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17 juin 2022 5 17 /06 /juin /2022 10:53

Le 17/06/2022

Comme annoncé, toujours dans le cadre du mémoire ‘l’Être humain est une réalité de/dans l’Univers’, ci-jointe la première partie du chapitre ‘Présence’.           ------------------------------------------------------------                                                                                                                                                                                             ‘Présence’

Le concept de ‘Présence’ est au cœur de la thèse qui est explicitée par le titre de mon mémoire. Le concept de ‘Présence’ est le pilier, le phare, du paradigme que je souhaite justifier tout au long de ce chapitre.

Préalablement, je veux préciser qu’avec ce concept, contrairement à ce qui peut être conjecturé en première analyse, je ne suis pas en conflit avec la conception einsteinienne qui en préalable postule que les bonnes lois de la physique mettant en évidence le monde réel sont celles qui sont indépendantes de tout référentiel prédéfini. Puisque l’établissement d’un référentiel est une action préalable prescrite par le sujet pensant : le physicien, en conséquence on comprend que le paradigme einsteinien postule que les bonnes lois de la physique sont celles qui, in fine, gomment toute référence à une quelconque subjectivité c’est-à-dire à la présence du sujet pensant. Ainsi le principe de relativité générale sur lequel s’est appuyé A. Einstein et qui intellectuellement l’a soutenu, notamment, pendant 10 longues années avant de produire finalement les équations remarquables qui lui sont attachées, confirme qu’en présence d’une champ gravitationnel les lois fondamentales de la physique doivent pouvoir s’écrire de la même façon dans n’importe quel système de coordonnées. T. Damour : physicien théoricien, excellent exégète de ce sujet, complémente ce point de vue en affirmant que le principe de relativité générale est un principe d’indifférence : « Les phénomènes ne se déroulent (en général) pas de la même façon dans des systèmes de coordonnées différents, mais aucun des systèmes (étendus) de coordonnées n’a de statut privilégié par rapport aux autres. 

Cette dissolution de la présence du sujet réflexif est essentielle pour que la croyance einsteinienne en l’accès à la réalité objective résultant des bonnes équations physiques soit pleinement justifiée. Pour Einstein le monde physique est constitué de réalités, régis par des lois permanentes et comprenant des objets à demeure ou provisoires qui ont des propriétés indépendamment de tout observateur. Ceci implique, comme il aimait à le rappeler, que la lune existe réellement même si elle n’a jamais été observé, ni identifié. Selon mon point de vue la lune n’existe pas tant qu’une intelligence existante ne l’a pas pensé, identifié et caractérisé une première fois comme telle. Cette certification devient alors la base d’une connaissance communicable. Il semblerait que C. Rovelli partage cette hypothèse fondamentale, c’est nouveau de sa part et c’est une progression intéressante car dans son récent livre Helgoland (édit, Flammarion, en 2021) : « Si rien n’a d’existence propre, tout n’existe que dans la dépendance de quelque chose d’autre, en relation avec quelque chose d’autre. Les choses sont « vides » dans le sens où elles n’ont pas de réalité autonome, elles existent grâce à, en fonction de, en relation avec, dans la perspective de quelque chose d’autre. »

En conséquence mon concept de ‘Présence’, et celui d’Einstein : ‘présence du sujet pensant : physicien’ qui doit être gommée pour atteindre le monde réel objectif sans écran, ne se situe pas au même étage de l’existence.

Très rapidement ci-dessous, dans la page suivante, je présente et je développe le concept de ‘Présence’. Mais auparavant, je fais un bilan de ce qui en physique fondamentale nous oblige, entre autres, à dépasser le paradigme einsteinien, malgré la remarquable fertilité pendant plus d’un siècle des travaux du savant, puisque concomitamment ce même paradigme a instillé une pensée bornée par le principe de réalité et d’universalité (confère les débats magnifiques durant les années 1920-1930 quand il s’opposa à l’avènement de la mécanique quantique et au bout du compte il n’accepta jamais les fondements de cette nouvelle mécanique). La communauté scientifique considère actuellement qu’elle n’a pas les moyens de justifier un dépassement de ce paradigme. Elle commence à identifier les limites qu’il impose sans pour autant trouver un chemin unanime et radical qui permettrait de franchir le Rubicond. 

Nous sommes obligés de constater que la pensée en physique fondamentale a épuisé tous ses ressorts depuis au moins deux décennies et les deux modèles standards que sont celui de la physique des particules élémentaires (plus communément nommée physique des hautes énergies) et celui de la cosmologie sont respectivement dans l’impasse car dans l’incapacité de formuler des prédictions significatives qui soient observables, vérifiables. L’impasse de l’un est concomitante à l’impasse de l’autre puisque l’un vise à connaître ce qui compose le contenu de l’univers et l’autre vise à déterminer l’histoire de l’univers et ce qui est la cause de la dynamique que nous croyons avoir identifiée et mesurée. Je cite les problèmes qui justifient les termes d’impasse dans ces deux modèles standards très imbriqués. 1-Le problème de la matière noire et de l’énergie sombre ; 2-Le problème de l’asymétrie entre matière et antimatière ; 3-Le problème de la réconciliation de la mécanique quantique, qui régit l’infiniment petit, avec la relativité générale, qui décrit la gravitation et le cosmos, et donc l’infiniment grand ; 4-Le problème du boson de Higgs, pourquoi est-il tel qu’il est ?; 5-Le problème est aussi d’expliquer pourquoi les particules élémentaires sont organisées en trois familles et possèdent les masses spécifiques que l’on a mesurées ; 6-Le problème global attaché aux neutrinos : à mon sens il faudrait cesser de raisonner en termes de propriétés physiques des neutrinos et raisonner en termes de physique des neutrinos car ils sont les vecteurs d’une autre physique que celle qui régit le modèle standard de la physique des particules.

         Au tout début de 2014 j’ai connu une vraie satisfaction intellectuelle lorsque j’ai pris connaissance de la théorie des Qbists. A ce moment-là, au premier abord, le Qbism représentait à mes yeux une théorie convergente avec la mienne que j’avais commencé à développer plusieurs années auparavant avec le concept résultant du paradigme explicité avec le titre de mon livre : la ‘Présence’. Toutefois, j’ai effectivement identifié plusieurs éléments de convergence mais d’autres éléments ne pouvaient être rapprochés. Je propose donc, en premier lieu de présenter et développer mon concept de : ‘Présence’ et ensuite rendre compte de ce qui n’est pas conciliable avec le QBisme.

         J’emploie le terme de : ‘Présence’, pour évoquer l’érection d’une première intelligence spéculative dans le monde. C’est-à-dire une intelligence qui soit en mesure d’observer, méditer, raisonner, calculer, théoriser, mémoriser, l’expérience. Celle-ci, en l’état actuelle, fruit du développement au sens Darwinien, est représentée par l’intelligence de l’homme moderne que nous incarnons aujourd’hui. Il est raisonnable de considérer que cette première intelligence spéculative a émergé il y a environ 2 millions d’années et c’est le plus souvent Homo erectus[1] qui est cité comme le vecteur premier de cette intelligence. Au tout début de son émergence le cerveau d’Homo erectus le plus archaïque pèse entre 800 et 900 gr. Les paléoanthropologues nous disent qu’à cette époque ‘l’homme si primordial’, ‘balbutiant’ n’avait aucune capacité de négocier avec la Nature ni de gérer les ressources que celle-ci lui proposait. Elle était dominante, lui dominé. Pourtant, comme nous le dit : Jean Guilaine (professeur au Collège de France, ‘La Seconde naissance de l’Homme’, page 57), « Au Paléolithique archaïque, aux alentours de 1,9 million d’années, l’analyse de la documentation fournie par plusieurs sites africains montre une gestion des matières premières fondée sur un certain rapport à l’espace (et donc au temps). A Oldowaï, (Afrique Australe) les matériaux bruts nécessaires à la taille ont été apportés de sources distantes de 3 km. De gîtes plus lointains, entre 9 et 13km, on n’a ramené que des outils finis, après avoir laissé sur place blocs et déchets. Dans ces cas le temps nécessaire pour parvenir aux gîtes respectifs envisagés est une notion intellectuellement assimilée. Ces indices, parmi les plus anciens observés, donnent une première idée de l’espace prospecté et, de ce fait, du temps mis à le parcourir. Jehanne Féblot-Augustins met ces données en rapport avec les capacités cognitives des hominidés pour constater que l’investissement technique en vue d’activités futures, c’est-à-dire la faculté d’anticipation, l’évaluation des travaux à venir demeurent faible : apparemment ces populations vivent dans le court terme. L’histoire des temps paléolithiques, dans leur extrême durée, est précisément caractérisée par une maîtrise de l’espace toujours plus élargie, par des déplacements sans cesse portés vers des frontières plus lointaines. Ces pérégrinations impliquent donc une maîtrise minimale du temps… On laisse entendre le rapide élargissement du cadre géographique des communautés : les déplacements de certains acheuléens africains pouvaient atteindre 100km. En Europe, entre -700 000 et -200 000, on observe des tendances voisines. »

          Grâce à ce compte rendu qui a la valeur d’un reportage on constate que ces comportements dans l’espace et le temps sont des indicateurs du balbutiement d’une intelligence humaine, qui à partir d’une conscience établie de son ‘Être-là’, elle acquiert la volonté d’aller ‘au-delà’. Selon ma thèse ce sont aussi des indicateurs d’un processus du développement d’une ‘Présence’ qui se densifie, inhérente au développement de la faculté d’acquérir de l’autonomie raisonnée de la part du genre Homo. Pour illustrer la signification que j’attribue à ce concept de ‘Présence’ je prends appui sur une déclaration de Stanislas Dehaene (remarquable neuroscientifique professeur au Collège de France) : « La pensée géométrique est assez ancienne. Il est très intrigant de voir que, il y a 1.6 à 1.8 millions d'années, les hommes, façonnaient déjà des objets aux propriétés mathématiques élaborées, notamment des pierres en forme de sphère, comme s'ils possédaient la notion d'équidistance à un point. On connaît également des dizaines de milliers de bifaces, ces outils pourvus de deux plans de symétrie orthogonaux : ils ont le même degré d'ancienneté, et leur perfection géométrique démontre une recherche délibérée de la géométrie, au-delà de la simple utilité fonctionnelle. Dès lors, je me demande si la capacité de représentation symbolique et récursive n’est pas apparue, dans un premier temps, indépendamment du langage, avant tout comme un système de représentation rationnelle du monde.

Le cerveau d'Homo erectus avait peut-être déjà atteint la compétence d'une machine de Turing universelle (sic), capable de représenter toutes les structures logiques ou mathématiques possibles. Peut-être est-ce une illusion, mais pour l'instant, notre espèce a réussi à comprendre l'organisation des structures du monde à toutes les échelles de l'Univers. Dans un deuxième temps, il y a environ 100.000 ans, on observe une explosion culturelle qui suggère un langage, une communication... On peut donc se demander s'il n’y a pas d'abord la mise en place d'un système de représentations mentales enchâssées, puis l'apparition d'une capacité à communiquer ces représentations. » Article de ‘La Recherche’, Octobre 2017.

D’emblée, je peux dire que je suis toujours étonné qu’une telle déclaration de S. Dehaene n’ait pas suscité la moindre discussion de la part d’autres scientifiques et philosophes en France. En effet, étant donné son originalité et l’avancée de notre connaissance qu’elle provoquerait, si elle s’avérait appropriée, elle aurait mérité évidemment d’être travaillée, analysée, bref soumise à un très sérieux débat. (Elle le mérite toujours). Il n’en fut rien et il n’en est toujours rien et je suis attristé d’être témoin de la faiblesse actuelle du débat intellectuel en France sur un sujet aussi essentiel.

D’après S. Dehaene, l’Homo primordial avait dès son surgissement, dans le monde, une présence complète, totale, absolue, dans l’univers et mon concept de ‘Présence’ vaudrait donc dans l’absolu dès l’apparition d’une intelligence humaine dans notre Univers. Il faut remarquer que le point de vue de Dehaene est en accord avec celui de P. Picq cité en note de bas de page (1). Toutefois je ne partage pas ce point de vue car je pense que la ‘Présence’ s’est développée, s’est intensifiée, au fur et à mesure que cette intelligence s’est développée dans le monde. En conséquence, je considère comme Dehaene et Picq : bien que celle-ci se soit enracinée avec l’émergence d’Homo erectus comme il est proposé, elle est toujours, encore, en voie d’évolution, et la ‘Présence’ se densifie, s’érige au fur et à mesure que l’être humain conquiert de la connaissance fondamentale sur la nature. Le fait de considérer que « Le cerveau d'Homo erectus avait peut-être déjà atteint la compétence d'une machine de Turing universelle (sic), capable de représenter toutes les structures logiques ou mathématiques possibles… notre espèce a(aurait) réussi à comprendre l'organisation des structures du monde à toutes les échelles de l'Univers », suggère que l’intelligence humaine première est immédiatement sous l’emprise de la détermination a priori implacable de notre univers, naturellement structuré.

Dans ce cas, le problème du libre arbitre de l’être humain est posé ainsi que celui de sa créativité. Actuellement de plus en plus de physiciens revendiquent l’existence a priori et la reconnaissance d’un libre arbitre chez le physicien créateur de connaissances contemporaines. On peut tout à fait concevoir, contrairement à ce qu’affirme S. Dehaene, que c’est l’évolution de l’intelligence humaine qui produit une conception structurée de l’univers. Cette conception que nous revendiquons actuellement étant représentative de l’état de l’art de nos connaissances sur ce sujet. En ce qui concerne : l’apparition d’une capacité à communiquer voire l’apparition d’un proto-langage, le résultat d’une étude très intéressante a été publié dans ‘Plos One’ en 2013, « Le langage et la conception d’outils ont-ils évolué ensemble ? », Natalie Uomini et Georges Meyer, ont précisé qu’il y aurait une concomitance sérieusement probable entre le début du développement du langage et la capacité à travailler le silex pour fabriquer des outils. Cela remonte à peu près à 1.75 million d’années et à cette époque de l’évolution vers Homo sapiens, Homo ergaster et/ou Homo erectus étaient les piliers de celle-ci.                                                                                          

Je ne peux pas adhérer au postulat de Dehaene affirmant que notre espèce a réussi à comprendre l’organisation des structures du monde à toutes les échelles de l’Univers car, à mon avis, nous ne le pouvons pas s’il n’y a pas eu préalablement la pratique d’un chemin d’acquisition de connaissances. Ce que nous avons actuellement identifié à propos de l’univers c’est du provisoire, c’est juste la représentation que nous en avons et elle est datée. Il n’est pas possible d’affirmer que nos connaissances actuelles sont abouties jusqu’à un stade final, sur ce sujet nous ne sommes pas libérés d’une représentation purement cosmogonique. Il suffit de se rappeler qu’Einstein, lui-même, à son époque, considérait que l’univers se limitait à notre galaxie et il pensait que tout cet ensemble était stable, immuable. Malgré cette croyance limitée cela ne l’a pas empêché d’inventer la remarquable loi de la relativité générale. Loi qui sera dépassée dans le futur, car nos connaissances ne peuvent qu’évoluer, bien qu’elle soit encore une source d’explication de l’existence des ondes gravitationnelles identifiées pour la première fois en 2015.

La problématique posée par le postulat de S. Dehaene est aussi celle que l’on rencontre avec l’interprétation majoritaire de la loi de la relativité générale qui a comme conséquence d’expliciter la théorie de l’univers bloc. C’est-à-dire, si on considère que la relativité générale est l’outil théorique permettant de rendre compte de ce qu’est l’univers, et bien son déterminisme absolu s’impose à son contenu : entre autres à nous : êtres humains. Conformément à son fondateur, la relativité générale nous propose une vision dépourvue de temps car elle se réfère à l’histoire entière de tout l’univers en un seul bloc, d’une façon ramassée, qui ne fait aucune référence à quoi que ce soit de notre expérience du moment présent. Aucune signification n’est attribuée à la notion de futur, de passé et de présent. Ce qui est réel physiquement est uniquement l’émanation de la structure causale. En conséquence, dans le cadre de l’incontournable chaîne causale, notre existence est annoncée, et complètement déterminée, dès le soi-disant Big Bang de l’univers !!

Je suis intéressé par les hypothèses formulées par S. Dehaene et les intuitions qui s’ensuivent. Ses travaux centraux de recherche concernent le cerveau et il a l’intuition de relier le développement de notre cerveau avec le développement de notre connaissance de l’univers. Ainsi on peut lire dans un interview du 23 septembre 2021 : « « Les conquêtes de notre cerveau sont aussi celles de la science. Je suis fasciné que notre cerveau parvienne à découvrir les lois de l’univers, depuis l’infiniment petit jusqu’à l’infiniment grand, jusqu’à se comprendre (sic) lui-même. C’est assez stupéfiant… on peut se demander pourquoi, au fur et à mesure que progressent nos recherches, l’Univers nous reste intelligible. Je rejoins ici Albert Einstein, qui disait que le mystère, c’est que l’univers soit compréhensible. Pourquoi ? Sans doute parce qu’au cours de son évolution notre cerveau a internalisé à la fois des modèles du monde extérieur et d’immenses capacités d’apprentissage. Ce que j’essaie de faire partager dans mon livre, c’est mon perpétuel sentiment d’émerveillement. »

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                                             La suite du chapitre ‘Présence’ sera publiée le 24/06/2022. La publication complète de ce chapitre se répartira sur 4 ou 5 semaines.

              P.S. Complémentairement à la citation de P. Picq dans la note (1) de bas de page, je cite un extrait d’un article du ‘Monde science et médecine’ du 15 juin 2022 : ‘Dans deux livres parus presque simultanément, les neuroscientifiques Thierry Ripoll et Sébastien Bohler avancent une même thèse : l’insatiable soif de croissance de l’humanité et la crise globale qui en découle seraient la conséquence de notre « câblage » cérébral.’

              Les deux auteurs croisent leurs analyses sur les déterminismes biologiques (sic) qui ont poussé l’humanité dans une course vers la catastrophe.

              Avec ces extraits de l’article j’ai évidemment privilégié les notions et les concepts qui imprègnent mon mémoire, ainsi, il en est de l’évolution du genre Homo, du fonctionnement cérébral, de l’inertie des déterminations et des déterminismes, de l’envie irrépressible de savoir, de la structuration de l’intelligence humaine déterminée dans son rapport avec la nature. Être de la nature/Être dans la nature, cohabitant en l’Être humain. Dynamique de l’émancipation de ‘l’Être dans la nature’ à l’égard de ‘l’Être de la nature’ : tensions et moteurs de l’évolution intellectuelle de l’Être humain.

              De Sébastien Bohler : « Le cerveau des vertébrés et des mammifères possède des structures cérébrales profondes, dont le système de récompense est, en son centre, le striatum. Cette structure nerveuse est responsable de cinq motivations de base encore à l’œuvre aujourd’hui chez l’être humain : manger, se reproduire, acquérir du statut social, minimiser ses efforts et glaner de l’information. Elle incite les êtres vivants à accomplir des comportements, garants de leur survie, sans limite fixée a priori, en leur donnant du plaisir sous forme d’une molécule, la dopamine. Les humains sont arrivés sur la scène de l’évolution en héritant de ces motivations de base.

