Voici sans doute la plus difficile et la plus profonde idée que la science ait jusqu’ici apportée à la philosophie : il existe dans la nature certaines réalités sur lesquelles on peut expérimenter à loisir, que l’on peut mesurer avec la dernière précision, qui ne se refusent en aucune façon à notre examen – et que notre esprit est cependant impuissant à saisir.
Prenons un objet quelconque, le plus commun, disons la pointe bic, avec laquelle j’écris ces lignes, ou le plus distingué, disons le crâne de Descartes exhibé dans sa vitrine du musée de l’Homme, ou encore une étoile : cet objet, quel qu’il soit, s’il existe, existe en ce moment à un endroit bien précis de l’espace. Il est là et non ailleurs. Supposer qu’il puisse exister dans sa plénitude simultanément en deux lieux distincts éloignés, c’est admettre la magie. C’est même aller à l’encontre des plus vénérables et des plus évidents principes de raison. Car s’il est à la fois ici et ailleurs, cela implique que, de quelque façon, il est et il n’est pas à la fois et sous le même rapport. La langue elle-même se refuse à exprimer cette absurdité, puisque je devrais écrire : il est là et pas là.
Électron et nucléon
Il semble bien évident que ma pointe bic ne puisse, à la fois et sous le même rapport, être et n’être pas. Si elle me faisait cette méchante blague, le plus sage serait de l’exorciser sans tarder, ou d’appeler un psychiatre.
Cela dit, quel philosophe a osé jusqu’ici se pencher sincèrement sur l’ontologie des objets maniés par la mécanique quantique ? Ce serait un beau sujet de thèse. Prenons, non plus cette fois ma pointe bic, mais une quelconque particule, un électron, par exemple. Préalablement à toute réflexion, considérons qu’aucun objet au monde n’est plus banal que l’électron, puisque ma pointe bic elle-même en contient un nombre fabuleux. Considérons ensuite que la nature entière est faite (et n’est faite que) de deux objets qui sont précisément l’électron et le nucléon, toutes les autres particules n’apparaissant que brièvement dans les métamorphoses de ces deux objets et de leur architecture quand ils s’agrègent et se désagrègent.
Un objet si banal, dont les propriétés forment une des articulations essentielles de la nature devrait, semble-t-il, s’abstenir de tout comportement scandaleux. Si notre raison est fondée à revendiquer l’intelligence des choses, elle devrait, semble-t-il, se sentir merveilleusement à l’aise devant l’électron. Einstein écrivit un jour que ce qu’il y a de plus incompréhensible dans l’univers, c’est qu’il soit compréhensible (a) : si l’univers est compréhensible, nul doute que l’électron doive l’être aussi, et, à plus forte raison. Hélas ! non seulement il n’en est pas ainsi, mais c’est au contraire la science du comportement des particules – la physique quantique – qui nous a fait le cadeau de l’insaisissable à l’état pur.
Dans une expérience sur laquelle les physiciens réfléchissent depuis bientôt un demi-siècle, il est question d’un flux d’électrons qui franchit un écran percé de deux trous (1). Comment ces électrons qui sont des particules, franchissent-ils l’écran ? Évidemment par les deux trous. Et puisqu’ils sont des particules, l’esprit en conclut irrésistiblement que chacun des électrons passe, soit par un trou, soit par l’autre. Comment pourrait-il en être autrement ? Que le lecteur relise attentivement les lignes ci-dessus et y applique sa réflexion. Il n’y a aucun piège. Tout y est parfaitement clair. D’un côté, mettons à gauche, il y a des électrons qui arrivent en foule sur un écran percé de deux trous, de l’autre, à droite, il y a les appareils qui détectent les électrons ayant franchi les deux trous. Par où sont passés les électrons détectés à droite? Par les deux trous. Donc, je le répète, chacun des électrons pris séparément doit forcément être passé par un des deux trous. Le contraire est évidemment inconcevable.
Et cependant, c’est le contraire qui est vrai : « admettre que l’électron passe soit par un trou, soit par l’autre, conduit à des prédictions erronées » (Feynman, p. 175). Si chaque électron pris séparément passait, soit par un trou, soit par l’autre, on observerait à droite quelque chose de très différent de ce que l’on y observe en fait. Par où donc passe chaque électron ? Personne n’en sait rien, et personne n’a rien à proposer pour l’instant. Tout ce que l’on sait faire, c’est prédire exactement, et même avec une merveilleuse précision, ce que l’on observera à droite. Mais on ne le prédit qu’au prix de deux suppositions contradictoires sur la nature de l’électron : qu’il est une particule ; mais que néanmoins, il n’est pas une particule.
