Le scientifique a une vaste expérience de l’ignorance, du doute, de l’incertitude, et une telle expérience est de la plus haute importance. Nous avons découvert que pour progresser il est indispensable de savoir reconnaître son ignorance et laisser place au doute. physique
(Richard P. Feynman, ‘La valeur de la science’)
Le titre de cet article pourrait être celui d’une longue conversation que j’ai eue avec l’astrophysicien Juan Pérez Mercader à la fin des années quatre-vingt. J’essayais de le convaincre d’écrire un livre pour une collection de vulgarisation scientifique qu’il dirigeait à l’époque, et lui, bien qu’il ait aimé l’idée, n’y voyait pas tout à fait clair. ils venaient de partir brève histoire du tempsde Stephen Hawkingy Le nouvel esprit de l’empereurde Roger Penrose, deux livres aussi intéressants qu’inaccessibles au public non spécialiste, et j’ai pensé que Mercader, communicant habile et divertissant, aurait pu traiter les mêmes sujets de manière plus accessible ; mais il doutait que certains aspects fondamentaux de la physique moderne puissent être divulgués1. Malgré cela, il a fini par esquisser un projet de livre sur lequel nous avons travaillé pendant un certain temps, même s’il avançait très lentement ; si lentement que je finirais par penser que le scepticisme de Juan était justifié et qu’il lui faudrait dix ans pour finir son livre2.
La grand-mère d’Einstein
Ils sont attribués à Einstein deux phrases analogues qui renvoient à l’une des questions fondamentales de la théorie de la connaissance. Les phrases sont : “Si je ne peux pas l’expliquer à ma grand-mère, je ne le comprends pas” et “Si je ne peux pas le dessiner, je ne le comprends pas”. Et la question à laquelle ils se réfèrent est : que signifie comprendre ? Selon la première des phrases, comprendre quelque chose impliquerait de pouvoir l’exprimer familièrement. Il ne suffit pas de connaître la formule E = mc2 et sachez que E est l’énergie, m la masse et c la vitesse de la lumière ; Il faut comprendre (et ce n’est pas facile), pour l’expliquer à la grand-mère d’Einstein, que la matière peut être convertie en énergie, puisque matière et énergie sont deux états d’une même chose. Selon la deuxième phrase, la compréhension serait liée à l’imagination au sens le plus littéral du terme : la capacité à produire des images signifiantes permettant de visualiser le contenu d’un énoncé verbal ou alphanumérique.
Au moins en théorie, n’importe quel concept scientifique pourrait être expliqué à l’hypothétique grand-mère d’Einstein avec des mots simples, même si l’explicateur devrait très bien savoir ce qui a été expliqué et avoir le temps nécessaire pour pouvoir traduire en langage familier, à travers de longues circonlocutions, ce qui le jargon spécialisé exprime synthétiquement et précisément. Cependant, tout n’est pas dessinable, pas même de manière vaguement approximative. Nous ne pouvons pas dessiner quelque chose qui soit à la fois une particule et une onde, et la représentation bien connue de l’atome comme un système solaire miniature confond plus qu’elle n’éclaire. C’est pourquoi Einstein, disciple de Spinoza et de Schopenhauern’a jamais pu accepter la mécanique quantique, bien qu’il en soit l’un des fondateurs.
L’un des grands paradoxes de la science est que la théorie physique la plus efficace et la plus précise jamais formulée, celle qui adhère le mieux aux faits observés et produit les prédictions les plus précises, est totalement contre-intuitive, intrinsèquement incompréhensible.3. On peut imaginer Einstein essayant d’expliquer le paradoxe du chat de Schrödinger à sa grand-mère, et celle-ci s’exclamant : « Ne dis pas de bêtises, Albert, comment un chat peut-il être vivant et mort en même temps ? C’est peut-être une telle objection qui l’a conduit à chercher en vain pendant trente ans des “variables cachées” qui lui permettraient de dessiner la physique et de se réconcilier avec sa grand-mère.
N’ose pas savoir
En biologie, un livre fondamental peut être à la fois un ouvrage de vulgarisation et même un livre. Best-seller; est le cas de hasard et nécessitéde Jacques Monodo Le gène égoïstede Richard dawkins. Mais en physique une telle hybridation ne semble pas possible. Les livres susmentionnés de Hawking et Penrose (d’autres tout aussi célèbres et importants pourraient être ajoutés, tels que Le quark et le jaguarde Murray Gell Mann) fils best-sellersmais, paradoxalement, ce ne sont pas des livres populaires : un lecteur sans solides connaissances en physique et en mathématiques ne comprendra que les chapitres d’introduction, et après avoir parcouru avec confiance les premières pages, il sombrera désespérément dans une mer de formules inintelligibles et concepts, comme dans ces plages où l’on marche sur quelques mètres et d’un coup il y a une forte baisse de niveau qui empêche ceux qui ne savent pas nager de continuer.