              Il y a quelque 300 000 ans, l’émergence d’Homo sapiens est liée à l’expansion du cortex cérébral, qui nous confère le pouvoir d’abstraction, de langage, de planification, de coopération. Cette partie du cerveau est alors au cœur d’une foule d’interventions qui vont être tournées vers la satisfaction des désirs de base du striatum. Par exemple l’ingéniosité du cortex cérébral favorise la fabrication d’outils qui permettent de se procurer de la nourriture de façon plus maîtrisée et efficace. Suivront au néolithique, la culture des semences, l’élevage, la rationalisation des sols, les premières agglomérations. La production d’alimentation ne cessera d’augmenter jusqu’à l’agriculture industrielle. Aujourd’hui… »

              De Thierry Ripoll : « … Or l’évolution qui nous a aussi programmés pour croître est aveugle : elle ignore la finitude de la planète. D’où cette aporie : croître indéfiniment dans un monde fini. Heureusement, nous avons des connaissances et une conscience de ces limites. Nous sommes ainsi soumis à deux tensions contradictoires : celle issue de forces évolutives archaïques nous incitant à croître et celle issue de la partie la plus évoluée de notre cerveau nous enjoignant de prendre en compte les limites de la planète… c’est au cortex cérébral, intelligent, capable d’abstraction et de volonté de prendre les commandes… »

             

 

[1] De P. Picq, paléoanthropologue et enseignant au Collège de France, dans son livre (2016, édit Flammarion) : ‘Premiers hommes’ : page 336 : « Ce qui fait que notre évolution devient humaine depuis Homo erectus ne vient pas de l’invention des outils, de la chasse, du partage des nourritures, de l’empathie… mais de l’émergence de la condition humaine. Homo, comme le disait le grand éthologue Jakob von Uexküll, est un transformateur de monde par sa pensée et ses actions. Et en premier lieu, par sa puissance écologique qui l’emmène dans des écosystèmes de plus en plus diversifiés, ce que n’ont jamais pu faire les autres hominoïdes ou même les hominidés les plus proches – sinon les Homo erectus archaïques. Cette puissance écologique repose en outre sur une puissance biologique, physiologique et cognitive qui provient de ses innovations techniques et culturelles, comme le feu et la cuisson. » ; page 337 : « Entre 1,5 et 1million d’années, presque toutes les terres habitables de l’Ancien Monde appartiennent à Homo erectus. Il y a 1 million d’années, les populations d’Homo erectus règnent par leur diversité, leur intelligence (sic), leur prestance, leur mobilité, leurs outils et par le feu sur tout l’Ancien Monde. Ils poursuivent leur évolution biologique avec un cerveau toujours plus gros (1000 à 1300 cm3)… »

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10 juin 2022 5 10 /06 /juin /2022 10:28

Suite de la publication du 03/06/2022 correspondante au chapitre ‘Prologue’ du mémoire ‘L’Être humain est une réalité de/dans l’Univers’.

Ci-jointe la publication du 10/06/2022.

                                    ……………………………………………

A la lecture des auteurs que je cite ci-dessus, ce que préconisait Maurice Merleau-Ponty durant ses cours au Collège de France (1956-1960) : « Au ‘je pense’ universel de la philosophie transcendantale doit succéder l’aspect situé et incarné du physicien. », semble très progressivement être entendu, ½ siècle après coup.

Il n’en reste pas moins qu’aujourd’hui nous en sommes à la proposition de faire appel à l’intelligence artificielle pour dépasser les impasses théoriques[1] fondamentales répertoriées par la communauté scientifique ? Personnellement, je perçois cette proposition comme une incongruité, un renoncement et une défaite. Je suis encore plus dérouté lorsque je constate que ce sont ceux qui, comme l’a précisé S. Hossenfelder, par un véritable entêtement théorique, ont contribué à l’asphyxie de la pensée en physique théorique notamment dans le domaine de la physique des hautes énergies c’est-à-dire de la physique des particules élémentaires. J’admets que mon jugement personnel est raide, peu nuancé, mais en lisant le livre de S. Hossenfelder on peut considérer que le bilan proposé dans ce domaine confirme la réalité de ma désillusion.

Pour présenter ce qui est attendu de la part de l’Intelligence Artificielle (IA) en vue de traiter des problèmes scientifiques que l’intelligence humaine ne serait plus capable de traiter et résoudre, je me réfère à une première conférence inaugurale sur le sujet ayant eu lieu en septembre 2021 au CERN dont la présentation écrite en a été faite dans le CERNCourier de Janvier/Février 2022. Le titre de cet article : « Multidisciplinary CERN forum tackles AI » ; soit : « Le forum Multidisciplinaire au CERN s’empare du thème de l’IA ». L’article aborde l’objectif visant la conception d’une IA introspective (sic) qui serait capable d’examiner et d’améliorer son propre processus de diagnostic et permettrait ainsi de faire des prédictions qui lui serait propre. Evidemment on s’interroge durant ce forum sur l’opportunité d’essayer de réaliser de l’IA qui serait auto-consciente et semblable à l’humain. Avant d’avoir l’ambition de réaliser ce type de prothèse il est proposé de s’interroger sur sa pertinence, alors que nous ne comprenons pas encore, loin de là, le processus introspectif qui se déroulerait au sein de notre cerveau, au sein de notre conscience. Pourquoi, comment, vouloir faire de l’IA une solution quand on pressent que les algorithmes de l’IA ne seraient pas capables de faire face à la complexité du processus de décisions emprunté par les humains ? Finalement, il est considéré qu’il est préférable de faire le choix d’atteindre des objectifs plus réalistes en développant la ci-nommée ‘Technologie de l’IA forte’ qui pourrait résoudre des nouveaux problèmes toutefois en ligne avec des objectifs spécifiques. Suite à l’expression de cet objectif bien plus humble, il est malgré tout envisagé que potentiellement l’IA pourrait dépasser l’intelligence humaine et suggéré que l’IA pourrait être aussi créative que celle des humains !! 

Suite à cette très ambitieuse présentation générale je cite des extraits introductifs (traduits par mes soins) de l’article du 31/08/2021, recueilli dans la revue numérique du ‘CERN Courier’ qui a pour titre : ‘Stealing theorists’lunch’, soit : ‘Voler le déjeuner des théoriciens’. Cet article est concentré sur le sujet spécifique de l’exploitation de l’IA pour résoudre des problèmes de physique théorique et non des moindres. En préambule il est précisé que les techniques de l’intelligence artificielle (IA) sont utilisées en physique expérimentale des particules depuis au moins 30 ans (ce qui est exact à ma connaissance) et elles deviennent progressivement très répandues en physique théorique (sic).

L’IA exploitée dans le domaine expérimental, l’ancêtre de ce que l’on appelle l’IA forte, consiste à suppléer les physiciens pour assurer la détection et la sélection des évènements physiquement significatifs, prévus en rapport avec une théorie préalablement conçue. En effet parmi la foultitude des événements produits, lors de la collision de paquets de protons, dans les détecteurs, il est impossible d’isoler naturellement, simplement, les bons événements. Ainsi depuis une trentaine d’année, d’une façon empirique, il a été mis au point des algorithmes qui participent à la sélection des traces de particules présentant de l’intérêt. On peut concevoir qu’au cours du temps, ces algorithmes sont devenus de plus en plus sophistiqués et complémentaires pour atteindre des objectifs humainement et scientifiquement définis tout autant sur le plan qualitatif que quantitatif.

Pour illustrer mon propos, je choisis l’exemple de la découverte du boson de Higgs expérimentalement confirmée en 2012. Cette particule n’est pas directement visible dans les détecteurs parce que sa durée de vie est très petite, estimation la plus élevée de l’ordre de 10-20s, et on ne peut l’identifier qu’en la reconstruisant à partir de ses produits de désintégration qui ont des caractéristiques physiques prévues très précises. Dans ce processus d’identification des traces et de reconstruction, l’IA forte a toute sa place et elle est maintenant très performante. C’est de l’IA aussi nommée : supervisée, puisque ce sont les physiciens qui introduisent dans les algorithmes les paramètres physiques des événements recherchés dans les détecteurs. 

Revenons à l’article susmentionné ‘Voler le déjeuner des théoriciens’ dans lequel A. Anandkumar et J. Ellis répondent aux questions du journaliste de la revue en prédisant les possibilités. 

Question : « Comment l’intelligence artificielle pourrait créer un impact en physique théorique ? »

J. Ellis : « Pour dire les choses simplement : où va-t-on prochainement ? Nous avons le Modèle Standard qui décrit toute la matière visible dans l’univers avec succès, mais nous savons que la matière noire devrait être en dehors de celle-ci. Il y a des puzzles, tel que : quelle est l’origine de la matière dans l’univers ? Durant mon existence nous avons proposé, par-ci par-là, des bouquets d’idées pour empoigner ces problèmes, mais nous n’avons pas fait émerger de solutions. Nous avons été capables de résoudre quelques-uns de ces problèmes mais pas les autres. Est-ce que l’intelligence artificielle pourrait nous aider à trouver des nouveaux chemins pour attaquer ces questions ? Ce serait vraiment voler le déjeuner des physiciens théoriciens. »

A. Anandkumar : « Je pense que les premières étapes sont : ou bien on peut comprendre plus de physique basique et en conséquence être capable de produire des prédictions. Par exemple, est-ce que l’IA pourrait redécouvrir le Modèle Standard ? Un jour on peut espérer constater ce que sont les désaccords avec le modèle courant, et espérer formuler des meilleures suggestions. »

J.E. : « Un exercice intéressant pourrait être de prendre quelques-uns des puzzles que nous avons en ce moment et d’une certaine façon équiper un système d’IA avec le référentiel théorique que nous théoriciens exploitons, et laisser le système d’IA moins contraignant (sic) et regarder s’il produit quelque chose (de différent). Par exemple ces dernières semaines certains résultats d’expériences casse-tête mis en évidence ont amplifié les énigmes que ce soit avec les nouveaux résultats des désintégrations du méson B ou ceux du moment magnétique anomal du muon. Il y a beaucoup d’idées théoriques pour résoudre ces énigmes mais aucune ne me conviennent dans le sens de m’indiquer un chemin clair vers une nouvelle synthèse au-delà du Modèle Standard. Est-ce qu’il est imaginable que l’on puisse concevoir un système d’IA qui, si on le dote de la base des concepts, dont nous disposons, avec conjointement les anomalies expérimentales que nous avons identifiées, alors l’IA pourrait nous montrer le chemin ? »

Dans la première partie de l’article il est clairement exposé ce en quoi consiste cette alternative au renoncement à la capacité des physiciens à penser leurs erreurs, leurs errances, leurs conservatismes. Je donne suite à une autre partie interrogative suivante :

Est-ce que la créativité humaine est conduite par notre conscience, ou l’IA contemporaine peut-elle être créative ?

A. Anandkumar : « Les humains sont créatifs de si multiple façons. On peut rêver, on peut halluciner, on peut créer – donc comment peut-on construire ces capacités dans l’IA ? Richard Feynman avait la réputation de dire « Ce que je ne peux pas créer, je ne le comprends pas. » Il apparaît que notre créativité nous donne l’habilité de comprendre ce qui se passe à l’intérieur de l’univers. Avec le paradigme actuel de l’IA ceci est très difficile. Le paradigme actuel est exploité vers des scénarios dans lesquels l’entrainement et les tests répartis sont similaires, cependant la créativité réclame l’extrapolation – être capable d’imaginer entièrement de nouveaux scénarios. Donc l’extrapolation est un aspect essentiel. Pouvez-vous aller avec ce que vous avez appris vers l’extrapolation de nouveaux scénarios ? Pour cela nous avons besoin de quelques formes d’invariances et de compréhension des lois sous-jacentes. C’est ce qui fait que la connaissance de la physique en devenir dépend de la connaissance déjà acquise. Les humains ont des notions intuitives de physique dès le début de leur enfance. Nous les prélevons de nos interactions physiques avec le monde. Cette compréhension est au cœur pour obtenir que l’IA soit créative. »

Cela peut sembler facile, après coup, de dire que le risque voire le danger était prévisible, tôt ou tard, que nous soyons réduits en 2021 à penser devoir recourir à des prothèses intellectuelles constituées d’IA hypothétique pour sortir de l’impasse en physique des particules élémentaires. Facile après coup, mais personnellement j’ai eu ce fort pressentiment, que j’ai exprimé et développé dans l’article du 16/01/2016 sur mon blog, intitulé : ‘Et si notre pensée était mal placée’, lorsque j’ai lu le premier article d’arrivée en responsabilité de la nouvelle Directrice Générale du CERN, Fabiola Gianetti en janvier 2016 : « If new physics is there we can discover it, but it is in the hands of nature. » ; soit : « Si une nouvelle physique est là, nous pouvons la découvrir, mais c’est entre les mains de la nature. » Selon mon point de vue, il ne peut pas y avoir de découverte si notre pensée n’est pas préalablement posée sur la propriété physique ou l’objet physique à découvrir. (Voir l’exemple du boson de Higgs : théoriquement postulé en 1964, mais découvert effectivement 48 ans après). Demander à la nature de nous faire voir ce pourquoi nous n’avons pas encore établi de la signification est insupportable et erroné. La nature est tellement riche en possibles qui ont du sens, que de la part du scientifique il doit y avoir un investissement intellectuel préalable qui projette un premier éclairage d’intelligibilité potentielle sur le phénomène physique que nous choisissons d’ausculter. Comment est-il possible qu’il soit proposé à la communauté scientifique : faisons-nous spectateur, la nature se dévoilera d’elle-même ? Pourquoi serait-il possible d’ignorer maintenant que c’est dans la confrontation avec le ‘pas-encore-connu’, le ‘pas-encore-compris’, que l’être humain puise sa raison d’être et qu’ainsi il plonge en permanence son regard dans un horizon des futurs possibles à découvrir.

Bref, je suspecte qu’il y ait une redoutable corrélation entre ces propos tenus en 2016 par la Directrice Générale du CERN et que ce soit des physiciens du CERN qui proposent en 2020 de se reposer sur l’IA pour extraire de l’impasse, au moins deux fois décennale, la physique théorique des hautes énergies car, en effet, durant cette période le mur de l’impasse s’est encore élevé et s’est encore épaissi.

Avec la lecture de l’interview de F. Gianetti dans ‘La Recherche’ du 1er trimestre 2022, je me réjouis, qu’en 6 ans elle ait modifié son point de vue.  En effet, p.9, à la question posée par le journaliste de la revue : « Mais il y a-t-il de la place pour de nouvelles idées radicales en physique ? Comme celle qui voudrait que les lois de la nature ne soient pas si simples ni si symétriques que ce qu’on a supposé jusqu’ici ? », elle répond : « J’en suis convaincue. Le moteur de la recherche ce sont aussi les idées qui sortent des sentiers battus… Nos expériences sont conçues pour tenter de chercher une nouvelle physique dans le cadre de scénarios théoriques existants, mais aussi de manière ouverte et indépendante. En effet, la nature pourrait avoir choisi des réponses (sic) aux questions ouvertes que les scientifiques n’ont pas encore imaginées. »

Je propose de mettre en regard les deux dernières phrases de F. Gianetti, avec celles de J. Ellis que j’ai transcrit ci-dessus « … d’une certaine façon équiper un système d’IA avec le référentiel théorique que nous théoriciens exploitons, et laisser le système d’IA moins contraignant et regarder s’il produit quelque chose (de différent) » Dans une certaine mesure ils sont en phase pour appeler à se libérer des œillères théoriques actuelles, bien que F. Gianetti n’évoque pas l’idée, pour cette éventualité, du recours à l’IA. D’ailleurs je me demande, pourquoi les physiciens ne seraient pas suffisamment intelligents pour que, d’eux-mêmes, ils ne soient pas capables de desserrer le carcan de leurs propres théories ? Puisque comme elle le dit : « le moteur de la recherche ce sont aussi les idées qui sortent des sentiers battus », c’est aux chercheurs physiciens qu’il revient de remettre en activité ce moteur.

De plus, je propose de mettre en regard ce que nous dit A. Barrau et que j’ai cité ci-dessus : « Nous choisissons et inventons les rapports au(x) monde(s) que nous jugeons pertinents. Ils ne sont pas donnés, ils sont construits. », avec, là encore, ce qu’affirme F. Gianetti : « En effet, la nature pourrait avoir choisi des réponses (sic) aux questions ouvertes que les scientifiques n’ont pas encore imaginées. » La différence des points de vue épistémologiques saute aux yeux. La nature n’est pas active et elle ne choisit pas. C’est le sujet réflexif qui choisit et activement invente les questions à poser, ébauche des réponses : ce sont des hypothèses, et grâce au retour des expériences ce sont des échos plus ou moins francs, provoqués par nos hypothèses projetées, qui nous parviennent. Cette différence de point de vue n’est pas secondaire car s’y trouve explicitée la place de la valeur première de l’investissement nécessaire et préalable de l’intelligence humaine et son rôle incontournable. En conséquence, il ne sert à rien d’investir des sommes importantes dans des instruments de recherche si au préalable notre pensée n’est pas posée sur des perspectives correspondant à notre capacité d’entendement.

Bref, selon ma conviction, il faut considérer que la loi du développement de la connaissance de la nature est une loi de confrontation sans fin, directe, entre l’intelligence humaine et la nature. Il ne peut y avoir une délégation mythique à l’IA, bien que celle-ci soit fondée par l’Homme. Je fais totalement mien l’avis : « de ce qui nous rend humains », de F. Gianetti qui, dans l’interview cité de 2022, affirme p.11 : « Nous parlons ici d’un investissement à long terme dans le but de mieux comprendre comment fonctionnent la nature et l’Univers. Il s’agit d’une quête intrinsèque à ce qui nous rend humains : nous ne pouvons pas l’arrêter. » C’est enfin une vision lucide, très juste et très enthousiasmante !

A ce stade le chapitre ‘Prologue’ est complètement publié.

La prochaine publication, le 17/06/2022, ouvrira le chapitre ‘Présence’ du mémoire. La publication complète de ce chapitre sera répartie sur 4 à 5 semaines.

 

[1] Voir les pages du ‘Monde’, ‘science et médecine’ du 8/6/2022

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3 juin 2022 5 03 /06 /juin /2022 15:21

Au cours des semaines à venir je propose de publier un ensemble de textes sous le titre générique : « L’Être humain est une Réalité de/dans l’univers ».

Une fois par semaine j’éditerai une suite à ce que j’aurai publié la semaine précédente.

Le mémoire complet représente actuellement 70 pages. Il comprend 4 chapitres :

1 Prologue

2 Présence

3 Dialogue imaginaire avec Carlo Rovelli

4 A sein d’une Eternité parmi Tous les Possibles…

Ci-joint la publication du 03/06/2022

L’Être humain est une réalité de/dans l’Univers

                                                                    Prologue

Après avoir lu et relu le livre d’Adam Becker : « What is Real ?», sous-titré : « The unfinished quest for the meaning of quantum physics » ; soit : « Qu’est-ce qui est Réel ? » ; sous-titré : « La quête infinie de la compréhension de la physique quantique », j’ai considéré qu’il était temps pour moi d’entreprendre l’écriture de ce mémoire dont son titre affirme que le centre de la scène de la connaissance en physique, qu’elle soit physique quantique ou physique classique, est occupé par l’être humain fondateur de cette science. Avec cette hypothèse, il faut tenir compte du fait qu’il est imprégné de ses propres déterminations actuelles, que celles-ci soient, entre autres, ses encore ignorances, ses connaissances partielles et/ou approximatives, ses incapacités actuelles à se poser les bonnes questions, ainsi que l’écran de sa subjectivité riche de croyances ataviques. L’être humain doit être considéré comme la première réalité à l’origine de l’émergence des autres réalités qu’elles soient de l’univers ou dans l’univers, elles sont donc ses propres réalités[1].

Quelques temps auparavant j’avais lu le livre de Philip Ball : « Beyond Weird », sous-titré : « Why everything you thought about quantum physics is different ?” ; soit : « Au-delà de l’Etrangeté » ; sous-titré : « Pourquoi tout ce que vous pensez à propos de la physique quantique est différent ? », ainsi que le troisième livre du même acabit de Sean Carroll publié une année après en 2019, « Something Deeply Hidden », sous-titré : « Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime » ; soit : « Quelque chose Profondément Caché » ; sous-titré : « Les Mondes quantiques et l’Emergence de l’Espace-Temps ».

Ces trois livres commentent une fois de plus les problématiques fondamentales qui ont surgi avec l’avènement de la mécanique quantique et des relativités restreinte et générale au début du vingtième siècle. Avènement qui fut sujet de débats de très grandes qualités tout aussi bien d’un point de vue scientifique, épistémologique, que philosophique jusqu’avant le début de la deuxième guerre mondiale car la montée du fascisme a provoqué la très regrettable dispersion de très grands intellectuels scientifiques européens à l’origine de cet ensemble de découvertes. Commenter et reconstituer l’histoire du développement de la connaissance en physique du vingtième siècle est une chose certainement utile mais cela est surtout de nos jours, puisque c’est la énième fois, le symptôme d’une extraordinaire et inquiétante actuelle stagnation de la connaissance en science physique fondamentale.

Je me suis décidé à écrire ce mémoire à thèse qui vise à proposer une conception de la physique qui permettrait, non pas de regarder dans le rétroviseur, mais de porter notre regard de chercheur en physique vers l’horizon de découvertes nouvelles qui feront avancer nos connaissances fondamentales sur le monde physique.

