle deux objets ne peuvent se trouver en même temps au même endroit a longtemps paru d’une évidence telle que certains n’étaient pas éloignés d’y voir un principe de la logique. Or la théorie quantique nous montre que, dans le cas, par exemple, de l’atome d’hydrogène dans son état fondamental, la probabilité de trouver l’électron au même endroit que le proton est appréciable.

Modélisation d’une molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique).  Mais il existe un autre exemple de dépassement des concepts familiers qui est plus instructif encore. Il s’agit de la création de particules dans les chocs à haute énergie. C’est là un phénomène qu’on produit dans les grands accélérateurs et qu’on observe grâce à des « chambres à bulles » où les particules laissent leurs traces.

  Nous accélérons deux protons. Ils ont chacun un certain mouvement, une certaine vitesse, une certaine énergie donc. Nous les faisons se rencontrer, puisils se séparent à nouveau. Après le choc, nous constatons que les deux protons sont intacts, mais qu’il y a aussi d’autres particules, qui sont des particules à part entière, avec masse, charge électrique etc. et qui ont été créées lors du choc, aux dépens de l’énergie totale des protons incidents. Le phénomène est certes conforme à la loi E = mc2 d’équivalence masse-énergie. Mais si nous voulions le décrire par le seul moyen des concepts familiers il nous faudrait dire que le mouvement des protons incidents a été transformé en particules. Or un mouvement, c’est une propriété des objets, et par conséquent nous évoquerions là une transformation d’une propriété d’objets en objets. Cela, c’est quelque chose qui dépasse tout à fait nos concepts familiers.

  En effet, dans l’attirail de nos concepts familiers, il y a d’une part les objets et d’autre part les propriétés de ces objets, tels la position, le mouvement etc. ; et ce sont là deux catégories qui ne se transforment jamais l’une dans l’autre. Évoquer une telle transformation paraît aussi absurde que si l’on disait que l’on peut transformer la hauteur de la tour Eiffel en une deuxième tour Eiffel, ou bien que, dans une collision entre deux taxis, ceux-ci peuvent réapparaître intacts, leur mouvement étant transformé en quatre, cinq, six… autres taxis ! Ceci pour faire sentir qu’il y a vraiment dans la physique moderne un dépassement nécessaire du cadre des concepts familiers.

  Alors, serions-nous devant une énigme dépassant notre entendement ? Bien au contraire, il faut savoir que ce surprenant phénomène avait été prévu par les théoriciens à partir de leurs équations. Ce qui montre que, appliquées à la physique, les mathématiques permettent vraiment de dépasser le cadre des concepts familiers, de forger des concepts nouveaux. C’est à juste titre que l’on loue Descartes et Galilée d’avoir introduit les mathématiques dans la physique. Mais il semble que ni l’un ni l’autre n’aient songé à s’en servir pour forger des concepts physiques nouveaux. Et, devant cette nouvelle fonction dévolue aux mathématiques, comment ne pas songer à la fameuse exclamation de Pythagore « les nombres sont l’essence des choses » ? Entendons : « Les mathématiques seraient l’essence – l’essence même ! – des choses. » Tout bien considéré, il semble toutefois que cette manière de voir fasse encore, malgré tout, la part trop belle à la raison. Que même les mathématiques ne fournissent pas de concepts débouchant sur une authentique ontologie (Science qui s’intéresse à l’être, ce qui est). Mais il n’empêche : leur rôle dans la compréhension des phénomènes est aujourd’hui radicalement irremplaçable.

  Mon deuxième grand point concerne les notions d’espace et de localité. Nous concevons les objets physiques comme existant réellement, comme situés dans l’espace et comme interagissant d’autant plus faiblement qu’ils sont plus éloignés les uns des autres. Ce dernier élément paraît, bien évidemment, essentiel. Si la force de gravitation ou ce qui en tient lieu ne décroissait pas avec la distance, ne serions-nous pas bousculés à chaque instant par ce qui se passe dans la nébuleuse d’Andromède, ce qui rendrait toute expérience scientifique impossible ?

  Ce que l’on appelle maintenant la localité est une généralisation simple de cela. Il paraît donc clair que toute théorie réaliste conforme à notre expérience doit satisfaire à la localité, autrement dit être locale. Or il a été démontré, par le physicien John Bell, du CERN, que toute théorie réaliste locale, quelle qu’elle soit, a des conséquences expérimentales qui violent les prédictions de la plus féconde des grandes théories physiques actuelles, à savoir la mécanique quantique.

  Celle-ci serait-elle en défaut ? Le test s’imposait. Il fut réalisé par le physicien Alain Aspect et son équipe(Paris XI-Orsay) et, au désarroi de beaucoup, il donna raison à la mécanique quantique. Autrement dit, la non-localité est expérimentalement démontrée.