Est-ce à dire qu’il faille renoncer à diffuser la physique moderne ? Bien au contraire, puisque diffuser, c’est, pour une large part, rendre claires les limites du savoir, les frontières de la science, les hésitations et les frustrations de ceux qui s’aventurent dans l’inconnu. Ce qui est particulièrement important dans le cas de la physique et demande non seulement une grande expertise narrative, mais aussi de grandes doses d’humilité. à l’horace sapere entend nous devrions ajouter un contraste et complémentaire n’ose pas savoir: Oser ne pas savoir et admettre que l’on ne sait pas. La première chose qu’un livre de vulgarisation de la physique moderne devrait clarifier est que les physiciens eux-mêmes ne la comprennent pas entièrement.
Six pièces pas si faciles
“Si je devais choisir un seul livre à transmettre à la prochaine génération de scientifiques, ce serait six pièces faciles», affirme le prestigieux écrivain scientifique Jean Gribbin. Et sûrement le livre Richard Feynmann c’est la meilleure introduction à la physique moderne qui peut être réalisée sans utiliser de jargon ou de mathématiques supérieures ; mais même ainsi, le titre est trompeusement encourageant : les pièces ne sont que relativement faciles, et Feynman lui-même avertit dans le premier chapitre :
Vous vous demandez peut-être pourquoi nous ne pouvons pas enseigner la physique en énonçant simplement les lois de base sur la première page, puis en montrant comment elles s’appliquent dans toutes les circonstances possibles, tout comme nous le faisons avec la géométrie euclidienne, où nous énonçons les axiomes et faisons ensuite toutes sortes de déductions. . Nous ne pouvons pas procéder ainsi pour deux raisons. La première est que nous ne connaissons pas encore toutes les lois fondamentales : la frontière entre savoir et ignorance ne cesse de s’élargir. Et la seconde est que l’énoncé correct des lois de la physique implique des idées inconnues qui nécessitent des mathématiques avancées pour être décrites. Par conséquent, une quantité considérable de formation préparatoire est nécessaire même pour comprendre le sens des mots.
Le problème esprit-matière
Aller directement à la relation entre l’esprit et la matière peut sembler un saut soudain, mais ce n’est pas tant le cas : ce vieux problème philosophique, qui, dans son approche scientifique actuelle, est généralement désigné, plus précisément, comme le problème esprit-cerveau, est l’un des questions qui, au cours des dernières décennies, ont le plus intrigué certains éminents physiciens, mathématiciens et informaticiens, tels que Alan Turing, Marvin Minski, Hans Moravec, Douglas Hofstadter ou le susmentionné Roger Penrose. Et l’une des raisons, mais pas la seule, d’un tel intérêt est la relation entre le problème esprit-matière et l’intelligence artificielle, peut-être l’entreprise scientifique et technologique la plus importante de tous les temps. Et, à leur tour, le problème esprit-matière et le débat sur l’intelligence artificielle sont inséparables du soi-disant “problème difficile de la conscience” (problème difficile de conscience), portant sur le comment et le pourquoi des qualia, les qualités subjectives des expériences individuelles.
Par coïncidence (ou peut-être pas), en préparant cet article, je suis tombé sur un livre récemment publié qui aborde la question du triple point de vue de la physique, de l’informatique et des neurosciences : Je suis moi : analyser le mystère de la consciencede Jaime Escutia (Autographe, 2023). L’auteur est un physicien et un expert des systèmes d’exploitation, ce qui lui a permis d’écrire une excellente introduction à trois sujets clés étroitement liés : la révolution numérique, la nouvelle physique (qui vieillit déjà) et l’énigme de la conscience. Un livre fortement recommandé pour les débutants et les profanes. Et bien que ces derniers devront contourner les formules complexes qui ponctuent inévitablement certains passages, ils pourront, au moins, se faire une idée de l’ampleur et de l’émerveillement de ce qui est probablement le plus grand défi auquel les êtres humains aient été confrontés. dans son désir de comprendre le monde et — dans une boucle autoréférentielle vertigineuse — sa propre capacité à comprendre.
Notes
(1) La « physique moderne » s’entend comme celle après l’incorporation révolutionnaire, au début du XXe siècle, de la relativité et de la mécanique quantique.
(2) Après plusieurs mises à jour, il le publie sous le titre Que savons-nous de l’univers ? D’avant le Big Bang à l’origine de la vie (Débat éditorial, 2000).
(3) À une occasion, un disciple de Planck lui a dit qu’il commençait à comprendre la mécanique quantique, et Planck a répondu : “Si vous pensez que vous la comprenez, vous ne la comprenez pas”, et Bohr avait l’habitude de dire quelque chose de similaire.