Mon hypothèse c’est que depuis le 17e siècle, depuis Galilée (1564-1642), les physiciens ont emprisonné leur pensée dans la croyance qu’ils étaient à même d’accéder à une connaissance Universelle, qui serait aboutie, c’est-à-dire une connaissance globalement et finalement exacte, polarisée par la croyance que l’objectivité rendant compte du monde réel est effectivement accessible à l’intelligence humaine. Ce serait donc une connaissance qui serait le fruit d’une complète réduction des déterminations de celui qui est l’auteur de la connaissance c’est-à-dire celui qui est reconnu avoir le statut de physicien. J’ai parfaitement conscience que le titre de ce mémoire peut être considéré provocant surtout si on se réfère au paradigme épistémologique toujours dominant. Paradigme qui exclut que la présence du sujet pensant, avec ses déterminations, même à l’état de trace, puisse être prise en considération dans les bonnes lois et propriétés actuelles de la physique.

Les lecteurs constateront que je cite de nombreux auteurs, tout au cours de ce mémoire, car ma conception ne m’est pas complètement propre, elle n’est pas le fruit de la réflexion d’une personne solitaire. Au contraire, j’étudie, tresse ma pensée avec celle des autres et je ne cesse pas de confronter mes propres hypothèses depuis une vingtaine d’années, à une multitude de propositions, de publications, d’ouvrages, qui me permettent de façonner et d’affiner une conception globale personnelle du monde physique qui se justifie donc au fil d’une interaction entretenue avec des membres de la communauté des physiciens avec lesquels je reconnais des convergences tout autant que des divergences. Cela ne peut pas être autrement.

Une compréhension interactive entre les différentes conceptions ainsi que l’analyse de leurs interprétations sont absolument nécessaires pour entretenir une pensée en mouvement et en progrès. Bref, dans ce contexte, le concept d’intelligence collective, à mes yeux, n’est pas vain. En conséquence un dialogue permanent, qui peut être réel ou imaginaire avec ceux qui proposent, est impératif et peut s’avérer particulièrement fructueux.

Bien que je fasse état dès les premières lignes du Prologue d’une sérieuse inquiétude à propos d’une véritable inertie intellectuelle qui rend incapable, la communauté des physiciens, depuis une bonne trentaine d’années, de produire des nouvelles idées fondatrices en physique, il y a quand même matière à espérer car il commence à y avoir de la révolte dans l’air. A ce titre le livre de Sabine Hossenfelder, en 2019 : « Lost in Maths », soit : « Perdus en Mathématiques », sous-titré : « Comment la beauté égare la physique. » doit être considéré comme un très sérieux premier coup de semonce adressé aux physiciens théoriciens pour qu’ils sortent de leur torpeur, en quelque sorte qu’ils sortent de leurs paradigmes épuisés.  Dans la quatrième de couverture, sans détour, Hossenfelder est conduite à constater ce bilan radicalement négatif : « Pourtant les théoriciens sont persuadés (sic) que leurs gracieuses équations et leurs formules élégantes recèlent de formidables vérités sur la nature. Résultat, la discipline est aujourd’hui dans l’impasse. » Quand elle interroge Gian Francesco Giudice, membre de la division Théorie du CERN à Genève, sur ce qu’il pense en 2019 des dernières données fournies par le LHC, il lui répond : « Nous sommes complètement perdus. » Enfin, pense-t-elle : « Quelque chose que je comprends. »

Dans le prologue je privilégie les références à des auteurs qui plus ou moins incidemment expriment des idées qui côtoient celles qui ont ma préférence et que je tente de développer. Ainsi je tente de recenser les expressions des physiciens et des philosophes des sciences qui visent à desserrer l’étau des contraintes qui pour l’essentiel structurent la pensée et les raisonnements en jeux. Contraintes entretenues par ceux qui se reconnaissent ou s’invitent dans la communauté des physiciens et contribuent à garantir la croyance que leurs connaissances sont véritables et ont une valeur universelle.

J’ai déjà eu l’occasion de lire en 2012 : « Le physicien est convaincu qu’un monde extérieur à lui existe. C’est un postulat métaphysique ; ce n’est pas une donnée empirique. On pourrait tout autant postuler que le monde n’est pas et que nous sommes trompés par nos sens. La physique est une construction humaine qui ne dit pas l’absolu vérité du monde. La science n’a jamais prétendu dire la Vérité, hormis dans le scientisme que je tiens pour une forme de théologie. » L’auteur de cette considération tranchante : M. Blay, à ma connaissance, n’a jamais donné suite ou n’a jamais pu donner suite à son analyse. Il aurait donc parler dans le désert ou bien lui-même cherchant une chute pour son article a sélectionné, sans trop croire à une possibilité de suite, cette ruade épistémologique.

Ce qui est signifié dans la citation ci-dessus, qui à mes yeux est approprié, peut être endossé et développé par d’autres physiciens qui auraient semble-t-il intégré, d’une façon permanente dans leurs productions professionnelles, l’idée que la connaissance en physique n’en demeure pas moins humaine et créée. Ainsi dans le petit livre de Aurélien Barrau (2016), qui n’est pas destiné s’adresser explicitement à la communauté scientifique : « De la Vérité dans les Sciences. », on peut lire page 36 : « Mon ami Carlo Rovelli, inventeur de l’une des meilleures théories de gravitation quantique – considère que la science c’est « un peu d’air frais qui entre dans la maison ». Il n’est plus seulement question de s’émerveiller devant nos propres créations mais aussi devant ce qui semble exister et se déployer indépendamment de nous. Je pense qu’il a raison. Il est sain, voire salutaire, de souligner cela. Mais il ne faut pas oublier, en parallèle de cette mise en rapport avec l’autre, avec l’ailleurs, avec l’hors, que nos manières d’appréhender cet « autre part » n’en demeurent pas moins humaines et créées. Il faut rester conscient (sic) que cette tentative d’exploration du loin n’est entreprise qu’avec nos modalités purement et inéluctablement humaines et donc locales. Nous choisissons et inventons les rapports au(x) monde(s) que nous jugeons pertinents. Ils ne sont pas donnés, ils sont construits. »

Selon ce que nous dit Barrau, si je comprends bien, c’est que nous devons rester lucide sur le fait que nous mettons en œuvre des moyens qui sont propres à notre nature humaine pour décrypter, l’ailleurs, l’hors. Ces moyens sont déterminés par ce qui fait de nous des êtres humains réflexifs. Ces moyens ne peuvent pas être considérés comme universels, ils nous sont attachés. Ce qu’il confirme à la page suivante : « La science est une louable tentative d’accéder au non-humain-du-réel – elle est toujours consciente – elle devrait en tout cas l’être (sic) – de ses limites. Limites omniprésentes ! »

Pour moi les limites omniprésentes sont celles que je désigne, en introduction, comme étant les déterminations qui nous habitent et font écran au dévoilement de connaissances de la nature qui seraient universelles s’il en est. Certes, elles sont omniprésentes, mais elles évoluent. Je ne prends aucun risque en affirmant que les déterminations qui imprégnaient le ‘sujet pensant’ (le monde de la physique) à l’époque d’Isaac Newton et de René Descartes ne sont plus les mêmes que celles d’aujourd’hui.

Je veux avant tout, remercier Aurélien pour ce qu’il nous dit car cela met en évidence une vraie honnêteté intellectuelle et un refus de l’enfermement de sa pensée dans un cheminement univoque. Effectivement, il ne se repose pas, sans cesse il explore. Ceci ne fait pas de doute ! Ce que je souhaite c’est que les différents chemins d’explorations qu’il parcourt se fondent en un seul chemin celui correspondant à son activité principale de chercheur en physique subatomique et en cosmologie. Je souhaiterais que sa philosophie de la science physique, sa conception épistémologique, imprègnent sa production scientifique. 

Je m’interroge sur les précautions d’Aurélien lorsque notamment il rappelle que la science (sic) devrait être en tout cas toujours consciente de ses limites qui sont pour lui omniprésentes. Premièrement, il ne peut pas faire référence à la science comme si elle était une personne. Quelle serait la nature de cette entité qui serait, selon son expression, autonome, douée d’une quelconque conscience propre ? Cela est un non-sens. Cela est étonnant de sa part. Pourquoi ne dit-il pas : les physiciens devraient être toujours conscients des limites de leurs raisonnements scientifiques ? Je crains que cette esquive signifie qu’il sait depuis longtemps que les physiciens refusent de relativiser à l’échelle de l’humain la signification de leurs découvertes qui ne seraient dans ce cas que provisoires. La communauté des scientifiques en physique fondamentale se considère comme étant l’avant-garde du savoir, on ne peut s’attendre à ce que, d’eux-mêmes, ils sabordent leur piédestal. Aurélien estimerait qu’il ne peut pas se particulariser. En tous les cas il considère que la situation n’est pas favorable et peut-être n’a-t-il pas les moyens irréfutables de proposer à la communauté scientifique un regard neuf pour provoquer un minimum d’adhésion à l’idée que « nos manières d’appréhender cet « autre part » n’en demeurent pas moins humaines et créées », et donc intégrer les spécificités de l’être humain tel qu’il est aujourd’hui - être humain encore aveuglé par des déterminations pas encore gommées, inhérentes à notre condition - dans le corpus de la science physique.

Je remarque qu’il n’est pas le seul à tenter des coups de projecteur qui, s’ils étaient retenus, pourraient changer le cours de la création scientifique. Ce qui ne manque pas de m’interpeler c’est que, réparti dans le temps et en tenant compte de la variété de la répartition géographique des centres de recherches, de tels sursauts de lucidité peuvent être régulièrement exprimés et enregistrés mais malheureusement autant que j’ai pu le constater ils ne s’additionnent pas, ils n’impriment pas, ils ne catalysent pas au sein de ladite communauté. Au bout du compte ils ne sont que des miroitements de lucidité, pas plus. Ainsi, j’ai pu lire dans un article du 9/01/2019 dans ‘Nature’ : « It’s also to embrace the hope that we can create a new scientific culture, in which we see ourselves both as an expression of nature and as a source of nature’s self-understanding. We need nothing less than a science nourished by this sensibility for humanity to flourish in the new millennium” » ; soit : « Il faut aussi embrasser l’espoir que nous pouvons créer une nouvelle culture scientifique, dans laquelle nous nous considérons nous-mêmes à la fois comme une expression de la nature et comme une source de l’auto-compréhension de la nature. Nous avons besoin de rien de moins qu’une science nourrie par cette sensibilité pour que l’humanité s’épanouisse dans le nouveau millénaire. »

L’article a pour titre : ‘La tache aveugle’ ; soit : ‘The blind spot’ avec le sous-titre : « Il est tentant de croire que la science nous donne une vue de la réalité telle que vue par l’œil de Dieu. Mais nous oublions, à notre péril, la place de l’expérience humaine. » ; soit : « It’s tempting to think science gives a God’s-eye view of reality. But we forget the place of human experience at our peril.” Depuis, je n’ai jamais eu l’occasion de constater qu’il ait été cité. Or, c’est le nombre de citations d’un article qui fait référence parmi les scientifiques pour mesurer la curiosité et l’intérêt provoqué par un article.   

Cet article, dans lequel j’ai rencontré de nombreux et sérieux points de vue vraiment concordant, m’a insufflé l’envie de correspondre avec les trois auteurs. L’un : professeur d’astrophysique, l’autre physicien théoricien et le troisième : professeur de philosophie.  Mais ce fut sans retour. J’aurais voulu que l’on développe sur ce qui ne fait aucun doute pour moi : « l’objectivité scientifique ne peut être confondue avec l’idée d’une compréhension extérieure ; dans ce contexte, « objectif » signifie simplement quelque chose qui est fidèle aux observations convenues par une communauté d’enquêteurs utilisant certains outils. La science est essentiellement une forme d’expérience humaine hautement raffinée, basée sur nos capacités à observer, agir et communiquer. L’affirmation selon laquelle la science révèle une « réalité » parfaitement objective est plus théologique (sic) que scientifique. »

Citons aussi S. Hawking et Mlodinov : « Nous modélisons la réalité physique à partir de ce que nous voyons du monde, qui dépend de nous et de notre point de vue. Dès lors, un « réalisme dépendant du modèle » semble préférable au réalisme absolu habituel en physique » … « Dans ces doctrines, le monde que nous connaissons est construit par l’esprit humain à partir de la matière brute des données sensorielles, et il est mis en forme par le cerveau. Ce point de vue semble difficile à accepter (sic), mais pas à comprendre. S’agissant de notre perception du monde, il n’existe aucun moyen de supprimer l’observateur – c’est-à-dire nous. »

             La suite du chapitre Prologue sera publié le 10/06.

[1]Pour indiquer à quel point avec mon hypothèse, j’invite à aller prospecter le monde de la physique sur un territoire toujours en friche, je cite dans un article des plus récents, soit le 19 mai 2022, la philosophe de la physique Elise Crull, au City College de New York, qui nous rappelle : “Entanglement, superposition, decoherence—it’s all very puzzling from a metaphysical perspective. Even after 100 years, we still debate what is “real” in the quantum realm.”

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19 février 2021 5 19 /02 /février /2021 14:51

Ôter les œillères de la pensée en physique.

Dans un article à la mi-novembre, dans le Cern-Courier, intitulé : « In pursuit of the possible » ; « A la poursuite du possible », une phénomologiste des collisions répondait à un interview et expliquait ce à quoi correspondait sa nouvelle fonction au sein du CERN. Sa mission spécifique consiste, étant donné sa spécialité, à tenter de débusquer, parmi les données accumulées et enregistrées depuis que le LHC fonctionne, des événements qui auraient échappé à la sagacité des physiciens parce qu’ils n’auraient pas été pensés préalablement comme étant de l’ordre du possible.  C’est à dire qu’aucune théorie voire simplement ébauche de théorie formulée actuellement par les physiciens des particules élémentaires ne peut pré-voir la présence éventuelle de tels événements dans les détecteurs.

Depuis plus de dix ans que le LHC a été mis en activité, la déception est grande étant donné la pauvreté des résultats obtenus en rapport avec ceux qui étaient attendus. Certes l’observation pour la première fois du boson de Higgs grâce à la détection de signatures caractéristiques, dans les détecteurs CMS et ATLAS, signalant sa présence n’est pas un mince résultat puisque prédit depuis un demi-siècle. Mais toutes les espérances de nouvelles découvertes ont été franchement déçues, rien sur la matière noire, rien sur les particules supersymétriques et autres prédictions. Aujourd’hui c’est l’impasse complète dans le domaine de la physique des particules élémentaires. Le titre de l’article dont je me réfère : « A la poursuite du possible » est significatif car il indique que l’on est à la poursuite de ce que possiblement on a été incapable de pré-voir théoriquement. Cette situation, résulte selon mon point de vue (voir article du 8/11/2011 « Qui se permettra de le dire ? »), d’un aveuglement théorique des physiciens de cette spécialité considérant que toute nouvelle physique fondamentale pouvait être certainement développée en continuant d’exploiter le paradigme de la théorie quantique des champs et les propriétés de symétrie[1]. Ils n’ont jamais été alertés par leurs extrapolations et des rajouts d’hypothèses qui ont provoqué une fragilité de plus en plus évidente de l’édifice théorique qui a engendré ce que l’on nomme : le Modèle Standard de la physique des particules élémentaires.

Maintenant on est obligé de revenir en arrière et tenter de scruter le film de ce qui a été enregistré depuis 10 ans au CERN et de donner du sens à des phénomènes que l’on a laissé passer comme non significatifs. La situation est périlleuse parce que comme le rappelle S. Weinberg : « Lors des expériences, le LHC crée environ un milliard de collisions entre protons par seconde. C’est trop de données, même pour la capacité de calcul du CERN. Par conséquent, les événements sont filtrés en temps réel et mis au rebut sauf si un algorithme signale qu’ils sont intéressants. A partir d’un milliard d’événements, ce « mécanisme déclencheur » n’en conserve qu’entre 100 à 200 triés sur le volet[2]… Pour moi, le fait que le CERN ait passé les dix dernières années à effacer des données qui détiennent la clé d’une nouvelle physique fondamentale (sic), c’est ça, le scénario de cauchemar. » Evidemment l’algorithme qui sépare le bon grain de l’ivraie est conçu sur la base de la physique du Modèle Standard bornée par les théoriciens n’ayant aucune ouverture de pensée en dehors de ce modèle. Il y a donc peu d’espoir d’accrocher quelque chose de nouveau qui fasse sens parmi tout ce qui a été mis en mémoire.

Pour la phénoménologiste, sa tâche est humble, celle-ci consiste à chercher des déviations par rapport aux résultats déjà obtenus en développant des calculs plus précis. Si déviations il y a, cela peut être considéré comme une fenêtre pour une nouvelle physique. Cette démarche est troublante car sans théorie préalable voire sans seulement, a minima, une ébauche de théorie on ne peut pas voir la lumière ni interpréter la lumière qui filtre par la fenêtre. Cette démarche est inquiétante car cette physicienne déclare : « Dans la plupart des cas les progrès en physique proviennent des observations. Après tout, c’est une science naturelle, ce n’est pas des mathématiques. » Ce point de vue est franchement erroné et inquiétant, il suffit de considérer les travaux de Boltzmann, l’avènement de la relativité générale d’Einstein, les travaux de Dirac pour prédire l’antiélectron et partant l’antimatière, l’invention du neutrino en 1931 et effectivement observé en 1956, la théorie des quarks, etc… La physique est une science qui révèle la dynamique de la confrontation de l’intelligence humaine avec la nature pour décrypter ses lois. La compréhension, la conquête de la place de l’être humain au sein du monde en est le perpétuel enjeu. La physique est une science de la pensée hardie et chaque rupture ascendante avec celle qui est considérée comme un aboutissement permet de franchir un nouveau palier de l’émancipation de l’intelligence humaine et partant nourrit son évolution. Bien sûr historiquement on peut constater qu’après des ruptures ascendantes, il y a toujours une période plus ou moins longue d’assimilation, de cheminements pragmatiques, d’ajustements, de tâtonnements mais de fait c’est toujours le mûrissement d’un nouvel élan de la pensée qui se prépare pour dépasser les nouveaux obstacles que celle-ci rencontre au dévoilement des lois de la nature. La nature ne se laisse pas voir, la contemplation passive à son égard ne conduit pas à son dévoilement. La conception, la vision Platonicienne n’est plus de mise. Pensons au sort réservé à Actéon qui a vu Artémis déesse de la nature prendre son bain nue.

Ma conception Anthropo-philosophique constitue un référentiel qui devrait inspirer plus fréquemment les physiciens car elle conduit un éveil continue de la pensée et elle s’oppose à la routine et à la fossilisation de celle-ci. Sachant que la mécanique quantique est la matrice de la physique des particules élémentaires, je rencontre une conception partagée par Bernard d’Espagnat (Physicien théorique 1921-2015), qui dans son livre : « Le réel voilé », 1994, édit. Fayard, écrit dès les premières lignes de son Avant-propos : « Je le dis sans ambages : quiconque cherche à se faire une idée du mondeet de la place de l’homme dans le monde – doit tenir compte des acquis et de la problématique de la mécanique quantique. Bien plus : il doit les mettre au centre de son questionnement. Cette vérité ne se révèle pas à nous d’emblée (sic)… »

Très sérieusement on doit considérer que la stagnation depuis plusieurs décennies de la pensée en physique théorique est très préoccupante car ce propos que je reproche à la phénoménologiste n’est pas un propos isolé, accidentel. Il reflète l’état d’esprit d’une trop grande partie de la communauté scientifique en question qui est celui du renoncement de la pensée que j’avais déjà relevé avec ma plus grande inquiétude au début de l’année 2016 quand j’ai lu la phrase suivante de Fabiola Gianetti inaugurant sa nouvelle responsabilité de Directrice Générale du CERN : « If new physics is there we can discover it, but it is in the hands of nature » ; « Si une nouvelle physique est là, nous pouvons la découvrir, mais c’est dans les mains de la nature. » Le propos de F. Gianetti creuse et confirme le chemin de la déroute. C’est un propos qui sous-estime le rôle du chercheur en physique fondamentale puisqu’il n’y a pas de découverte s’il n’y a pas d’investissement intellectuel préalable. Ce qu’elle nous dit, c’est qu’elle n’y croit plus et en conséquence elle ne peut pas nous dire « Une nouvelle physique n’est jamais ‘là’ naturellement, le ‘là’ d’une nouvelle physique ne peut être que celui déterminé, fixé par l’intelligence des physiciens » En effet, nous devons penser qu’il y a un nombre incommensurable de ‘’ dans la nature et on ne peut pas tous les embrasser simultanément car notre intelligence n’est pas universelle bien que cela soit l’horizon qui nous met en perpétuel mouvement.