  Le fait est là. Mais qu’est-ce qu’il peut bien signifier ? Eh bien, la vérité c’est que le défi est considérable. Il n’y a pas de réponse qui soit conforme à notre intuition d’ « honnête homme » ou de technicien. L’idée d’interactions non locales a été émise mais soulève des difficultés. Aussi les physiciens tendent-ils à lui préférer celle de non-séparabilité, selon laquelle la réalité sousjacente – celle qui se révèle dans ces expériences – serait « une et indivisible ».

  Difficile alors d’échapper à la conséquence que la division observée en termes d’objets localisés, le « chatoiement des phénomènes », est, en quelque manière, introduite par nous. Par les « formes a priori de notre sensibilité », comme aurait dit le bon vieux Kant. Un intérêt de cette manière de voir est qu’elle est pleinement en harmonie avec les lois quantiques fondamentales, qui – je vais y venir ! – ne sont pas fondamentalement descriptives mais fournissent seulement d’excellentes et universelles prévisions d’observations. Mais en mêmetemps, on le voit, elle nous indique que les objets localisés que nous percevons ne sont pas des êtres en soi. Si, à certains lecteurs, ceci rappelait l’image platonicienne de la caverne, je n’en serais pas étonné.

  Et ceci m’amène à mon troisième point. Il concerne la notion d’objectivité. Que la science soit objective, nul ne le conteste. Mais lorsque l’on a dit cela on est fort loin d’avoir tout dit car le mot « objectivité » recouvre deux notions bien différentes.

  D’un côté il y a les énoncés qui sont d’une objectivité que j’appellerai « forte ». Ce sont ceux qui, vu leur forme, peuvent être interprétés comme portant sur les choses elles-mêmes. Exemple parmi mille autres, la loi de Newton, selon laquelle entre deux objets massifs et libres existe une accélération inversement proportionnelle au carré de la distance. De l’autre il y a les énoncés qui ne sont pas ainsi interprétables car ils font intervenir l’être humain mais qui, cependant, sont vrais pour n’importe qui (et c’est pour cela qu’on les dit « objectifs »). Exemple, ceux qui ont la forme de règles de prédiction : « si l’on fait ceci on verra cela ». Je dis qu’ils sont « à objectivité faible ».

  Dans ses grands énoncés fondamentaux, la physique classique pouvait ne faire appel qu’à des énoncés à objectivité forte. Or tel n’est plus le cas en physique quantique dont certains énoncés « de base » sont à objectivité seulement faible. Cela ne signifie aucunement que cette physique soit subjective, produit de nos préférences ou de nos convictions, mais seulement qu’elle est intersubjective, c’est-à-dire qu’elle doit une bonne part de son contenu à notre condition humaine. Plus précisément, étant donné qu’elle comporte des énoncés à objectivité seulement faible, il est clair qu’elle ne nous décrit pas la réalité en elle-même mais l’ensemble de notre expérience humaine de celle-ci. Il ne s’agit plus de réalité « indépendante de nous » mais de réalité « empirique ». La mécanique quantique est la première théorie où les règles de prédiction d’observation paraissent être plus fondamentales que la description des choses. Il y a bien eu des tentatives de dépassement de ce formalisme – je veux dire des essais de construction de théories équivalentes à la physique quantique et qui seraient à objectivité forte – mais jusqu’ici de tels efforts n’ont pas réellement convaincu.

  Que conclure de tout ceci ? Ou plutôt, quelles sont les idées que ce qui précède suggère, car il est clair qu’il serait présomptueux d’avancer quelque conclusion quece soit. Eh bien, d’abord, l’échec du scientisme. Par « scientisme », ou « matérialisme scientifique », j’entends un point de vue qui a longtemps paru, non pas certes attirant, mais raisonnable. Celui qui, en définitive, considérait comme scientifiquement dépassée toute quête de profondeur philosophique. Bien entendu, il comportait différents niveaux de subtilité. Dans sa version radicale, la moins subtile donc mais aussi la plus répandue, il consistait à dire : « Ce qui existe c’est tout simplement la totalité des objets », ou plus exactement, « la totalité de leurs constituants atomiques, mais qui sont encore des objets, des corpuscules localisés ici ou là (et dont l’accrétion, incidemment, donne la pensée). »

   Comme le test suggéré par Bell démontre la non-séparabilité indépendamment de toute théorie, il réfute manifestement cet atomisme philosophique. Certes, une version du scientisme plus proche en apparence de nos connaissances actuelles consisterait à estimer que dans la conception de la réalité que nous nous forgeons, outre les corpuscules, nous devons inclure les champs classiques (électrique, magnétique et autres), mais étant donné que la magnitude de ces champs est définie en chaque point de l’espace, on peut montrer que les expériences en question réfutent également cette conception, ainsi que, plus généralement, toutes celles centrées à la fois sur deux notions qui pourtant paraissaient des « rocs d’évidence », celle de « réalité » et celle de « localité ».