La nature n’en sait rien
Sans doute pensera-t-on ici qu’après tout cet encombrant électron est peut-être à la fois une particule et autre chose, comme une pomme peut être ronde et en même temps sucrée. Mais il ne s’agit pas de cela du tout. Il faut que l’électron à la fois soit et ne soit pas une particule pour que les prévisions calculées se vérifient. Son cas est même plus grave : il faut qu’à la fois, il soit et ne soit pas une particule, et aussi qu’à la fois il soit et ne soit pas une onde. La mécanique quantique, c’est cela. C’est l’admission simultanée dans le cadre d’un raisonnement unique de deux hypothèses contradictoires entre elles (b).
Le merveilleux est que ce désaveu de la raison formelle, lui-même produit de la raison, aboutit à une maîtrise sans précédent de la nature par l’homme. La mécanique quantique est le levier universel de la science contemporaine. La bombe atomique, la biologie moléculaire, l’astrophysique, l’électronique, l’optique, la chimie, tout est fondé sur elle. De la physique, elle est, nous disait un physicien « ce qui marche le mieux ».
Cela « marche », mais nul ne sait comment. Feynman, dans une de ces profondes boutades dont il a le secret, dit que « la nature elle-même ne le sait pas ».
La nature ne le sait pas. Parce qu’elle ne pense pas, certes. Mais surtout, dans l’idée de Feynman, parce que quelque chose en elle est éternellement rebelle aux évidences de la pensée humaine. Étrange échec mué en puissance ! Qu’est-ce donc que la raison, pour savoir tirer avantage même de sa propre négation ? Comment l’inconcevable se laisse-t-il si aisément calculer ? Et qu’est-ce au juste qui, au fond des choses, dit à notre esprit : « tu es autre, tu peux me dominer, mais t’identifier à moi, non » ?
Aimé MICHEL
(1) Cf. Richard Feynman : la Nature des lois physiques (Laffont, 1970). Chap. 6. Feynman est prix Nobel de Physique 1965. (c )
Notes de Jean-Pierre Rospars
* Chronique n° 3 publiée initialement dans F.C. – N ° 1244 – 16 octobre 1970. Extraite du premier chapitre « Physique quantique » de La Clarté au cœur du labyrinthe, pp. 39 à 41.
(a) Cette formule provient d’une phrase écrite par Einstein dans son article Physique et réalité (1936) : « L’éternellement incompréhensible à propos du monde est sa compréhensibilité » (in Albert Einstein : Conceptions scientifiques, coll. Champs, Flammarion, 1990). Le célèbre mathématicien Gregory Chaitin la commente dans un article de La Recherche (n°370, pp. 34-41, décembre 2003 ; disponible sur http://www.umcs.maine.edu/ chaitin/larecherche2.html) et ses réflexions rejoignent celles d’Aimé Michel. Selon lui « La force de séduction de la formule d’Einstein tient (…) au paradoxe qu’elle contient : si nous ne comprenons pas que l’Univers est compréhensible, c’est peut-être qu’il ne l’est pas autant que nous le pensons… (…) Affirmer que le monde est compréhensible revient d’une certaine manière à déclarer la mort de la philosophie, pour laquelle, depuis les Grecs, la question centrale est de savoir s’il l’est. Or, contrairement à ce qui reste le message le plus immédiat de la formule d’Einstein, le progrès de la science, pour spectaculaire qu’il soit, ne fournit pas de réponse satisfaisante à la question. Certains résultats plaident même en sens contraire. On le voit jusque dans les mathématiques, car ce temple de la certitude est comme perforé par des trous noirs d’incompréhensibilité. » S’appuyant sur « la présence envahissante » du hasard en physique quantique (même si ce n’est pas là l’enseignement le plus remarquable de cette physique, voir note suivante), sur les résultats de Gödel et Turing, et sur les siens propres, Chaitin met en doute la compréhensibilité du monde. Il conclut « Peut-être les questions les plus fondamentales, comme celle de savoir si l’Univers est simple ou complexe, resteront à jamais insolubles, tout simplement parce qu’il faudrait un observateur extérieur, non humain, pour en décider. »
(b) Que l’on relise cette phrase essentielle qui résume en dix-huit mots pourquoi la physique quantique est si révolutionnaire et digne d’intérêt. Ce n’est pas seulement parce qu’elle révèle les propriétés inattendues du monde atomique et subatomique, mais surtout parce qu’elle touche à notre manière même de penser. C’est tout un monde de « certitudes logiques » et d’« évidences rationnelles » qui tout à coup s’effondre. Si les physiciens dans leur pratique quotidienne font parfait usage de la « nouvelle physique », il n’est pas aussi clair qu’eux-mêmes, les autres scientifiques, les philosophes et a fortiori le grand public aient assimilé les conséquences philosophiques de cette négation de la raison classique et les bouleversements de la vision du monde qu’elle entraîne. On peut en retenir l’idée a minima qu’il ne faut pas accorder trop de confiance à la « raison raisonnante », tant en science, où il faut lui préférer la « raison expérimentale », qu’en matière philosophique et religieuse. C’est là l’une des leçons les plus constantes d’Aimé Michel dans ses chroniques.
(c ) Ce livre classique a été réédité dans la collection Points Sciences, Seuil, 1998.