A l’article de F. Gianetti, j’avais fait part de ma réaction dans l’article du 16/01/2016 : « Et si notre pensée est mal placée ! ». 5 années après, le marasme n’est toujours pas endigué.

Le titre de l’article du Cern-courier : « A la poursuite du possible » m’a directement interpellé car c’était la première fois que dans un article de physique je rencontrais le terme ‘possible’ utilisé comme substantif, et j’ai pensé qu’il y avait peut-être un rapport avec ma litanie que je cite régulièrement : « Au sein d’une éternité parmi tous les possibles, Anthrôpos ne cesse de creuser sa connaissance de l’univers… » On note rapidement que dans un cas on est à la poursuite du ‘possible’ alors que dans l’autre cas on n’est pas dans une poursuite puisque on admet qu’ils sont tous déjà là et l’être humain doit en appréhender en permanence la possible multitude. Actuellement, on s’est lancé dans une poursuite infructueuse à cause d’une pensée bornée, considérée  absolue, encore imprégnée de la ‘Théorie du Tout’, de la part des théoriciens de la physique des particules élémentaires.  

Je me souviens lorsque j’ai lu en 2005 le livre de 470 pages : « La phénoménologie du LHC », comprenant toutes les conférences de l’université d’été en Ecosse de 2003, consacrées à l’exposé théorique de toute la physique qui sera découverte grâce au LHC. Celui-ci était programmé à l’époque, pour fonctionner à partir de 2007. En étudiant ce livre, j’ai été impressionné par les blocs de certitudes, sans failles possibles, exposés par un nombre très limité de physiciens théoriciens triés sur le volet et probablement cooptés. Je cite : « L’ampleur de la physique couverte par le LHC est très large : des recherches du boson de Higgs et de la physique au-delà du Modèle Standard (sic), aux études détaillées de la chromodynamique quantique, des secteurs de la B-physique et les propriétés de la matière hadronique aux hautes densités d’énergie… Ce livre inclue les contributions des chercheurs leaders (sic) de ces sujets, et commence par une introduction basique du Modèle Standard et de ses extensions les plus probables. »

Dans ce livre toutes les cases étaient cochées. Tous les ‘là’ étaient censés avoir été identifiés. Il n’y avait aucune place pour une autre respiration de la pensée en physique des hautes énergies. 15 ans après, on essaye à la marge d’enrichir la trop maigre récolte de résultats scientifiques par quelques possibles qui auraient été oubliés.

‘Parmi tous les possibles’ cela signifie : lorsqu’un nouveau résultat de physique fondamentale est obtenu il ne doit pas être considéré comme autosuffisant, il faut plutôt maintenir l’esprit ouvert en considérant que le résultat obtenu peut représenter la partie émergée d’un iceberg d’influences, d’interactions qui encourage à conjecturer que nous ne pensons pas dans un système clos et que nous mettons plutôt en évidence l’étendue qui s’accroit d’un savoir dont nous venons d’en décrypter seulement une partie. Dans un article du 22/07/2019 : ‘Ai-je fait si fort’, j’ai tenté de rendre compte de la dimension anthropologique de ce processus.

Prenons pour exemple la cosmologie. Depuis plus de 30 ans on recherche les constituants de la matière noire qui doivent être présents dans l’univers, le nôtre, qui serait limité spatio-temporellement. Toute l’impressionnante énergie cérébrale dépensée depuis ce temps et tous les détecteurs plus sophistiqués les uns que les autres n’ont jamais donné le moindre signe de vraisemblance à cette hypothèse. Et pourtant, encore un très grand nombre de physiciens persiste à considérer qu’il n’y a pas d’autres alternatives. La phénoménologiste au CERN (Giulia Zanderighi) est aussi, encore, malgré tout, chargée de vérifier, entre autres, s’il y a des signatures possibles de matière noire supersymétrique enregistrées dans les détecteurs. On commence maintenant à supposer qu’en fait, des trous noirs, primordiaux ou pas, pourraient être des vecteurs de supplément d’interaction gravitationnelle dans l’univers que nous habitons. Ces trous noirs pourraient être des vestiges de bébés univers du multivers de notre univers. C’est par la force des choses, à cause de plus de trente années d’échecs retentissants, que l’on commence à considérer que notre univers ne serait pas fermé, limité, mais qu’il ferait partie d’un ensemble (ex : type multivers) que nous avons à conquérir intellectuellement pour constater grâce à des observations que nous habitons cet ensemble. C’est grâce à ce processus d’appropriation intellectuelle conduisant des expériences et/ou des observations que nous apprenons à franchir l’au-delà des connaissances acquises.

A des distances moins au grand large de cette belle aventure intellectuelle, il n’y a que trente ans que l’on a découvert les premières planètes en dehors de notre système solaire. On aurait pu se dire depuis Galilée (1564-1642), que tout système solaire, avec une bonne probabilité, doit comprendre des planètes gravitant comme celles autour de notre étoile. Ce n’est qu’une fois que nous avons posé notre pensée sur cette possibilité (c’est-à-dire récemment) que nous avons conçu des dispositifs observationnels très sensibles permettant d’identifier des exoplanètes. Les auteurs principaux de ces découvertes ont obtenu le prix Nobel en 2019. Aujourd’hui on en a identifié plus de 4000 et on peut conjecturer que dans notre galaxie il y a au total plus de 100 Milliards de planètes (gazeuses, telluriques, etc…). De là, imaginer que d’autres formes d’intelligence puissent exister dans notre Galaxie, c’est parfaitement sensé. Toutefois, on a devant nous de nombreuses étapes à franchir avant que nous-mêmes soyons en capacité d’identifier d’autres formes d’intelligence.

Historiquement, on a de beaux exemples qui montrent qu’Homo-Sapiens ne pourrait pas Être ce qu’il est et ce qu’il deviendra s’il n’était pas mû par la dynamique de repousser les frontières de la connaissance de son monde. Prenons l’exemple de l’avènement de la Relativité Générale (1915). Quelques mois après Karl Schwarzschild déduit une métrique en tant que solution partielle, particulière (symétrie sphérique), des équations d’Einstein. Cette métrique contient néanmoins un terme intriguant car il peut tendre vers l’infini si le terme au dénominateur tend vers zéro. Ne sachant pas trop quoi en faire à cette époque, on déclare que c’est une singularité mathématique, donc on la contourne, et grâce à cet évitement on recueille les premiers résultats prédits par la R.G. Plusieurs dizaines d’années après, cette singularité mathématique est qualifiée de singularité physique car on commence à comprendre que cette singularité pourrait signifier quelque chose au niveau physique et cela aboutira à rendre compte de l’objet physique céleste appelé trou noir. Ce n’est qu’en 2000 que le trou noir central de notre galaxie, avec 4 millions de fois la masse solaire, est scientifiquement officialisé en France par l’académie des sciences. Il est légitime de considérer que la très grande majorité des galaxies de notre univers (plusieurs centaines de milliards) ont en leur centre un trou noir. Et maintenant on sait qu’il y en a d’autres qui cheminent par paires dans l’univers. Depuis 2016, en toute certitude, on a détecté plusieurs dizaines de collisions de ces trous noirs. Malgré ces magnifiques résultats on est toujours plongé dans l’inconnu car la singularité est placée au centre du trou noir et qu’en est-il de la matière qui une fois qu’elle franchit l’horizon des événements ne peut, à cause de la force gravitationnelle croissante, que s’agglomérer au centre du trou noir. Qu’en est-il de la physique et de ses propriétés au centre du trou noir ? Présentement, la réponse obligée, mais insupportable, consiste à reconnaître que c’est la fin de la matière et de l’information qu’elle véhicule, bref la fin de la physique et de son discours.

Heureusement, grâce à des développements théoriques on commence à lever le voile et il est crédible de conjecturer qu’il n’y a pas obligatoirement une fin car avec les avancées de la théorie de la gravité quantique qui est encore en développement, la matière accrétée au sein du trou noir pourrait rebondir et réapparaître sous différentes formes. Des possibilités d’observations d’objets célestes nouveaux, témoins directs ou indirects, de ces rebonds, sont identifiées. Observations nouvelles parce que maintenant elles font sens. Les auteurs de ces articles récents qui avancent cette hypothèse d’une dynamique au cœur des trous noirs et non pas cette fin irrémédiable, expriment en même temps un soulagement, une jubilation et une victoire de la pensée dépassant l’idée d’une fin dans l’univers. Ceci a besoin d’être décanté mais la voie est ouverte. Si cette hypothèse fructifie, cela voudra dire que l’on commence à comprendre des structures de l’espace-temps à grande courbure engendrées par une force gravitationnelle très intense ainsi que ce qui peut en émerger. Les conséquences ne seraient pas banales car l’hypothèse des trous de ver déjà théorisée dans un article publié par Einstein et Rosen en 1935 pourrait devenir sérieusement concluante. Dans ce cas on saura cibler les régions de l’univers où on pourra observer au moins leurs effets. Un article d’un physicien Russe bien argumenté explique déjà quels sont, entre autres, les trois phénomènes observables que l’on pourra attribuer à la présence d’un trou de ver dans une région de l’univers.

 

 

[1] Voir livre, en français, de Sabine Hossenfelder : « Lost in maths ; comment la beauté égare la physique. »

[2] De ces centaines quelques dizaines au plus sont considérés comme significatifs.

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1 décembre 2020 2 01 /12 /décembre /2020 11:01

Ça tourne autour du pot.

Actuellement je lis le livre de Daniel Sibony. ‘A la recherche de l’autre temps’. Octobre 2020, édit O. Jacob. Dans cet ouvrage, l’auteur exploite toutes ses ressources : mathématicien, physicien, théologien, psychanalyste qui expose des cas très parlants.  La préface à ce livre est signée Alain Connes qui nous dit principalement dans celle-ci : « Deux idées me sont chères concernant le ‘temps’, la première a trait au temps individuel, la seconde au temps de la physique… Quant au temps de la physique, ce que j’ai découvert c’est que ce n’est pas « le passage du temps » qui est la vraie origine de la « toute variabilité » des choses, mais une raison bien plus fascinante que j’appellerai « aléa quantique ». L’impossibilité, aussi bien théorique qu’expérimentale, de prédire ou de reproduire le résultat pourtant toujours univoque d’une expérience quantique qui reste gouvernée par le principe d’incertitude de Heisenberg et donne au quantique cette variabilité fondamentale.

L’interprétation de la mécanique quantique se heurte à un phénomène appelé « réduction du paquet d’ondes » qui n’obéit pas à l’équation de Schrödinger. Il nous faut comprendre que la variabilité quantique est plus fondamentale que le passage du temps, et réaliser en quel sens l’intrication quantique donne à l’aléa du quantique une cohérence cachée. » : « D. Sibony, par sa réflexion en profondeur sur le temps, nous ouvre grande les portes de cette pensée en devenir. »

Cette conviction, intuition, de A. Connes est reprise par Sibony, p150, « Cela confirme poétiquement une idée quantique d’Alain Connes à savoir qu’on perçoit le passage du temps du fait qu’on ne sait pas tout sur l’espace des observables. »

C’est depuis 2007 ou 2008, que je tente de suivre la réflexion de Connes à propos du temps. En effet à cette époque dans une conférence, à l’université de Metz, intitulée ‘Un espace non commutatif engendre son propre temps » au cours de laquelle, il avait exprimé ses réflexions basiques :

  • L’espace-temps est très légèrement non commutatif, en fait le point lui-même dans l’espace-temps n’est pas commutatif. Il a une toute petite structure interne qui est comme une petite clé. Le point a une dimension 0 au niveau de la métrique mais avec ma géométrie (non commutative) il a une structure interne et j’ai un espace de dimension 6 non commutatif
  • L’espace non commutatif tourne avec le temps et on peut lui faire subir des opérations thermodynamiques. Je ne pouvais pas m’empêcher de penser qu’il y avait un lien entre ce temps donné par la théorie et le temps ressenti de la physique.
  • Dans la symétrie pure, il y a quelque chose de mort, de glacé.
  • Une algèbre non commutative tourne avec le temps, (d’après le théorème de Tomita) c’est le seul endroit des mathématiques où il y a un élément d’imperfection.

J’avais déjà à cette époque développé mon hypothèse de la ‘Présence’ du sujet pensant inexpugnable et d’un temps propre du sujet (TpS) que j’avais évalué de l’ordre de 10-25s. Durant cet intervalle de temps le sujet pensant ne peut penser, c’est une durée irrémédiable et aveugle de l’intelligence humaine. C’est la succession des tic-tacs d’une horloge qui scande le temps mais entre un tic et un tac il n’y a pas de temps puisqu’il n’est pas mesurable. Il en est de même pour l’être réflexif, TpS c’est la durée de l’établissement de la présence du sujet pensant pour qu’il puisse déployer sa pensée. Donc selon mon hypothèse TpS est le point aveugle de l’intelligence humaine.

J’étais, dès 2007, très intéressé par les réflexions de Connes car selon mon point de vue j’inférai qu’il y avait convergence entre son point de dimension 0 mais ayant une structure interne avec la ‘Présence’ du sujet pensant qui génère TpS, ce temps propre assurant le fonctionnement du tic-tac qui égrène le temps du savoir des physiciens. Bref le point de dimension 0, ayant une structure interne selon Connes, je le vois habité de la ‘Présence’ de l’être réflexif. TpS est donc la cause de l’aléa quantique qui est selon Connes plus fondamental que le passage du temps.

Il me fallut attendre Mai 2015 à l’occasion du Colloque : ‘A la recherche du temps’, à l’académie des sciences pour savoir si A. Connes avait affiné sa réflexion sur le sujet. Grande, fut ma déception car il a fait un très bref exposé, de plus, essentiellement, hors du sujet programmé. A propos de ce qui était attendu, il s’est contenté de la déclaration sibylline suivante déconcertante : « l’aléa quantique est le tic-tac de l’horloge divine (sic) ». Je considère que ce genre de propos constitue une échappatoire, se référer au divin, c’est refuser de penser. Sauf que cela est assez fréquent chez les platoniciens[1] et d’un point de vue intellectuel ce n’est pas rassurant. R. Penrose que je cite dans la note de bas de page, fait aussi appel au divin pour esquiver les conséquences du théorème de Gödel, qui pourtant depuis 1930 a été plusieurs fois confirmé.

En désaccord avec l’esquive d’Alain Connes qui me navre, j’ai déjà affirmé dans un article du 02/11/2012 : « Synthèse : un Monde en ‘Présence’ », le tic-tac de l’horloge qui égrène le temps du savoir du sujet pensant témoigne de la ‘Présence’ de celui-ci qui est affecté d’un point aveugle à sa capacité de penser qui vaut de l’ordre de 10-25s ou moins. J’y vois là, la cause première de l’aléa quantique et sur ce sujet nos points de vue s’entrecroisent. L’article est toujours accessible sur Overblog, ainsi que tous les autres.

Un autre article publié dans ‘Nature’, le 9/01/2019 a apporté de l’eau à mon moulin. The Blind Spot’ ; ‘It’s tempting to think science gives a God’eye view of reality. But we forget the place of human experience at our peril’ soit : ‘La tache aveugle’; ‘Il est tentant de penser que la science donne la vue de l’œil de Dieu de la réalité. Mais, à notre péril, nous oublions la place de l’expérience humaine (sic).’ Les trois auteurs sont physiciens et/ou philosophes.

En rapport avec cet article, j’en ai posté deux : le 14/01/2019 : « The Blind Spot : La tache Aveugle » et le 22/01/2019 : « La Tache Aveugle commentée », je renvoie à ces articles détaillés dans lesquels, je précise les accords et les différences entre les points de vue respectifs. Je cite le dernier paragraphe qui résume l’intérêt évident que j’ai porté à la lecture de cet article : « Je le rappelle en anglais, puis la façon dont je l’ai traduite pour qu’il soit constaté que je ne force pas le trait (enfin, je l’espère). Ainsi je cite : « It’s also to embrace the hope that we can create a new scientific culture, in which we see ourselves both as an expression of nature and as a source of nature’s self-understanding. We need nothing less than a science nourished by this sensibility for humanity to flourish in the new millennium.” ; “Il faut aussi embrasser l'espoir que nous pouvons créer une nouvelle culture scientifique, dans laquelle nous nous considérons nous-mêmes à la fois comme une expression de la nature et comme une source de l'auto-compréhension de la nature. Nous n'avons besoin de rien de moins qu'une science nourrie par cette sensibilité pour que l'humanité s'épanouisse dans le nouveau millénaire(sic). »

Toutefois, je me suis rendu compte que ce genre de déclaration n’avait jamais de suite de la part des auteurs, c’était écrit pour provoquer un effet de chute d’un article, sans plus. Il n’y a aucune once de misanthropie à penser cela. Mais je n’ai jamais constaté, jusqu’à présent, que des auteurs de chutes semblables se soient, par la suite, attelés à l’épiphanie éventuelle de la science annoncée par leurs propos. A ce titre, je cite un texte, datant d’au moins 2012, de S. Hawking et L. Mlodinov : « Nous modélisons la réalité physique à partir de ce que nous voyons du monde, qui dépend de nous et de notre point de vue. Dès lors, un « réalisme dépendant du modèle » semble préférable au réalisme absolu habituel en physique. » … « Dans ces doctrines, le monde que nous connaissons est construit par l’esprit humain à partir de la matière brute des données sensorielles, et il est mis en forme par le cerveau. Ce point de vue semble difficile à accepter, mais pas à comprendre. S’agissant de notre perception du monde, il n’existe aucun moyen de supprimer l’observateur – c'est-à-dire nous. »

Depuis, je n’ai jamais eu l’occasion de lire une publication qui soit dans le prolongement de ces réflexions, à mes yeux, pleines de promesses.

Enfin en juin de cette année, j’ai découvert avec intérêt l’article suivant : « The Period of the Univers’s Clock » ; « La période de l’horloge de l’Univers », avec le sous-titre : « Des théoriciens ont déterminé 10-33seconde comme limite supérieure pour la période d’un oscillateur universel, ce qui pourrait aider à construire une théorie quantique de la gravité. »

            Ces auteurs considèrent que le temps est une propriété fondamentale de l’Univers, régie par un oscillateur qui interagit avec toute la matière et toute l’énergie. D’emblée on remarque que pour eux le temps est donné dans l’Univers, alors que pour moi celui-ci n’est pas donné, il est la marque de la ‘Présence’ du sujet cogitant cet Univers. Dans l’état actuel de nos connaissances, nos hypothèses fondamentalement différentes ne portent pas vraiment à conséquence. Ce qu’il y a d’essentiel c’est de reconnaître qu’il y a un tempo fondamental qui scande le temps dans l’univers, tel que nous le concevons, quelle qu’en soit la source, et de plus l’intervalle de temps ‘hors- sol’ de Planck est mis de côté. Autres différences dans nos hypothèses respectives, elles concernent l’appréciation de la valeur temporelle du tic-tac fondamental, pour eux au maximum c’est 10-33s, pour moi c’est de l’ordre 10-26-28s. A la lecture de leur article (voir article du 08/07/2020 sur mon blog) leur évaluation s’appuie sur des considérations techniques peut être plus circonstanciées que la mienne. Les contraintes sur mon évaluation sont faibles et si un jour ils obtiennent une mesure correspondante à leur évaluation théorique ou plus ou moins, je considèrerais que ce résultat sera une aubaine. A partir de ce résultat la question principale sera : quelle est la source ?

            Pour eux ce serait un champ scalaire qui imprègnerait l’univers comme le champ de Higgs. Pour moi cela serait l’indice fort de la ‘Présence’ du sujet pensant. Dans ce cas, il en résulte une interaction avec la matière, l’énergie, et les autres grandeurs physiques, puisque c’est le sujet pensant qui les détermine. La possibilité de trancher entre les deux hypothèses se trouverait, à mon sens, sur une expérience mettant en jeu l’intrication qui pourrait révéler le rôle de l’observateur, à cause de TpS, incapable de distinguer à l’origine les objets qui s’intriquent et à partir de cette situation d’incapacité intrinsèque de différencier la localisation spatio-temporelle celle-ci perdurant tout au long de la ligne de vol des objets.

            L’expérience consisterait à placer deux observateurs, d’une même intrication, dans deux référentiels dont l’un se déplacerait à une vitesse relative significative pour s’appuyer sur la propriété de la RR de la dilatation de l’intervalle de temps, extrêmement petit mais différent de zéro, intervenant au moment de la production de l’intrication. Si mon hypothèse est bonne, l’observateur en déplacement à vitesse significative ne constaterait pas d’intrication contrairement à l’autre au repos.