  Finalement, comme on le voit, il y a en tout cela le germe d’un énorme bouleversement métaphysique par rapport aux idées communément reçues chez bien des gens dits éclairés. Si énorme que la plupart de nos collègues scientifiques détournent quelque peu les yeux pour ne pas avoir à en contempler le détail. Cela peut se comprendre car il résulte en particulier de tout ceci que l’atomisme et ses variantes ne sont plus que de bons modèles. Des modèles certes excellents, dont le chercheur scientifique (qui n’a pas à se soucier de questions strictement ontologiques !) ne peut ni ne doit se passer ; mais des modèles néanmoins, impossibles à ériger, comme certains aimeraient le faire, en descriptions exhaustives de ce qui existe fondamentalement et en soi.

  Ainsi, la physique actuelle me paraît nous fournir trois certitudes.

  La première est que les réponses au questionnement ontologique ne relèvent plus de la banalité. Elles ne peuvent plus être du type : « Il y a des corpuscules dénommés électrons, neutrinos, photons et quarks, et toutes les choses qui existent ne sont que des combinaisons des corpuscules en question. »

 

  La seconde est que le principe de divisibilité par la pensée, cher à Descartes, s’il est à garder d’un point de vue méthodologique, est à rejeter pour l’ontologie.

  Et la troisième, partiellement liée à la seconde, est que la physique actuelle n’est pas une ontologie et que, par conséquent, les réponses au questionnement ontologique ne peuvent relever d’elle que négativement. La physique peut nous dire quelles sont les représentations de « ce qui est » qui sont à rejeter parce que contraires à l’expérience, mais elle ne peut décrire ce « ce qui est ».

  Mais alors, ce qui existe, l’Être, c’est quoi ? Vous le voyez, les grandes interrogations de la philosophie pérenne, qu’on avait pu croire dépassées, se rouvrent. Mais elles se rouvrent sans effacement de l’acquis. En particulier nous savons que telles ou telles idées, a priori simples et séduisantes, ne marchent pas. Il faut donc être très prudent. Une prudence maximale nous est sugÉvangilegérée par l’axiome philosophique « ce dont on ne peut, ni ne pourra jamais parler n’existe pas ». Mais les philosophes qui défendent ce point de vue me paraissent oublier que nos règles scientifiques de prédiction d’observations marchent fantastiquement bien. Je ne peux me convaincre qu’il y a là, chaque fois, un miracle.

  Je pense donc qu’il y a une cause générale. Autrement dit, un Réel qui, suprêmement, « est ». Il reste que ce Réel, comme on vient de le voir, n’est pas atomisable par la pensée et n’est, apparemment, même pas conceptualisable. Les limites posées sont donc vraiment strictes. De nature à (par exemple) discréditer les formes substantielles d’Aristote et les philosophies qui s’y rattachent. En effet, ce que j’ai exposé ne se traduit pas par l’assertion : « Il y a les objets localisés, ayant des formes etc., plus autre chose. » La globalité, ce n’est pas cela. En vérité, si étrange que cela paraisse, ce qui, dans la pensée antique, me semble être le moins incompatible avec les conditions que la physique pose aujourd’hui à la métaphysique c’est encore l’approche de Plotin (philosophe néoplatonicien du IIIe siècle), avec son Un inconnaissable qui est à la fois la source et l’étoffe suprême de tout.

Représentation artistique de la déformation de l’espace-temps relativiste au voisinage d’un objet massif (Source : Sky and Telescope, J. Bergeron)  Comment, en tout cela, retrouver un peu nos repères ? Sera-ce du côté de la théologie ? Y invite, bien sûr, le caractère à la fois unitaire et transcendant de ce « Réel ultime ». Mais ce sera, alors, me semble-t-il, la théologie négative, celle de Denys dit l’Aréopagite – apparentée à la pensée d’Augustin mais plus encore à celle de Plotin– plutôt que la théologie, trop compro m i s e avec le « réalisme objectiviste », qui trouve ses principaux repères chez Aristote. On peut, bien sûr, songer à adoucir le caractère inconnaissable de l’Un plotinien. C’est ce que je fais quand je parle de Réel voilé, et c’est un peu aussi ce que Denys a tenté de faire jadis, d’une autre manière. Mais faute, à la fois d’érudition et de compétence en ces matières, je me garderai de développer de telles intuitions.

  Alors, finalement, le monde est-il intelligible ? À cette question, du moins, je pense que nous pouvons répondre de façon nuancée mais nette. Si par « monde » nous entendons le monde de l’action humaine, la réalité empirique, la réponse est oui : ce monde-là est intelligible et, grâce à la science, nous progressons tous les jours dans sa connaissance. Si, en revanche, par « monde » nous entendons, une Nature à la Spinoza – ce qui est en soi, ou par soi, tout à fait indépendamment de nos facultés de connaître – alors la réponse est non. Ce monde-là peut, au mieux (et encore !) être deviné.

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À propos Bernard d'Espagnat

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