            Avant de terminer cet article, je vous propose quelques citations de D. Sibony, sélectionnées parce qu’elles illustrent en filigrane ce qui m’a conduit à opter pour l’hypothèse de la ‘Présence’ du sujet pensant à l’image d’une érection première de l’être réflexif comme a pu le concevoir S. Dehaene dans un article et que j’ai commenté dans l’article ‘Turing or not Turing’ du 05/01/2018. Cette option de la grande présence première, n’est pas celle de D. Sibony, pourtant à certain moment de l’exposition de ces réflexions il aurait pu le faire, mais non, il est resté au niveau de la ‘petite présence’, celle qui résulte de la conscience-concentration, moteur du train de la vie et de son ressenti.

            Page 15 : « Il y a du temps humain parce que deux sujets veulent parler et ne peuvent le faire à la fois, il faut un écart (sic) qui lui demande du temps, par exemple celui de l’écoute ou du refus (au minimum 1/3 de seconde). Il y a du temps parce qu’on ne voit pas tout d’un seul coup, il faut parcourir d’un bout à l’autre le paysage ou la page. Il faut du temps parce qu’il n’y a pas tout. » : p38 : « Quant à l’« insaisissable » du présent, il faut rester calme : « saisir l’instant présent », ce serait quoi ? l’instant présent entre nous, là dans cette réunion, vient de passer mais il reste une instance assez présente. Le présent semble rester présent un certain temps, le temps qu’une présence se transforme. Ce qui est sûr, c’est qu’on n’a pas, pour le futur et le passé l’équivalent de la présence pour le présent, présence qui assure son apparente continuité. » p42 : « Tous ces repères comme tendre, tenter, tensité, nous ramènent au passage du temps, qui semble assez étrange ; et les remarques qui suivent peuvent le paraître aussi lorsqu’elles cherchent à préciser une intuition commune selon laquelle nous passons beaucoup de temps entre le passé rémanent et le futur anticipé, le tout sous le signe de la présence. » A ce stade du propos de Sibony je souhaite le commenter car ce qu’il dit n’est pas banal : le tout sous…, disant inconsciemment (c’est intéressant de la part d’un psychanalyste) que la présence est au-dessus du tout, comme un phare qui éclaire ce tout. Voilà pourquoi elle doit être signifiée avec un P majuscule puisqu’elle s’est érigée une fois pour toutes. Cette ‘Présence’ est évidemment selon moi, authentiquement universelle, absolument établie, plus déterminante et signifiante que la conscience.

            Page224 : « On peut dire qu’être et temps sont intriqués sans qu’on puisse dire lequel des deux a commencé ; ils forment un entre-deux dynamique. Le temps est un rapport au possible (sic) donc un rapport à l’être, et par là même au hasard absolu… J’acquiesce donc à la formule d’Alain Connes : « l’aléa du quantique est le tic-tac de l’horloge divine. », car le temps prélevé dans le phénomène quantique est au fond prélevé dans l’infini des possibles (sic), dans l’absolue variabilité et le hasard irréductible. »

 

 

[1] Autre platonicien notable, qui a reçu le prix Nobel cette année 2020, Roger Penrose : La vérité mathématique est quelque chose qui va au-delà du simple formalisme. Il y a quelque chose d’absolu et de « divin » dans la vérité mathématique. C’est ce dont il est question dans le platonisme mathématique. La vérité mathématique réelle va au-delà des constructions fabriquées par l’homme. »


 
 
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15 novembre 2020 7 15 /11 /novembre /2020 15:33

Cause et effet se superposent.

            Dans l’article précédent : « Quantique », j’ai évoqué la même expérience qui a été réalisée à Vienne et à Brisbane avec trois années d’intervalle qui nous indique que la relation de cause à effet, peut être soumise à la propriété quantique de superposition. En conséquence avec la superposition d’ordres causaux obtenus : chacun est à la fois l’effet et la cause de l’autre. Une sérieuse brèche est ouverte à l’égard de notre logique habituelle si prégnante ! Comment interpréter ce résultat ? Que faire de ce résultat ?

            Avec l’évocation des conclusions de cette expérience renversante, j’ai rappelé qu’en 2015 j’avais commis un article : « Principe de causalité : construction de l’esprit ou loi de la nature ? » dans lequel j’affirme : « En résumé, je propose de considérer que le principe de causalité est un principe sélectionné, élaboré, témoin de l’intelligence humaine embryonnaire, sélection et élaboration qui ont été validées au cours d’un processus empirique et conduisant à la capacité de survivance. Ce principe ne serait donc pas dans la Nature, il correspondrait à une spécialisation sélective de l’intelligence humaine qui doit être franchement identifiée comme telle pour être prise en compte voire être dépassée. Ce principe doit être considéré comme une détermination véhiculée par l’intelligence humaine actuelle. »

            Si nous sommes à un carrefour qui nous signale qu’il y a une voie nouvelle possible à emprunter, plus riche, pour décrypter les lois de la nature, il est certainement approprié de revisiter comment, globalement, dans l’histoire de la pensée, ce sujet de la causalité a déjà été débattu. Je ne remonte pas, dans cet article, jusqu’à Platon et Aristote mais rappelle que G. Bachelard (1884-1962) soulignait qu’il y avait maldonne. Et que le malentendu tenait en définitive à la notion de causalité « naturelle » acceptée par la pensée occidentale depuis ses premiers pas scientifiques. Le principe de causalité a constamment oscillé entre deux positions : soit inscrire ce schéma dans la nature (Locke (1632-1704)) soit en faire un schéma de la pensée humaine (Hume (1711-1776), Kant (1724-1804)). Aujourd’hui nous sommes contraints de reconnaître qu’en réalité notre science est limitée par la manière que nous avons de nous y prendre. Nous devons nous y faire[1] : « Nous n’occuperons jamais par rapport à l’univers la place que nous imaginons être celle de Dieu. Nous déterminons[2] – c’est-à-dire délimitons et façonnons – les phénomènes que nous étudions en fonction de nos connaissances acquises et des moyens dont nous disposons. Nous ne découvrons donc pas « les lois de la nature » mais nous énonçons des « lois physiques » - les lois de notre (sic) physique – qui toujours, ont prélevé sur le réel, à des échelles différentes, la part qui nous en semble accessible. Le principe général, selon lequel à tout effet naturel on doit trouver une cause naturelle, se spécifie selon le type des réalités auxquelles nous avons à faire. Il n’y a pas dès lors à s’étonner que nous puissions former l’idée de différents modes de causalité. Et il y a lieu de se réjouir que nous puissions toujours en découvrir de nouveaux. C’est ce qu’on appelle le « progrès » scientifique.

            Il y aurait sans doute lieu de rendre toute sa force à la formule de Baruch Spinoza (1635-1677) « Cause c’est – à – dire raison » : ce que nous identifions comme « cause » n’est jamais que ce qui satisfait la rationalité scientifique à un moment donné, en fonction des instruments dont elle dispose et des objets qu’elle se donne. »

            En effet la raison procède de la causalité. Cette citation de Spinoza m’offre naturellement un trait d’union entre ce paragraphe où je cite D. Lecourt et que je cosigne sans retenu, et le paragraphe suivant que je consacre aux travaux d’Hilary Putnam[3] dans ce tiré à part de 1992 : « Pourquoi ne peut-on pas ‘naturaliser’ la raison. »

            En résumé : « Comme Wittgenstein, Putnam pose que le monde a une réalité immédiate qu’il serait vain de contester, mais que ce monde n’existe pour nous que dans la mesure où nous le saisissons au moyen de jeux de langage concrets. Si on découvre dans le monde des régularités, celles-ci sont donc plus le fait de nos grammaires – pris dans une acception large – qu’une propriété du monde – ce sont les phénomènes réguliers qui sont dans le monde, non la régularité. Vouloir chercher la raison dans le monde, dans la nature – fût-elle humaine ou sociale ainsi que le laissent entendre certaines sciences douces -, c’est la perdre à tout coup, et comprendre le monde ce n’est pas découvrir les structures, mais suivre, respecter et appliquer, de manière réfléchie, des règles d’intelligibilité – mettre en œuvre, autrement dit, une disposition raisonnable… »

            Avec cette rétrospective historique succincte on constate que ce sujet est un sujet de premier ordre, toujours à l’ordre du jour. Sujet de premier ordre, pas uniquement pour les épistémologues et philosophes des sciences car il fut au centre des débats scientifiques, de niveaux jamais réatteints depuis, entre Einstein et Bohr, à propos, entre autres, des propriétés de l’intrication. L’explication et l’interprétation purement quantiques de Bohr pour rendre compte de l’expérience de pensée qui a conduit à la découverte du phénomène de l’intrication est totalement inacceptable pour Einstein parce qu’il comprend que cela demande, fondamentalement, d’accepter la rupture de la chaîne de causalité. Le refus qu’une : « action fantôme », comme il la désigne, puisse rompre la logique, qui nous imprègne et qui est l’outil essentiel du raisonnement scientifique de la physique classique, qu’il n’y a pas d’effet sans cause identifiable, est totalement inacceptable. En conséquence son hypothèse impérative des variables cachées devait combler la faille créée par une explication purement quantique donc incomplète de l’intrication. N’oublions pas que les deux joyaux de l’intelligence einsteinienne : La Relativité Restreinte et la Relativité Générale sont des stricts vecteurs du raisonnement basique : il n’y a pas d’effet sans cause. Ainsi le précepte : aucune information ne peut être transportée à une vitesse supérieure à celle de la lumière procède de la contrainte dictée par le respect de la chaîne de causalité.

Dans l’article de 2015, j’ai conclu que le principe de causalité est une conception de l’esprit, qu’il est un principe sélectionné, élaboré, bref, qui ne peut être naturalisé. Est-ce que le résultat de l’expérience quantique apporte une preuve expérimentale de ma conclusion ? Si j’étais affirmatif, ce serait de ma part aller bien vite en besogne. Par contre, il est légitime d’affirmer que l’interprétation traditionnelle de la chaîne de causalité : une cause précède toujours un effet et il n’y a pas d’effet sans cause, correspond à une interprétation rigide, sans degré de liberté, qui ne se justifie pas au regard du résultat quantique car à l’échelle de la mécanique quantique transparaît une indétermination causale, une ambiguïté causale, expérimentalement observable. Le fait que sur un même qubit[4] il soit possible de superposer à la fois l’effet et la cause d’un évènement qui l’a induit, c’est-à-dire introduire de la simultanéité éventuelle entre effet et cause, comme peut l’être le spin ½ et -½ d’un électron nous indique que la chaîne de causalité est sujette à l’introduction de degrés de liberté au niveau quantique. Que la causalité puisse être manipulée par le sujet pensant avec ses technologies, pourrait laisser considérer que la causalité est un objet du sujet pensant. Mais là encore ce serait aller vite en besogne. Il faut envisager que dans un futur proche, grâce aux propriétés de la mécanique quantique et avec de nouvelles expériences pratiquées nous serons en mesure d’approfondir cette problématique.

Dans cette dernière partie de l’article j’essaie de prévoir les conséquences de ma conviction : la causalité est une conception de l’esprit[5]. C’est une conception très, très, déterminante chez le physicien d’autant que les deux lois principales classiques conquises au début du 20e siècle, toujours actuellement confirmées, sont de véritables vecteurs de la chaîne de causalité. Et la mécanique quantique a, dans la période de sa fondation, a rompu avec la notion de déterminisme mais elle a âprement discuté celle de causalité[6]. De ces affirmations fortes, proposées dans la note 6, en contrepartie, il faut prendre en compte une position plus que nuancée de Bohr qui selon lui : « Le principe de causalité s’identifie selon les cas aux lois de conservation ou à l’évolution strictement déterminée de la fonction d’onde dans le temps dès lors qu’aucune mesure n’est effectuée. Tant que l’on ne procède à aucune mesure, la description est causale ; dès lors que l’on relie le formalisme aux résultats des mesures effectuées, la description n’est plus causale. » C’est-à-dire que la pleine applicabilité de la loi de la causalité aux résultats de la mesure n’est pas possible.

On peut dire qu’avec l’avènement de la mécanique quantique une brèche interprétative de l’exploitation de la chaîne de causalité a été introduite mais au-delà de la conception de Bohr elle n’a pas proliféré, au contraire : il suffit de lire le livre : ‘Le réel voilé : analyse des concepts quantiques’ de B. D’Espagnat (1994) pour apprécier à quel point, même voilée, la causalité est toujours exploitée, indispensable, pour interpréter les phénomènes quantiques. En conséquence investir intellectuellement la nature autrement qu’à travers le prisme de la causalité est une véritable gageure.

Etant donné cette profonde détermination, une grande partie des propriétés de la nature qui n’est pas régie par la loi de la causalité nous est totalement transparente. Par exemple, notre connaissance actuelle de ce que nous nommons l’univers est condensée dans ce que l’on appelle le Modèle Standard de la Cosmologie. Celui-ci résulte de l’exploitation pleine et entière de la Relativité Restreinte (RR) et de la Relativité Générale (RG) dont leur A.D.N respectif est la causalité. In fine, nos connaissances sur l’univers se résument a : 4 à 5% de matière baryonique dont de l’ordre de 40% n’a toujours pas été observée et 96 à 95% de composants noirs c’est-à-dire obscurs à notre entendement. Jusqu’à présent inobservable malgré les moyens techniques extraordinaire déployés mais comme notre pensée théorique n’est pas bien placée, depuis 1980, tout ce que nous avons tenté d’inférer pour lever le voile sur cette proportion impressionnante qui nous est obscure n’a jamais aboutie. Toutes ces tentatives ont été réalisées en exploitant toujours les mêmes outils théoriques que sont la R.R. et la R.G. Disons-le, nous sommes dans une situation dramatique, on attend ‘Godot’. De plus notre rationalité causale nous a conduit à inventer une origine à cet univers avec une phase primordiale cousue main qui s’effrite au fur et à mesure que des observations de plus en plus pointues sont réalisées.

Il en est de même avec la propriété de l’intrication, nous sommes dans l’incapacité d’ouvrir la boite noire de cette propriété, puisque, entre autres, la RR nous dicte que la vitesse de la lumière est indépassable et nous n’avons pas élucidé, pour l’instant, un autre mode de lecture de la propriété d’intrication. Nous clamons donc que l’intrication révèle le caractère non local de la mécanique quantique. Jusqu’à présent, il n’en n’a pas été conjecturé pour autant que la nécessité de localiser dans l’espace-temps était une nécessité univoque de l’observateur, donc une propriété du sujet pensant. Tant que l’on refusera de discriminer les propriétés que l’on attribue à la nature, alors qu’elles ne sont que les projections de propriétés qui nous sont propres en tant que sujet pensant ‘Présent’ dans le monde, de celles qui seraient propres à la nature, nous ne pourrons pas franchir le ‘Rubicon’ qui nous permettra de sortir du tunnel de la pensée en panne de lumière. Pourtant, si on considère que l’espace et le temps ne sont pas donnés dans la nature mais sont des propres de l’homme ont peut rendre compte des propriétés de l’intrication. Mais l’illusion que le physicien est un sujet absolument objectif, puisqu’il considère que son discours ne comprend que des éléments et composants qui sont extérieurs à son être cogitant, éduqué à cette pensée il ne peut admettre que l’espace et le temps seraient des témoins de sa contribution au développement de son discours scientifique. J’ai pensé, qu’a priori, ce sujet pouvait être discuté avec C. Rovelli car, pour lui, avec sa théorie de la gravité quantique, le temps n’est pas fondamental mais émerge et l’espace-temps est subordonné au champ gravitationnel qui, lui, est absolument fondamental : Eh bien, que nenni !

Nous n’avons aucun début de compréhension de l’intrication ; dans les technologies, aujourd’hui, à la pointe des nouveautés, on l’utilise largement et ceci est engagée depuis une quinzaine d’années, notamment pour les besoins de la cryptographie, entre autres. L’engouement pour exploiter les propriétés de l’intrication n’est pas près de se tarir. Plus elle sera à la source de nouveautés technologiques, moins l’envie d’élucider la théorie explicative sous-jacente sera entretenue. Ce sera l’étape du ‘calcule et tais-toi’ qui prendra finalement le pas. C’est ainsi, comme on a déjà pu le constater.

Si on observe bien les choses, il est malheureusement désagréable de constater que nous quittons l’ère de la pensée pour comprendre la nature, et c’est l’ère de la technologie qui s’impose comme substitut à la défaillance de la confiance, en sa propre pensée, du sujet pensant physicien. Peut-être est-ce l’ère d’une grande paresse intellectuelle redoutable qui s’ouvre. Personnellement, j’ai vécu une première alerte de cette problématique avec l’avènement du LHC au Cern, à Genève (voir article du 16/01/2016 : ‘Et si notre pensée était mal placée.’). Dans ce sens je me permets de citer F. Combes qui termine un article dans ‘Pour la Science’ du mois de Novembre : « Ces résultats sont fantastiques et s’accompagnent d’une compréhension plus fine de l’Univers. Certes, il reste encore de nombreuses questions fondamentales. Mais de nouveaux instruments, très puissants, scrutent déjà le ciel ou le feront bientôt. C’est le cas des satellites Euclid et du James-Webb télescope, de l’observatoire Vera-Rubin (LSST) ou l’Extremely Large Telescope, au Chili, sans parler des radiotélescopes SKA ou Alma, également au Chili. Nous avons beaucoup de chance de vivre à cette époque pour trouver des réponses aux mystères de l’Univers. » Cette citation est vraiment dans la continuité de ses cours successifs au Collège de France dans lesquels elle pouvait terminer une séance avec un dernier commentaire : « Perspective », puis uniquement lister des matériels qui allaient répondre à cette perspective.

Je recite : « Au sein d’une éternité, parmi tous les possibles… », la causalité, évidemment, doit être inclue en tant que moyen possible pour décrypter les phénomènes et les lois de la nature, mais je suis convaincu que la nature ne peut pas être décrite exhaustivement en exploitant uniquement ce moyen. Elle peut répondre et nous offrir des réponses différentes, plus riches, franchement nouvelles, en exploitant d’autres moyens de lecture.  

 

[1] Dominique Lecourt, p148, dans le ‘Dictionnaire d’histoire et philosophie des sciences’

[2] Je partage totalement l’usage du verbe : déterminer, par D. Lecourt car cela correspond à ma conception du sujet pensant qui est un être déterminé, il n’est pas un être universel, il véhicule avec lui, des points aveugles, des déterminations, qui résultent de son évolution de son état originel : être de la nature, à celui sans cesse en cours d’être dans la nature. C’est-à-dire sans cesse en cours de s’élever sur le socle de l’être dans la nature, de l’observateur qui délimite et façonne progressivement moindrement les phénomènes qu’il étudie.

[3] 1926-2016, Il est une figure centrale de la philosophie occidentale à partir des années 1960, particulièrement en philosophie de l'esprit, du langage et des sciences dures.

[4] Un qubit possède deux états de base (vecteurs propres), nommés par convention, et par analogie avec le bit classique, I0> et I1 >{\displaystyle \left|0\right\rangle }{\displaystyle \left|1\right\rangle } (prononcés : ket 0 et ket 1). Alors qu'un bit classique est numérique et a toujours pour valeur soit 0 soit 1, l'état d'un qubit est une superposition quantique linéaire de ses deux états de base,

[5] Il existe une autre voie intéressante et scientifique visant à élucider cette problématique, c’est la voie des neurosciences et je renvoie à l’article que j’ai publié du 24/03/2013 : « Scientifiques, façonnés dès la naissance ? » En effet, à cette époque, au cours d’un de ses séminaires S. Dehaene avait traité ce sujet et cela m’avait servi de point d’appui pour affiner ma réflexion personnelle. Je rappelle que tous les séminaires sont enregistrés et accessibles rétroactivement sur la base de données du C.de F.

[6] Dans : ‘Les fondements philosophiques de la mécanique quantique’ 1996, édit. J Vrin : Heisenberg, conférence du 17/09/1934 : « Car il nous est absolument impossible de communiquer le déroulement et le résultat d’une mesure autrement qu’en décrivant les manipulations et les lectures de cotes nécessaires pour cela comme des processus objectifs qui se jouent dans l’espace et dans le temps de notre intuition, et nous ne pourrions pas déduire d’un résultat de mesure les propriétés de l’objet observé si le principe de causalité ne garantissait pas une corrélation univoque entre les deux.  

De Grete Hermann (1901-1984), dans le même ouvrage : « La causalité sans lacune, illimitée, n’est pas seulement conciliable avec la mécanique quantique mais, comme on peut le prouver, elle est même présupposée par cette dernière »

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4 novembre 2020 3 04 /11 /novembre /2020 11:24

Quantique

            ‘Quantique’, tel est le titre du N° Hors-Série d’Octobre de ‘Science et Vie’, avec les sous-titres qui en (pré)disent long sur les ambitions de ce N° : « Le nouvel âge d’or » ; « Comment les physiciens réinventent le monde ». 

            En effet ce N° relate le foisonnement d’interprétations de la mécanique quantique, les perspectives en vue des applications futures qui, selon N. Gisin : « Je pense que les technologies quantiques vont changer le monde, et que le meilleur reste à inventer. » Il est remarquable de constater que la mécanique quantique se prête toujours à des interprétations multiples parce que la fonction d’onde, et conséquemment sa réduction, est depuis le début de son invention chargée d’indéfinitions. Il est impressionnant de constater qu’un corpus théorique aussi prolifique puisse toujours se prêter, après un siècle d’applications, à des extensions d’interprétations aussi multiples qui n’aboutissent pas mais quand même laissent prévoir des nouvelles énigmes tout autant que des nouveaux chemins de connaissances scientifiques. ‘Science et Vie’ a tenté, dans ce N° patchwork d’être le plus exhaustif possible de ce foisonnement. Après un gros mal de tête à la fin de cette lecture, j’ai décidé de n’évoquer que les points qui font sens pour mon propre compte, parce que cela concerne des thèmes pour lesquels j’ai déjà engagé une réflexion, ou bien sur des thèmes nouveaux qui ouvrent des nouvelles promesses. Je me propose de vous les faire partager mais c’est encore mieux de lire directement et… entièrement ce numéro qui bouscule.

            Pour commencer, je propose de citer Serge Haroche qui vient de commettre un livre, qui raconte son parcours personnel de physicien, avec le titre : « La Lumière révélée’, édit. O. Jacob, (à lire). A la page 44, à propos de l’expression qui concerne l’attitude controversée de certains physiciens avec leurs étudiants et leurs doctorants à propos de la mécanique quantique, ‘tais-toi et calcule’, S. Haroche préconise : « Je pense qu’il est sans doute plus efficace de commencer par « tais-toi et calcule » avant d’aborder des questions qui n’auront jamais de réponses définitives (sic) dans nos cerveaux câblés par l’évolution darwinienne pour comprendre intuitivement le monde des objets macroscopiques et pas celui des atomes ou des photons. » Je suis en désaccord avec ce pessimisme de Haroche, voir mon article du 26/09/2015 : ‘Non, on ne pense pas quantique. Pas encore !’ car nos cerveaux ne sont pas câblés définitivement et à force de nous frotter intellectuellement à la mécanique quantique, progressivement, nous finirons par penser quantique. Je rencontre une belle confirmation de mon optimisme scientifique en lisant, dans le N° de Science et Vie, p 109, John Martinis, physicien, ex-responsable du développement de l’ordinateur quantique chez Google : « Certes, la quantique est bizarre, mais quand on utilise un ordinateur quantique, ça finit par devenir naturel (sic). Le cerveau s’adapte. »

            Avant de me concentrer sur le dossier de fond de Sc. et Vie, je veux exprimer ma satisfaction de rencontrer dans celui-ci la rigueur intellectuelle qui avait fait, à mes yeux, lourdement défaut dans le N° hors-série de ‘Pour la Science’ (voir article du 05/05/2020) en mélangeant les fondements de la mécanique quantique de l’Ecole de Copenhague avec la physique ondulatoire qui est un atavisme bien Français. Cette rigueur intellectuelle nous la lisons p98 : « Et pour cause, avec la mécanique quantique, un même objet, onde ou particule, semble pouvoir être tour à tour une chose et son contraire… »

            Parmi les nombreux questionnements posés par la mécanique quantique, je vous propose de nous concentrer, page 80, ‘Une effervescence incroyable’, sur le questionnement révélé par cette percée aux confins de la quantique : la relation de cause à effet, principe pourtant fondamental de la science (et du bon sens) peut être soumise à la propriété quantique de superposition ! Tout comme une particule (électron, atome, photon…) peut avoir une infinité d’états, de positions, ou de trajectoires, cause et effet peuvent être superposés (sic) ! Ce sont trois théoriciens, qui ont, les premiers, eut l’idée d’appliquer la superposition quantique à la relation de cause à effet : en 2012, ils proposent une généralisation du formalisme quantique dans laquelle aucune hypothèse est faite sur cet ordre causal, juste histoire d’observer ce qui se passe… Résultat : ils découvrent des configurations étranges dans lesquelles, justement, cet ordre apparaît indéterminé. Autant de configurations qui ont, quelques années plus tard été observées en laboratoire !

            L’expérience, qui a été réalisée successivement à Vienne il y a cinq ans, puis à Brisbane, il y a trois ans, se présente comme un circuit photonique quantique, où l’ordre des opérations est contrôlé par un état quantique (ou qubit de contrôle) : si ce qubit est préparé dans l’état 0, il va diriger les informations d’abord vers A, qui les enverra ensuite vers B. Mais s’il est préparé dans l’état 1, il va diriger les informations vers B, qui les enverra alors vers A… Sauf que ce qubit de contrôle, justement, est placé dans un état de superposition : il prend à la fois les valeurs 0 et 1 ! Les informations sont donc à la fois dirigées vers A puis B, et en même temps vers B puis A. En bref, il y a une superposition d’ordres causaux : chacun est à la fois l’effet et la cause de l’autre. La logique usuelle est balayée.

Voilà qui ouvre un gouffre ! Un gouffre qui pourrait être un pont reliant enfin la quantique à la relativité, le Graal des physiciens (lire p. 90).

Je suis très heureux de retrouver ce sujet car je l’ai déjà traité, il y a plusieurs années, dans l’article du 10/11/2015 : ‘Principe de causalité : construction de l’esprit ou loi de la nature ?’, dans lequel j’affirme : « En résumé, je propose de considérer que le principe de causalité est un principe sélectionné, élaboré, témoin de l’intelligence humaine embryonnaire, sélection et élaboration qui ont été validées au cours d’un processus empirique et conduisant à la capacité de survivance. Ce principe ne serait donc pas dans la Nature, il correspondrait à une spécialisation sélective de l’intelligence humaine qui doit être franchement identifiée pour être prise en compte voire être dépassée. Ce principe doit être considéré comme une détermination véhiculée par l’intelligence humaine actuelle. »

Quant à mon article du 03/07/2017 : ‘Comment la ruse quantique peut brouiller cause et effet’, j’évoque pleinement l’expérience (que je cite déjà le 10/11/2015) citée dans Sc. et Vie et j’ai mis particulièrement en exergue une des conclusions proprement renversante des expérimentateurs : « … en mécanique quantique, ce n’est pas exactement ce que vous faites qui importe, mais ce que vous savez. »

Je me souviens que quelques semaines après, j’ai rencontré un éminent physicien à Genève dans son labo et lorsque j’ai évoqué ce sujet, il l’a broyé en affirmant du haut de son autorité que c’était de la com. et certainement pas de la science. Je suis resté sans voix.

Autre question radicalement nouvelle posée, page 82, que je ne développe pas car vraiment abscons mais qui conclut « qu’une place est donné à l’observateur, celui-ci n’est plus extérieur à la théorie qui décrit le monde. Abolissant la frontière jusque-là infranchissable entre la nature et celui qui la regarde. »

Selon moi, il n’y a pas à développer une théorie supplémentaire abscons pour arriver à cette conclusion. Avec mon hypothèse de l’intelligence humaine qui est déterminé à cause de sa relation des plus intimes avec la nature qui par là même conditionne son évolution, de facto l’être humain, observateur, est dans le monde qu’il cherche à décrire. Cette idée est parfaitement concomitante avec ma thèse que l’être humain est à la fois un être de la nature et un être dans la nature. Ce qui me réjouit c’est que pour la première fois, cette même idée se trouve être, ici, exposée par un chemin différent, scientifique, très différent ! Grâce à mon hypothèse, je peux extraire, parmi d’autres, deux données déterminantes qui abolissent la frontière entre la nature et celui qui la pense. Celles-ci comprennent ce que j’ai identifié comme étant le ‘Temps propre du Sujet’ (TpS) de l’ordre de 10-26 à -28s voire moindre[1], puis la conviction que le temps est un propre de l’Homme et en conséquence il n’est pas donné dans la nature mais il est la confirmation de la ‘Présence’ du sujet pensant dans la nature. A cet égard, je cite un propos de N. Gisin rapporté dans Sc. et Vie, p.108 : « Mais dire que le temps n’est qu’illusion, c’est terrifiant (sic). Il faut raconter des choses plus belles. La science, c’est aussi savoir raconter des histoires. » Je ne sais que penser de cette réflexion dramatique de Gisin qui me paraît opportuniste car au cours d’une rencontre, après avoir ensemble identifié des points de convergences sur ce sujet, et à l’occasion de la sortie du livre au titre explicite : ‘Your Brain Is a Time Machine’ ; ‘The Neuroscience and Physics of Time’, de Dean Buonomano, en 2017, lorsque je lui ai proposé d’écrire un premier article sur ce sujet, il s’est immédiatement rétracté, arguant qu’il était un physicien surchargé de travail (sic).

Enfin, je cite un troisième exemple produit par cette incroyable effervescence : « La troisième révélation, enfin, est peut-être la plus fascinante : elle concerne l’intrication, cette propriété quantique qui lie deux particules comme si elles ne faisaient qu’une, quelle que soit la distance qui les sépare, comme si l’espace n’existait pas. Toute mesure sur l’une affecte simultanément l’état de l’autre, aussi éloignée soit-elle de la première. Ces liens ont été maintes prouvés par l’expérience. Mais depuis quelques années, des chercheurs dévoilent qu’ils sont plus intenses encore qu’imaginés. Il existe des intrications plus que quantiques ! Car cette ubiquité peut être quantifiée. Cela découle directement du fameux théorème de Bell : dans un monde classique, où tous les objets sont parfaitement localisés et indépendants, ce théorème prévoit que la corrélation entre deux particules est toujours inférieure ou égale à 2 (l’intrication est nulle). Mais dans un monde quantique, ou des particules peuvent s’intriquer, cette intensité devient ‘plus que classique’ et peut s’élever à 22. Ces valeurs ne quantifient pas une force, au sens de force de gravité ou force magnétique, mais plutôt une quantité de non-localité (sic) entre particules. Sauf qu’aujourd’hui les physiciens de la théorie quantique réalisent que, théoriquement, rien ne s’oppose à ce que cette non-localité dépasse cette valeur de 2,83. Les chercheurs ont même prouvé qu’il est possible d’aller jusqu’à 4 ! Ce qui veut dire qu’entre 22  et 4, il existe – du moins sur le papier – des corrélations ‘plus que quantique’…

Avant de terminer de faire référence à ce N° Hors-Série, je veux citer le Physicien Robert Spekken, du Perimeter Institute : « Je suis convaincu que la fonction d’onde décrit un état (parmi d’autres) de la connaissance que nous avons de la réalité. » Vous comprenez qu’avec cette conviction de R. Spekken on entend aussi : « … parmi tous les possibles, Anthrôpos ne cesse de creuser sa connaissance de l’univers. » Aucune théorie physique ne peut nous permettre de décrypter valablement les lois de la nature si elle ne situe pas la place et la contribution de l’intelligence humaine qui ne cesse de s’émanciper de ses origines d’être de la nature pour atteindre l’idéal de l’être dans la nature. Cette dynamique, qui n’a pas de fin et qui évidemment contredit l’affirmation de court terme de S. Haroche, situe l’enjeu des développements à venir de notre connaissance de ce qu’est naturellement la nature. Au cours de la lecture de ce N), j’ai rencontré des tentatives multiples de définition de la : Réalité, et beaucoup d’interrogations à son sujet. Pour moi : la Réalité, c’est ce qui nous conduit à des confrontations avec des événements et des phénomènes naturels. Ces confrontations n’ont pas et n’auront pas de limites parce que chacune des confrontations traitées, accroît notre capacité de nous interroger sur de nouvelles.  

 

[1] Pour la première fois, j’ai rencontré une publication le 19/06/2020 qui fait fi du temps de Planck et les auteurs conjecturent d’un battement fondamental de 10-33s, maximal dans l’univers. Cette publication laisse présager qu’il y a un pont de convergence avec mon hypothèse et celle des auteurs. Voir article du 08/07/2020.

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28 octobre 2020 3 28 /10 /octobre /2020 09:03

Pensée unique en physique. Est-ce possible ?

J’ai sélectionné les quelques pages de 142 à 148 du nouveau livre de Jean Pierre Luminet : « L’écume de l’espace-temps », édit : O. Jacob, dont je conseille la lecture. Ces quelques pages illustrent des dérives qui deviennent de plus en plus fréquentes dans le domaine de la recherche. Ces dérives sont souvent dues à la recherche d’une notoriété rapide, à la pression de la recherche de moyens financiers, et puis surtout à cause de la faible consistance du modèle théorique tel que celui qui veut rendre compte de l’émergence de l’univers. A partir de là, de grosses bêtises sont possibles. L’exemple de la dérive, très contemporaine, relatée par J.P. Luminet est aussi authentiquement illustrative des risques que représentent un fonctionnement ‘corporatiste’ de la communauté scientifique. A un certain niveau ceci a déjà été dénoncé par Lee Smolin à propos de la tyrannie des adeptes de la Théorie des Cordes car il fut un temps pendant lequel de jeunes thésards devaient impérativement faire une thèse sur ce sujet pour être recrutés dans un laboratoire sinon ils devaient aller voir ailleurs. Plus récemment Sabine Hossenfelder, à un autre niveau, avec son livre ‘Lost in Maths’ ; ‘Comment la beauté égare la physique’, avait montré « que la plupart des physiciens décrètent des modèles, développent des théories stupéfiantes qui sont tout bonnement invérifiables, résultat : la discipline est aujourd’hui dans l’impasse. » (Voir article du : 09/07/2019 : ‘Un début de démystification.’

Cette période d’errance théorique qui commence sérieusement à durer est peut-être le symptôme d’un changement d’ère radical de la recherche en physique dans le sens où les sujets que l’on traite actuellement sont très pointus, très complexes, et il n’est plus possible d’envisager qu’une seule et même théorie puisse embrasser la totalité d’un sujet voire d’un objet de l’univers. A l’ère des théories et des modèles forgés se substituent l’ère de la technologie qui nous permet de construire des instruments d’observation si performants qu’ils nous font voir concrètement plus que ce que notre propre pensée ne peut embrasser[1]. On le constate lorsque l’on tente de reproduire, de simuler, ce que l’on a observé, et bien, on fait appel, on combine empiriquement plusieurs ‘corpus théorique’ simultanément pour tenter d’être au plus près de ce que l’on a observé. Je prends comme exemple la simulation de la collision multi-message des deux étoiles à neutrons du 17/08/2017, simulation qui réussit à calquer effectivement ce qui a été observé parce que l’équipe d’astrophysiciens auteur : « … a considéré parmi différentes choses, la théorie de la relativité, les lois des gaz, des champs magnétiques, de la physique nucléaire, et les effets des neutrinos. » (Voir article de Phys.Org, du 21/10/2020: « Improved model shows gamma rays and gold at merging neutron stars”

Citons, page 142, J.P. Luminet : « Les critiques contre l’inflation ne sont pas nouvelles. Elles ont pris naissance dans toute une série d’articles techniques remontant à plusieurs années. Au premier rang des contestataires, Paul Steinhardt, devenu l’un des critiques les plus virulents de la théorie dont il avait été pourtant l’un des premiers promoteurs. Il fit valoir les sérieux problèmes concernant les bases théoriques, comme l’identification de l’inflation par un champ bien défini d’une théorie physique des hautes énergies, la forme arbitraire de l’inflation, et surtout le besoin de conditions initiales très particulières pour que l’inflation se déclenche, alors qu’elle était censée au départ les éliminer. Steinhardt et quelques rares autres voix dissidentes en concluaient que l’inflation n’était pas une théorie précise, mais un cadre de pensée tellement flexible que n’importe quel résultat pouvait en sortir, la rendant non vérifiable et non réfutable.

La très grande majorité des cosmologistes a refusé d’examiner ces critiques et encore plus d’étudier des alternatives à leur modèle chéri (sic). Un examen approfondi de pareille situation ouvre d’intéressants aperçus sur la sociologie de la science, ignorés non seulement du public, mais aussi le plus souvent des médiateurs que sont les journalistes scientifiques. La science, et en particulier la cosmologie, n’est pas à l’abri d’un fléau universel : la pensée unique – dont par les temps qui courent, nous ressentons plus que jamais les ravages sociétaux et culturels. La science fonctionne sur des consensus provisoires, c’est-à-dire sur des opinions partagées par le plus grand nombre. Elles résultent d’un accord satisfaisant entre la théorie et l’expérience. Mais un consensus qui survit assez longtemps, a tendance à se transformer en pensée orthodoxe[2]. Il se met alors à exercer un véritable terrorisme intellectuel envers toute pensée contraire… » ; « La théorie de l’inflation joue depuis plus de trente ans le rôle d’un concept cosmologique original qui s’est transformé en pensée totalitaire. Voir article du 31/03/2015 : « L’objectivité scientifique exclut qu’elle soit parasitée par des problèmes de doctrine », dans cet article la pensée totalitaire concerne, selon mon point de vue, la pensée à propos de la matière noire.

 Cette tendance s’est nettement accentuée en 2016, lorsqu’une conférence de presse internationale organisée sous l’égide de l’Agence spatiale européenne a annoncé les résultats obtenus après trois années d'exploitation des données recueillies par la mission Planck Surveyor, une collaboration rassemblant pas moins de 260 chercheurs. Ce remarquable télescope, embarqué dans l’espace, a cartographié le rayonnement du fond cosmologique avec une précision sans précédent. Le message principal délivré a été que les résultats de Planck s’accordaient parfaitement aux prédictions des modèles d’inflation les plus simples, renforçant la conviction que la théorie était fermement établie et que le grand livre cosmologique était définitivement écrit. Les clameurs de la presse spécialisée ont suivi : « victoire de l’inflation », « l’inflation confortée » ont fait les gros titres des journaux.

En compagnie de deux collègues de l’Université Harvard, Paul Steinhardt a entrepris de réanalyser méticuleusement les données de Planck, et ils sont parvenus à une conclusion toute différente : les données de Planck vont à l’encontre des modèles d’inflation « les plus simples », c’est-à-dire présentant une forme d’inflation simple et régulière. Or ces derniers prédisent des déviations à l’invariance d’échelle plus grandes que celles qui ont été observées, ainsi que des ondes gravitationnelles suffisamment fortes pour laisser des traces détectables dans le rayonnement fossile, traces qui n’ont pas été détectées. En réalité, si l’on tient absolument à l’inflation, les résultats de Planck requièrent que le champ d’inflation épouse un profil de densité d’énergie plutôt tarabiscoté… »

« L’autre article, cette fois non technique mais de nature épistémologique, paru en 2017 dans la très populaire Scientific American, concluait que les adeptes de l’inflation formaient une véritable secte de croyants dépourvue de tout esprit critique. Les défenseurs de la théorie ont réagi tout aussitôt, allant jusqu’à signer une lettre collective dans laquelle ils s’indignaient qu’une grande revue américaine ait osé donner la parole aux dissidents ! Face à l’argument selon lequel l’inflation n’est pas testable parce que ses prédictions changent complètement quand on fait varier de façon arbitraire la forme de l’inflation ou les conditions initiales, ils ont rétorqué que la testabilité d’une théorie n’exigeait en aucune façon que ses prédictions soient indépendantes du choix des paramètres. Si une telle indépendance paramétrique était requise, ajoutaient-ils, alors il faudrait aussi remettre en cause le statut du modèle standard des particules, lequel est déterminé par un ensemble de 19 paramètres.

Il y a de quoi rester perplexe quand on sait que les 19 paramètres arbitraires du modèle standard sont justement considérés par beaucoup de chercheurs comme « La plus douloureuse humiliation de la physique d’aujourd’hui. » La liste comprend des grands noms de la physique théorique actuelle. A noter cependant que Mukhanov, l’un des premiers à avoir tiré des prédictions cosmologiques à partir de la théorie, n’a pas signé la lettre. Lors d’un séminaire donné en 2017 à l’occasion d’une conférence organisée pour l’anniversaire de S. Hawking, il a déclaré très clairement que la plupart des constructions des modèles inflatoires n’étaient que gaspillage de temps. »

Une poussière dans l’œil.

« En même temps que les fluctuations quantiques produisent des variations aléatoires de l’énergie inflatoire, elles produisent des distorsions aléatoires de l’espace qui se propagent sous forme d’ondes gravitationnelles traversant l’univers après la phase d’inflation. Ces perturbations ont pour effet de laisser une empreinte dans le rayonnement de fond cosmologique sous forme d’une polarisation de la lumière qui nous parvient. La polarisation est une orientation préférée des champs électrique et magnétique de l’onde lumineuse. Elle peut se faire selon deux modes : le mode E, qui forme des configurations ressemblant à celles des champs électriques et le mode B, qui forme des configurations ressemblant à celles des champs magnétiques. Dès 1968, le cosmologiste Martin Rees avait calculé que les fluctuations de densité de l’univers primordial devaient polariser le rayonnement fossile selon les deux modes. Les modes E ont bien été observés par les télescopes WMAP et Planck. Comme les ondes gravitationnelles issues de l’inflation peuvent engendrer des modes B, leur détection était considérée comme une preuve très convaincante de la théorie, même si d’autres phénomènes physiques complètement différents peuvent aussi induire une polarisation de type B dans le rayonnement fossile. Mais en dépit de recherches intensives, les cosmologistes ne trouvaient pas de trace des ondes gravitationnelles primordiales impliquées par l’inflation. Jusqu’à ce que le 17 mars 2014 les scientifiques de l’expérience BICEP2, installée sur la base Amundsen-Scott au pôle Sud, annoncent leur détection !

Branle-bas de combat dans le petit monde de la cosmologie théorique. Le jour même est postée sur YouTube une vidéo prétendument improvisée. On y voit un jeune chercheur chinois, assistant d’Andrei Linde, sonner au domicile privé de son mentor et faisant semblant de lui annoncer l’extraordinaire nouvelle : l’expérience BICEP2 a découvert les ondes gravitationnelles d’origine primordiale, l’inflation est définitivement prouvée ! Linde feint la surprise. On ouvre une bouteille de champagne. Tout le monde a en tête le prix Nobel de physique… »

« En France, une émission de radio pour La Tête au carré est vite programmée. J’y suis invité en compagnie de mon ancien collaborateur Alain Riazuelo, membre de l’équipe Planck qui travaille sur la polarisation du rayonnement fossile. Nous faisons valoir que la prudence est de mise car il y a d’autres sources possibles susceptibles de polariser le rayonnement fossile. Avant de crier victoire, mieux vaut attendre les résultats du télescope Planck attendus pour les mois suivants, ce dernier étant mieux équipé pour étudier la polarisation sur sept bandes de fréquences que le télescope BICEP2, qui n’en a qu’une. En septembre, la sentence tombe : les chercheurs avaient en réalité observé une polarisation entièrement due à aux grains de poussière de notre Voie Lactée (sic)… Le verdict sera confirmé de façon irréfutable en 2016 par une analyse conjointe entre Planck et BICEP2. En somme, une poussière dans l’œil avait fait croire à la réalité de l’inflation ! »

Avant ce chapitre, les quelques phrases précédentes de Luminet présentent un panorama de la recherche pas très reluisant, qui malheureusement est plutôt fondé : « Une telle théorie (inflation) qui n’exclut rien ne peut pas être mise à l’épreuve expérimentale. Si elle reste une pratique scientifique courante, c’est, pour le dire crûment, qu’elle permet de produire des articles à la chaîne et de fournir des centaines de sujet de thèse[3], et non pas parce qu’elle fait vraiment progresser notre compréhension de l’Univers. Selon la base de données en physique des hautes énergies INSPIRE-HEP, on compte plus de 20 000 articles (sic) dans la littérature scientifique qui utilisent les mots « inflation » ou « inflatoire » dans leurs titres et résumés. »

Je me souviens de l’abus inacceptable de ce que l’on appelle : ‘la communication’, dans le domaine scientifique, lorsqu’au CERN, avec la mise en route du LHC, le site du CERN annonçait : on va reproduire les conditions du Big Bang. Ce slogan n’est resté que quelques jours. Cela montre bien que l’on est capable de vouloir mystifier les gens avec la science.

 

 

 

[1] Einstein a plusieurs fois proclamé sa foi en la supériorité théorique pour accéder à la compréhension des phénomènes naturels ; l’expérience, l’observation n’étant que subordonnées à celle-ci. « Ma conviction est que nous sommes en mesure, grâce à une construction purement mathématique, de trouver les concepts, ainsi que les lois qui les relient, propres à nous ouvrir les portes de la compréhension des phénomènes naturels. » Il se pourrait que cette conviction einsteinienne ne soit plus d’actualité.

2 On a déjà abordé cette problématique, très récemment, avec les postulats de l’homogénéité et de l’isotropie de l’univers, postulats consensuels utiles pour avoir une référence commune entre les cosmologistes et cela a été productif. Il se trouve, étant donnés les progrès de notre savoir accumulé et les progrès des instruments d’observation, que nous ayons les moyens de mettre en doute ces postulats pour l’ensemble de l’univers observable. Mais on peut constater que pour de nombreux physiciens c’est sacrilège car ils ont tellement intégré ces postulats qu’ils sont devenus pour eux la réalité de l’univers.

[3] On rencontre, avec cet exemple, typiquement le mode de fonctionnement corporatiste. Les intérêts du corps a plus de valeur que toute autre chose. Le reste lui est subordonné.

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18 octobre 2020 7 18 /10 /octobre /2020 09:04

 

Au sommet de la montagne on découvre l’étendue océanique d’une liberté de penser peu commune.

Dans l’article-interview du journal hebdomadaire ‘Le journal du Dimanche’ du Dimanche 4 Octobre, Etienne Klein nous fait partager son approche et sa compréhension de la science avec le titre suivant : « La science est victime d’une crise de la patience. »

            Quand on lui demande : « En quoi la montagne permet-elle de penser différemment notre rapport au monde ? », il répond : « Les pères fondateurs de la mécanique quantique, dans les années 1920-1930, faisaient tous de la montagne. Le fait d’être attiré par les sommets est-il le signe d’un certain tempérament ? Je n’ai pas la réponse, mais le pari que je fais est que si l’Europe était plate comme la Beauce, il n’y aurait pas eu de physique quantique (sic). Pour penser des choses un peu radicales, il faut un paysage escarpé. Pour que la pensée ait du relief, il faut du relief. L’exploration intellectuelle a besoin de variation de régime. En altitude, quand il fait beau, on voit la Voie Lactée. Le spectacle du cosmos à l’œil nu a structuré la pensée de Grecs de l’Antiquité. Aujourd’hui, le fait d’être coupé du ciel change des choses très profondes dans notre psyché. On ne parle d’ailleurs plus de la nature mais d’environnement. C’est une sorte de bifurcation dans l’histoire de l’humanité. »

            E. Klein, exagère, mais il a le mérite de rendre compte que notre cerveau n’est pas une île et il y a de la cogitation scientifique avec, grâce, dans, une relation avec la nature. Dans cette relation avec la nature c’est le corps en mouvement qui provoque la circulation des idées, des images, des parfums, des rumeurs et des couleurs. Les pères de la physique quantique faisaient aussi beaucoup de bateau. En physique, la curiosité intellectuelle de connaître les lois de la nature peut survenir dans des situations variées. Il est vrai que si à 4000 mètres d’altitude sur le dôme des Ecrins dans les Alpes on assite au spectacle de la première lumière de l’aube avec ensuite le premier flash des rayons de soleil de l’aurore on est saisi par la puissance de l’émotion qui nous envahit parce qu’on est plus un simple spectateur, on est traversé, on est touché comme par une régénérescence et on ressent que l’on est inclus dans un tout d’une richesse sous-jacente extraordinaire. Et c’est ce sous-jacent extraordinaire qui aiguise une curiosité bien placée, une envie de savoir ce que sont ces phénomènes en interaction qui nous font comprendre que l’être humain est intimement relié à un monde qui a des modalités qui nous déterminent. Cette impression on peut la vivre avec la même intensité et la même réflexion finale, lorsque sur un voilier, de quart, la nuit, sous un ciel étoilé, le bateau est porté par les éléments naturels vers la destination établie. A cette occasion s’installe une grandiose complicité allant jusqu’à une véritable osmose que l’on ressent avec l’étendue océanique et l’étendue céleste. Grâce à cette communion, l’esprit peut atteindre une liberté de penser peu commune. Les possibilités d’éprouver un rapport intime et celui d’interdépendance avec la nature sont multiples. J’en fais régulièrement l’expérience en parcourant à vélo des paysages variés qui ont toujours un relief particulier lorsqu’ils sont conquis à la force du mollet. Comme l’exprime Klein : « Pour que la pensée ait du relief, il faut du relief. » Je partage le propos de l’auteur mais selon mon expérience, il n’y a pas que le relief topographique qui soit source de pensée avec relief, il y a aussi le relief mental et sans retenue j’inclus celui vécu par la satisfaction mentale d’une conquête physique qui à cette occasion, en soi, élève le niveau des possibles.

            A propos du constat de l’anthropocène et d’une opinion publique qui s’installe demandant que l’on fasse machine arrière et abandonner toute idée de progrès technique, lorsque le journaliste demande à E. Klein : « Est-ce votre cas ? », celui- ci répond :

            « Je défends une position médiane. La situation à laquelle nous sommes arrivés est une conséquence indirecte de la coupure galiléenne (sic). Pour Galilée, il y a la nature avec des lois que l’on peut comprendre, et puis il y a l’homme. Et l’homme est transcendant par rapport à la nature. Le christianisme, lui, décrit l’homme comme un être d’antinature dans le sens où il échappe aux lois de la nature. Il peut modifier son environnement naturel par la compréhension qu’il en a. Mais la pandémie nous a rappelé à notre socle biologique. Nous ne sommes pas simplement des corps dont la technologie pourrait augmenter les performances. Si l’homme est la seule espèce capable de connaître les lois de la nature, il y est aussi soumis (sic et re-sic). La nature rétroagit sur nous et nous devons ajuster le tir pour que notre environnement ne devienne pas invivable. » Je ne peux qu’être satisfait de ce commentaire car pour ceux qui me lisent, depuis plus de dix ans, ils ont pu mesurer à quel point je propose et défends l’idée que l’être humain est à la fois un être dans la nature et un être de la nature. Être dans la nature, c’est la position que développe progressivement l’être humain grâce au processus du développement de ses connaissances des lois de la nature. C’est une transcendance qui est en mouvement et selon moi il n’y a pas de raison qu’il y ait une fin. Être de la nature, c’est parce qu’il est impossible d’ignorer notre origine fondamentale et il n’est pas possible de prétendre que nous sommes totalement émancipés des lois originelles qui ont contribué à notre éclosion et à notre évolution. En conséquence nous sommes soumis à des déterminations naturelles. Là encore, il n’y a pas de point final, au fur et à mesure que nos connaissances des lois de la nature progressent, le socle de l’être de la nature se réduit et celui de l’être dans la nature s’accroît et se consolide. Avec ce processus le poids des déterminations naturelles reflue et l’intelligence des lois ‘objectives’ de la nature s’accroît. Les physiciens ne devraient pas ignorer ce processus car il nous dit que nous ne sommes pas de purs observateurs de la nature car elle n’est pas pure extériorité à l’être humain. C’est la raison pour laquelle je considère que le temps n’est pas donné dans la nature, comme le prétend Lee Smolin et l’a prétendu sur-naturel : Isaac Newton, mais qu’il est un propre de l’homme et cette contribution proprement humaine constitue le lien indispensable qui nous permet d’accéder à l’intelligence et à la description des lois de la nature.

            A la question : « Les scientifiques n’ont jamais été aussi présents et pourtant, parfois, on s’y perd. Pourquoi ? » E. Klein répond : « La confusion générale vient du fait qu’on n’a pas montré la distinction fondamentale entre la science et la recherche. La science est un corpus de connaissances éprouvées au cours de l’histoire des idées par des expériences, des observations, des théories qui ont validé certains résultats. Par exemple : la terre est ronde, l’atome existe, l’Univers est en expansion, les espèces évoluent. C’est la science. On n’a aucune raison de remettre en question ces résultats. La science est ce qui permet d’accéder à une certaine forme de vérité. Et puis il y a les questions qu’on se pose et auxquelles on ne sait pas répondre. C’est la recherche. »

Globalement sa définition de la science est acceptable sauf que personnellement je ne serais pas aussi tranché en ce qui concerne la relation science et vérité. Je parlerais plutôt de vérité provisoire car l’homme de science est capable de forcer le trait pour qu’une théorie perdure. Pensons par exemple, aux épicycles de Ptolémée, aux engrenages de Descartes pour justifier la chaîne de causalité et à la théorie de l’éther luminifère de Maxwell et j’en passe. La tendance de l’homme de science est de penser la nature en termes de mécanismes, de machineries, alors qu’à l’échelle quantique il est bien plus juste de penser en termes d’états probables. Il ne faut pas s’interdire de penser que cela puisse se généraliser aux autres échelles. Dans ce cas d’autres nouvelles vérités éclateront qui relativiseront les précédentes.

            A la question : « A trop vulgariser la science, la dénature-t-on ? » E. Klein confie : « Je fais de la vulgarisation depuis trente ans. Mais le Covid m’a aidé à comprendre plein de choses. De façon très naïve, j’étais persuadé qu’en connaissant la physique quantique et ses conséquences philosophiques je pouvais l’expliquer à tout le monde. J’avais l’impression que quand la transmission est faite clairement – et non pas simplement – le message émis est reçu à peu près à l’identique, sans être trop déformé… La méthode à laquelle j’ai consacré ma vie ne marche pas. » Pourquoi ? : « Parce qu’il y a des biais cognitifs, ceux par lesquels notre cerveau déforme les phrases qu’il entend, les accommode. Le cerveau a besoin non pas de connaître la vérité mais d’un certain confort psychique… »

            Personnellement, je n’ai jamais été convaincu par le projet d’une vulgarisation possible des connaissances quel que soit le domaine en question. Considérer que dans le cerveau humain, il y a des cases disponibles pour y entasser des connaissances packagées, d’une certaine façon cela m’horripile parce que cela ressemble à du mépris. Vulgarisation ! certainement pas en physique et cela n’a jamais été mon propos. Ces connaissances packagées ne sont que des connaissances académiques dégradées. Par contre faire découvrir et faire participer progressivement le processus par lequel les connaissances émergent, cela est envisageable et même souhaitable. Sur la base de l’exposé du développement des connaissances en physique, contribuer à ce que les personnes qui en ont la curiosité découvre le fonctionnement de la pensée scientifique voire se l’approprient, c’est de l’ordre du possible et c’est ce que je souhaite partager. La compréhension des lois de la nature est une aventure tellement humaine qu’aux personnes à qui je m’adresse lorsqu’elles parviennent à s’inscrire personnellement dans cette histoire, je m’en réjouis. C’est une aventure intellectuelle dont les prémisses remontent très loin dans le temps et nous sommes présentement des acteurs qui assurons cette continuité qui en même temps nous projette dans le futur grâce à de nouvelles interrogations, de nouvelles hypothèses, de nouvelles expériences et observations qui se préparent.

            A vrai dire je suis étonné qu’E. Klein comprenne cela que maintenant. En effet vers la fin de l’article, il déclare : « J’ai pensé à tort que la vulgarisation aidait les gens à comprendre les découvertes. Mais l’enjeu maintenant est de montrer comment les connaissances se sont construites dans l’histoire des idées. Car si on a tous des connaissances on ignore comment elles le sont devenues (sic). » Personnellement, pendant une dizaine d’années, en formation initiale, j’ai programmé à des étudiants de L2, L3, un cours : « Préalables philosophiques à la création scientifique. » J’ai eu de leur part des retours gratifiants.

            Dans une autre partie de l’interview, je partage l’avis de Klein : Question : « Dans cette pandémie, notre esprit critique nous a-t-il fait défaut ? » ; Réponse : « Aujourd’hui, on fait l’éloge de l’esprit critique mais on se trompe sur le sens du terme. L’esprit critique, c’est penser contre soi (sic). C’est soumettre son cerveau à des arguments qui viennent bousculer ses croyances, ses intuitions, son ressenti. Une fois qu’on l’a bousculé, on voit ce qui reste. J’aime bien l’expression « se forger une opinion ». Ce n’est pas la même chose qu’exprimer un avis. Or, aujourd’hui, l’esprit critique, c’est critiquer ce que disent les autres. Tout ce à quoi on est invité, c’est à penser avec son cerveau, et on va dès lors retrouver la communauté des gens qui pensent comme nous. Certes, notre cerveau ne sera jamais mal à l’aise mais il n’aura aucune jouissance (sic), sauf celle d’être conforté dans ce qu’il sait déjà. Internet nous met dans des silos avec des gens d’accord avec nous. C’est exactement le contraire de faire société. On est en train de fabriquer un communautarisme de la vérité et il n’y a plus de lien social. Mais une République, c’est un lieu où l’on doit souffrir intellectuellement. Il y a une forme de rationalité à refonder. »

           

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8 septembre 2020 2 08 /09 /septembre /2020 08:23

Pas croyable... Découverte d’un trésor…

C’est un florilège de titres d’articles dithyrambiques qui ont été publiés en concert le 02 septembre. Ces articles annoncent qu’’Anthrôpos n’a pas fini de creuser…’ et qu’Homo-Sapiens n’est pas près d’avoir une pensée scientifique enfermée par des limites car ce qui a été décrypté et annoncé remet en cause un savoir en astrophysique considéré abusivement établi.

Les derniers articles que j’ai postés indiquaient que de nombreuses compréhensions récentes nous disaient que l’univers-contenant était à revoir sérieusement parce que le scénario du Big Bang et ce qui rationnellement semblerait en découler présente des failles significatives. Toutefois les ayatollahs du modèle standard de la cosmologie continuent de mettre des rustines parce que ce modèle standard est toujours intellectuellement, pour eux, confortable.

A l’unisson les articles du 2 septembre reconnaissent que le contenu supposé de l’univers ne répond pas à la croyance établie en ce qui concerne les critères théoriques attribués à l’ensemble de la famille des trous noirs et relatifs aux différents processus de leurs formations.

C’est une ère nouvelle autant théorique que d’observations qui s’ouvre en astrophysique voir en cosmologie. Je vais tenter de vous proposer ci-dessous une synthèse de toutes les perspectives qui sont sous la lumière de cette ère nouvelle.

La source d'ondes gravitationnelles GW190521 (ondes enregistrées sur LIGO et Virgo le 21 Mai 2019) est à ce jour la plus lointaine détectée puisqu'elle s'est produite à environ 7 milliards d'années-lumière de la Voie lactée. Les détecteurs ont en effet révélé qu'il s’agissait de la fusion de deux trous noirs, respectivement de 85 et 65 fois la masse du Soleil environ. Le produit final de cette fusion serait un trou noir de 142 masses solaires, ce qui veut dire que c'est l'équivalent de presque huit masses solaires qui ont été converties en rayonnement gravitationnel pur.

Cette source est Atypique, il semble qu'elle soit quand même le produit de la fusion de deux trous noirs et surtout qu'il en aurait résulté la formation du premier trou noir de masse intermédiaire (IMBH) directement détecté, contenant 142 masses solaires. Mais il ne faut pas exclure qu’il pourrait s’agir de tout autre chose…

En effet, les astronomes ont détecté la collision la plus puissante, la plus lointaine et la plus déroutante des trous noirs à l’aide d’ondes gravitationnelles. Parmi les deux mastodontes qui ont fusionné lorsque l’Univers avait la moitié de son âge actuel, au moins un — pesant 85 fois plus que le Soleil — a une masse que l’on croyait trop grande pour être impliquée dans un tel événement. Et la fusion a produit un trou noir estimé de près de 150 masses solaires, le plaçant dans une gamme où aucun trou noir n’avait jamais été vu de façon concluante auparavant.

« Tout ce qui concerne cette découverte est ahurissant », explique Simon Portegies Zwart, astrophysicien à l’Université de Leiden aux Pays-Bas. En particulier, dit-il, il confirme l’existence de trous noirs de « masse intermédiaire » : des objets beaucoup plus massifs qu’une étoile typique, mais pas aussi grands que les trous noirs supermassifs qui habitent les centres des galaxies.

Deux aspects rendent cet événement exceptionnel. Tout d’abord, la taille de l’ancêtre plus grand (85 masses solaires) tombe dans un « l’écart » où les trous noirs ne sont pas censés se former par des mécanismes conventionnels. Deuxièmement, la détection du reste de masse solaire de 142 est la première observation directe d’un trou noir de masse intermédiaire (IMBH) — une classe de trous noirs avec des masses entre cent et des dizaines de milliers de masses solaires.

Selon les équations d’Einstein, les trous noirs peuvent avoir n’importe quelle masse (sic, cela est vrai). Cependant, dans notre Univers, les trous noirs d’une certaine masse ne peuvent exister que s’il existe un processus astrophysique pour les créer. L’effondrement d’étoiles massives fournit une voie clé à la formation de trou noir qui impose certaines contraintes sur les masses prévues de trou noir.

Un trou noir de masse stellaire se forme lorsqu’une étoile meurt dans une explosion spectaculaire de supernova. L’explosion se produit une fois que la fusion nucléaire a transformé la majeure partie du noyau de l’étoile en fer. À ce stade, l’étoile est hors de combustible nucléaire, et son noyau commence à s’effondrer sur lui-même. Si la masse stellaire est supérieure à une certaine valeur (estimée à au moins 2,17 masses solaires), son noyau est condamné à s’effondrer dans un trou noir. Les trous noirs formés de cette façon peuvent avoir un large éventail de masses, mais seulement jusqu’à une valeur maximale définie par ce qu’on appelle ‘la paire-instabilité’.

La paire-instabilité’ est un phénomène qui draine l’énergie d’une étoile grâce à la production de paires d’électrons-positrons. Dans une étoile chaude, le noyau produit des rayons gamma qui exercent une « pression de (radiation) de photons » sur les couches stellaires extérieures, s’opposant ainsi à l’attraction gravitationnelle. Si le noyau de l’étoile est plus grand qu’environ 65 masses solaires, cependant, les rayons gamma se convertissent efficacement en paires électron-positron, et en conséquence la pression de radiation des photons diminue. Les couches extérieures s’effondrent alors vers l’intérieur, la combustion nucléaire s’accélère d’une manière galopante et l’étoile explose sans laisser derrière elle aucun reste de trou noir. Ce mécanisme convient jusqu’à environ 135 masses solaires, au-delà desquelles l’étoile s’effondre directement dans un trou noir. La paire-instabilité crée ainsi un écart de masse entre 65 et 135 masses solaires, où les trous noirs ne sont pas théoriquement attendus. Jusqu’à présent, aucun des trous noirs progéniteurs détectés par LIGO et Virgo ne s’est trouvé dans cet écart.

Faut-il revoir la théorie des supernovas pour des étoiles massives ? Pas nécessairement parce qu'un trou noir de 142 masses solaires est précisément ce que l'on appelle un trou noir de masse intermédiaire, compris entre une centaine et quelques centaines de milliers de masses solaires tout au plus. Or, il existe des scénarios de fusion à répétition de trous noirs stellaires et de capture pour former des systèmes binaires qui permettraient de faire naître des astres compacts de ces masses. C'est d'autant plus intéressant que l'on s'interroge sur la possibilité de faire naître les trous noirs supermassifs, qui dépassent les quelques centaines de milliers de masses solaires, justement par fusion de trous noirs de masses intermédiaires. Leur croissance viendrait ensuite dans l'Univers observable jeune des courants froids de matière dans le cadre du paradigme devenu dominant de la croissance des galaxies et des trous noirs supermassifs qu'ils hébergent.

Il existe une autre possibilité fascinante, les trous noirs détectés par Ligo et Virgo pourraient être la pointe émergée d'une population de trous noirs primordiaux nés pendant le Big Bang. Cette population pourrait même contribuer à résoudre l'énigme de la nature de la matière noire. Ce qui est sûr, c'est que nous sommes devant la première preuve directe de l'existence de trous noirs intermédiaires, les précédentes étant indirectes et via le rayonnement électromagnétique.

Dans un communiqué du MIT, Alan Weinstein, membre de Ligo et professeur de physique à Caltech, se prononce : « Cet événement ouvre plus de questions qu'il n'apporte de réponses ». Weinstein précise que : « Depuis que nous avons activé Ligo pour la première fois, tout ce que nous avons observé avec crédibilité a été une collision de trous noirs ou d'étoiles à neutrons. C'est le seul cas où notre analyse permet la possibilité que cet événement ne soit pas une telle collision. Bien qu'il soit cohérent avec une fusion de trous noirs binaires exceptionnellement massive et que les explications alternatives soient défavorisées, il repousse les limites de notre connaissance. Et cela le rend potentiellement extrêmement excitant. Parce que nous avons tous espéré quelque chose de nouveau, quelque chose d'inattendu, cela pourrait remettre en question ce que nous avons déjà appris (sic). Cet événement a le potentiel de le faire. »

Citons aussi ce que pense Jean-Pierre Luminet de cette découverte :  « Je ne suis pas convaincu qu'il faille parler de trou noir de masse intermédiaire (IMBH), (pour moi c'est au-dessus de 1.000 masses solaires) en lieu et place de trous noirs stellaires exceptionnellement massifs. Pour expliquer la formation de ces derniers je ne crois guère à des fusions successives de petits trous noirs stellaires, qui me semblent bien improbables (ne parlons même pas des cordes cosmiques, éliminées depuis belle lurette avec la débandade des théories supersymétriques), je privilégierai les trous noirs primordiaux (sic, moi-même je serais plutôt en phase avec cette hypothèse), formés moins d'une seconde après le Big Bang dans cet intervalle de masse (sans compter les bien plus massifs formés quelques secondes plus tard, qui permettraient de rendre compte des premiers quasars). Sans oublier, non plus  la possibilité de trous noirs de 50-100 masses solaires formés par effondrement gravitationnel d'étoiles très massives car de première génération et de très faible métallicité, et qui ne se seraient pas forcément désintégrées par instabilité de paires ».

 

En final de cet article, je vous propose la traduction par mes soins de quelques extraits du suivant obtenu dans Physics.aps.org, annonçant un avenir prometteur : ‘Gravitational-Wave Astronomy Stills in its Infancy’ ; ‘L’astronomie des ondes gravitationnelles est encore à ses débuts’ et en sous-titre : « Les détecteurs d’ondes gravitationnelles ont à peine effleuré la surface du trésor de découvertes qu’ils peuvent produire. »

 

« Une nouvelle ère en physique fondamentale et en astronomie

LIGO et Virgo ont été construits pour observer les ondes gravitationnelles émises par la fusion de binaires compacts, tels que deux trous noirs ou deux étoiles à neutrons. Et ces types de fusions sont les seuls événements que les détecteurs ont repéré en toute confiance dans les deux premières séries d’observation. Ces détections ont permis aux scientifiques de réaliser d’importantes découvertes astrophysiques, dont certaines ont ébranlé la sagesse établie.

L’une des premières découvertes est que les ondes gravitationnelles voyagent à la vitesse de la lumière. Ce résultat, bien qu’il soit compatible avec la Relativité Génerale, pose un défi pour les théories de la gravité inspirées par l’énergie sombre parce que ces théories exigent que les ondes gravitationnelles se déplacent à des vitesses plus lentes (sic). Une autre avancée sur le terrain a été l’observation que les fusions binaires d’étoiles à neutrons sont des ancêtres des sursauts gamma, dures, et courts, résolvant ainsi un puzzle vieux de plusieurs décennies sur l’origine de ces événements astrophysiques transitoires de haute énergie. Et puis, comme annoncé aujourd’hui, LIGO et Virgo ont repéré un trou noir qui se trouve dans le soi-disant écart de masse où aucun trou noir n’était censé se former à cause de la théorie de la ‘Paire-Instabilité’. Ainsi, cette détection remet en question les modèles astrophysiques actuels qui prédisent la formation des grands trous noirs et les environnements dans lesquels ils se forment.

 Considérés dans leur ensemble, ces progrès résolvent de vieilles questions, remettent en question ce que nous pensions savoir sur les processus fondamentaux de l’évolution stellaire, et jettent des doutes sur les solutions proposées aux problèmes actuels en astrophysique observationnelle.

Les observatoires du futur

Au cours des prochaines années, les mises à niveau prévues de LIGO et de Virgo devraient donner lieu à une multiplication de 5 à 10 fois le taux de détection des fusions binaires compactes. L’activation d’autres détecteurs d’ondes gravitationnelles pourrait également augmenter ce taux. KAGRA au Japon, premier détecteur d’ondes gravitationnelles en Asie et premier détecteur à être construit sous terre, a récemment commencé ses opérations…!?. LIGO et Virgo seront également bientôt rejoints par LIGO-India, dont la construction a commencé cette année. (LIGO-India utilise l’instrumentation développée par LIGO). On espère que LIGO-India sera opérationnelle après 2025.

D’autres améliorations et installations sont également à l’étude. Par exemple, une mise à niveau sur les sites LIGO existants, appelée LIGO-Voyager, vise à accroître la sensibilité du LIGO avancé, ce qui entraîne une augmentation d’un facteur 8 de la couverture en volume et donc une augmentation similaire du taux de détection. Il y a aussi le télescope européen Einstein (ET), qui a été initialement conçu en 2008 et qui est actuellement à un stade avancé de conception. Le projet ET est la proposition d’un observatoire souterrain qui abrite trois détecteurs en forme de V aux coins d’un triangle équilatéral avec des côtés de 10 km de long. Et puis il y a des idées pour le ‘Cosmic Explorer’ aux États-Unis, dont les bras seraient 10 fois la longueur de ceux de LIGO, et puis NEMO en Australie, qui ciblerait les signaux post-fusions des étoiles à neutrons binaires. Ensemble, ces nouvelles installations seront en mesure de détecter les événements jusqu’au bord même de l’Univers observable (sic). Ils enregistreront également les signaux de l’univers proche avec une fidélité plus élevée qu’il est actuellement possible.

Plus d’installations aideraient également à identifier l’endroit exact à partir duquel les ondes gravitationnelles émanent. Avec KAGRA et LIGO-India en fonctionnement, les chercheurs pourraient enregistrer un « coup quintuple » — les mêmes ondes déformant les cinq détecteurs. Cela permettrait aux astronomes de regarder plus facilement les fusions avec des télescopes conventionnels, réduisant la zone du ciel qu’ils auraient besoin d’examiner d’un facteur 4. Ces observations multimessages pourraient révéler beaucoup plus d’informations sur la nature et le comportement des sources que celles qui peuvent être glanées à partir des seuls détecteurs d’ondes gravitationnelles.

Questions sur l’astronomie GW de la nouvelle génération

Au fur et à mesure que de nouveaux observatoires, tels que l’ET ainsi que l’Explorateur cosmique, seront mis en ligne, les observatoires d’ondes gravitationnelles sauteront de la surveillance de l’Univers proche à l’arpentage de l’Univers entier pour les fusions de trous noirs. Cet accroissement permettra aux détecteurs de remonter plus loin dans l’histoire et de capturer les fusions de trous noirs et d’étoiles à neutrons à partir d’époques où la formation d’étoiles n’en était qu’à ses balbutiements.

Il est difficile de délimiter les découvertes que cette avancée pourrait permettre et le potentiel qu’elle offre pour percer les remarquables mystères de l’Univers, ainsi que pour découvrir de la nouvelle physique et des nouveaux phénomènes astronomiques. Par exemple, les générations futures d’observatoires d’ondes gravitationnelles terrestres peuvent permettre aux chercheurs de déterminer l’équation d’état de la matière à densité la plus élevée, de détecter la matière noire autour des trous noirs et de tester des théories modifiées de la gravité. Nous allons maintenant décrire ces possibilités en détail :

Gravité extrême et physique fondamentale : Les ondes gravitationnelles émanent de régions de l’espace-temps avec une gravité forte et une grande courbure de l’espace-temps et transportent avec elles des informations non corrompues sur leurs sources. La nature de la source, ses caractéristiques physiques (telles que les masses des objets en collision) et les propriétés de l’environnement dans lequel réside la source sont imprimées dans le signal.

La détection des sources avec les nouveaux observatoires pourrait soumettre la Relativité Générale à des tests les plus contraignants à ce jour et pourrait aider à explorer les violations potentielles de la théorie avec des champs (gravitationnels) forts. Par exemple, les observations pourraient révéler de nouvelles particules et des champs qui violent le principe d’équivalence fort, qui, rapidement parlant, prédit que la chute libre simule avec précision les conditions de gravité zéro dans tous les référentiels inertiels. Les chercheurs pourraient également découvrir des violations de l’invariance de Lorentz (une symétrie fondamentale dans la relativité) ou détecter des polarisations d’ondes gravitationnelles (le modèle caractéristique de la distorsion de l’onde de l’espace-temps) qui ne sont pas prédites par la RG. Nous pourrions aussi déduire des signatures de gravité quantique. Par exemple, certaines théories de la gravité quantique prédisent les configurations pseudoscalaires des ondes gravitationnelles qui violent la parité (une symétrie fondamentale qui dit que la physique d’un système et de son image miroir devrait être la même), tandis que d’autres prédisent des ondes gravitationnelles biréfringentes. Les observatoires de nouvelle génération pourraient également détecter les champs bosoniques ultralégers proposés dans certaines extensions du modèle standard. Les preuves de ces champs devraient provenir de la dynamique orbitale des binaires de trou noir ou des propriétés de spin des trous noirs.

  Matière extrême et environnements extrêmes : D’autres systèmes astrophysiques que les physiciens pourraient explorer avec de nouveaux détecteurs sont les étoiles à neutrons, qui sont les objets les plus denses de l’Univers et qui ont des champs magnétiques jusqu’à des milliards de teslas de magnitude. Six décennies après leur découverte, nous ne comprenons toujours pas pleinement l’équation d’état des noyaux de ces étoiles, et nous ne connaissons pas l’origine de leurs grands champs magnétiques. Ces champs pourraient déformer une étoile à neutrons, ce qui provoquerait l’émission d’ondes gravitationnelles, ce que les futurs observatoires pourraient découvrir.

Lorsque deux étoiles à neutrons sont prises dans une spirale entrante binaire et fusionnent, elles se soumettent à des champs de marée. L’état de la matière du noyau de chaque étoile détermine l’ampleur de sa déformation des marées, ce sont des informations qui devraient être imprimées dans les ondes gravitationnelles émisent. En outre, la fusion des étoiles pourrait laisser derrière elle une étoile à neutrons hypermassive de courte durée, un objet qui se forme à la suite d’une fusion binaire d’étoiles à neutrons et, pendant quelques dizaines de millisecondes, est soutenue par une rotation contre l’effondrement en raison de sa propre gravité. Le rayonnement gravitationnel émis par cette étoile à neutrons hypermassive pourrait également révéler une physique inconnue sur l’état de la matière ultra-haute densité et si cette matière est composée d’un plasma quark-gluon.

Le suivi électromagnétique des observations d’ondes gravitationnelles offrira des occasions de faire la lumière sur l’origine des éléments du processus-r, qui se forment lorsqu’un noyau grandit en capturant rapidement plusieurs neutrons (voir Point de vue : Out of the Neutron Star Rubble Comes Gold). Trouver l’origine des éléments lourds dans l’Univers est un problème de longue date. L’observation électromagnétique de GW170817 a fourni la première preuve irréfutable que les fusions binaires d’étoiles à neutrons produisent des lanthanides et d’autres éléments lourds. Mais beaucoup plus d’observations sont nécessaires pour confirmer si les fusions seules expliquent l’abondance d’éléments lourds dans l’Univers ou si d’autres canaux de production sont nécessaires.

Trous noirs à partir du bord de l’Univers : Les observatoires de nouvelle génération traceront un recensement complet des trous noirs de masse stellaire à partir du temps présent jusqu’à ce que l’Univers n’ait que quelques centaines de millions d’années et que se formaient et se rassemblaient ses premières étoiles. Ce recensement fournira des renseignements clés sur la taille des trous noirs et permettra aux chercheurs de découvrir comment ces objets se forment et se développent.

Il y a de plus en plus de preuves que des trous noirs massifs existent au centre de toutes les galaxies. Les masses de ces trous noirs (souvent appelés trous noirs supermassifs) varient de 105 à 1010 fois celle du soleil et leur taille est largement corrélée avec celle de la galaxie hôte. Mais nous ne savons pas comment ces trous noirs se sont formés ni comment ils sont devenus si énormes. Le modèle de fusion dit hiérarchique postule que ces trous noirs massifs ont d’abord été ensemencés par de lourds trous noirs de masse stellaire, qui ont ensuite fusionné en trous noirs plus grands. Un modèle alternatif suggère que des trous noirs massifs ont été ensemencés par l’effondrement direct de nuages de gaz massifs. Une troisième théorie intrigante spécule que des trous noirs massifs se sont formés dans l’Univers primordial et ont conduit à l’effondrement de la matière noire et des baryons, déclenchant la formation de galaxies. Les données LIGO et Virgo sont jusqu’à présent insuffisantes pour confirmer l’un ou l’autre de ces modèles, mais les informations supplémentaires provenant des futurs observatoires, y compris les masses des premiers trous noirs dans l’Univers et la vitesse à laquelle les fusions se produisent, pourraient identifier l’origine des trous noirs supermassifs.

La cosmologie et l’histoire primordiale de l’Univers : la cosmologie du Big Bang est en grande partie compatible avec la RG, mais l’expansion accélérée de l’Univers dans son histoire récente ne peut pas être expliquée par la théorie d’Einstein. Ce problème indique soit une défaillance de la théorie, soit la présence d’une forme d’énergie exotique, encore inconnue appelée énergie noire. En outre, les observations de l’échelle galactique à l’échelle du cosmos fournissent des preuves indirectes d’une forme exotique de matière, appelée matière noire, mais nous manquons encore de preuves directes pour ces deux choses.

Les futurs observatoires pourraient aider à détecter directement la matière noire autour des trous noirs et autour des étoiles à neutrons. La présence de matière noire pourrait modifier la rotation d’un trou noir. Elle pourrait également modifier la dynamique orbitale des trous noirs binaires. Alternativement, la matière noire pourrait provoquer l’implosion des étoiles à neutrons, faisant des trous noirs de masse solaire qui ne peuvent se former d’aucune autre manière. En outre, avec la détection d’une plus grande population de fusions binaires compactes, et avec des observations électromagnétiques de suivi des décalages rouges des fusions, il sera possible de mesurer avec précision les paramètres cosmologiques, tels que le paramètre Hubble, les densités de matière noire et d’énergie sombre, et l’équation d’état de l’énergie sombre. Ces mesures sont possibles puisque les fusions binaires compactes sont ce que l’on appelle les sirènes standards dont la luminosité peut être utilisée pour apprécier leurs distances. Et comme la RG détermine complètement la luminosité, aucune modélisation astrophysique n’est nécessaire dans de telles mesures. Ces résultats fourniront une mesure totalement indépendante et complémentaire de la dynamique de l’Univers.

Des détecteurs plus sensibles pourraient également capter les ondes gravitationnelles dites stochastiques, qui devraient avoir été produites au début de l’Univers. Comme l’Univers a refroidi à partir de son état primitif chaud et dense, il est censé avoir subi plusieurs transitions de phase qui pourraient avoir généré un signal de fond d’onde gravitationnelle. La détection de ce fond d’onde transformerait considérablement notre connaissance de la physique des particules à des échelles énergétiques inaccessibles aux accélérateurs terrestres. On prévoit également que les ondes gravitationnelles stochastiques émanent de « cordes cosmiques », des défauts topologiques 1D hypothétiques associés à une transition de phase de rupture de symétrie dans l’Univers primitif.

Sources à la frontière des observations : Enfin, les futurs observatoires pourraient aider à comprendre le comportement des supernovas, des pépins stellaires et des tremblements d’étoiles, trois phénomènes astrophysiques mal compris. Ces systèmes devraient générer des ondes gravitationnelles qui pourraient être détectables avec des détecteurs plus sensibles. Les observations multimessages combinant des observatoires gravitationnels avec des télescopes électromagnétiques et avec des observatoires de neutrinos, nous permettront de sonder différents aspects de ces événements astrophysiques extrêmes.

En résumé, l’astronomie des ondes gravitationnelles promet de répondre à des questions clés en physique et en astronomie dont les solutions pourraient considérablement améliorer notre compréhension de l’Univers. Avec ces récompenses potentielles massives, les exemples scientifiques pour la construction de nouveaux détecteurs sont extrêmement convaincants.

 

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