«Il n'y a pas de passé ou de futur»: le physicien Carlo Rovelli sur le changement de notre perception du temps

«Il n'y a pas de passé ou de futur»: le physicien Carlo Rovelli sur le changement de notre perception du temps

W Que savons-nous du temps? La langue nous dit qu’elle «passe», qu’elle se déplace comme une grande rivière, nous entraînant inexorablement avec elle, et, à la fin, nous lave sur son rivage pendant qu’elle continue, imparable. Le temps s’écoule. Il se déplace toujours vers l’avant. Ou est-ce? Les poètes nous disent aussi que le temps trébuche ou rampe ou ralentit ou même, parfois, semble s’arrêter. Ils nous disent que le passé pourrait être inéluctable, immanent dans les objets ou les personnes ou les paysages. Quand Juliette attend Roméo, le temps passe lentement: elle a hâte que Phaéton prenne les rênes du char du Soleil, car il fouetterait les chevaux et «amènerait immédiatement la nuit nuageuse». Quand nous nous réveillons d’un rêve vivant, nous sommes vaguement conscients que le sens du temps que nous venons d’expérimenter est illusoire.
Carlo Rovelli est un physicien théoricien italien qui veut faire comprendre aux non-initiés l’excitation de son domaine. Son livre Sept brèves leçons sur la physique , avec ses essais concis et brillants sur des sujets tels que les trous noirs et quanta, a vendu 1,3 millions d’exemplaires dans le monde entier. Maintenant vient L’ordre du temps , une œuvre vertigineuse et poétique dans laquelle je me suis retrouvé à abandonner tout ce que je croyais savoir sur le temps – certainement l’idée qu’il «coule», et même qu’il existe, au sens profond du terme.
Nous nous réunissons à l’extérieur de l’église de San Petronio à Bologne, où Rovelli a étudié. («J’aime à dire que, tout comme Copernic, j’étais un étudiant de premier cycle à Bologne et un diplômé à Padoue», plaisante-t-il.) Rovelli est un nostalgique d’humeur nostalgique. Il vit à Marseille où, depuis 2010, il dirige le groupe de gravitation quantique au Centre de physique théorique. Avant cela, il était aux États-Unis, à l’Université de Pittsburgh, pendant une décennie.

Carlo Rovelli à Bologne. Photographie: Roberto Serra / Presse Iguana / G / Presse Iguana / Getty Images Il visite rarement Bologne, et il a rattrapé de vieux amis. Nous nous promenons vers la zone universitaire. Piazza Verdi est afflué avec une foule d’étudiants. Il y a des drapeaux et graffiti et des bannières aussi – des slogans anti-fascistes, quelque chose en faveur des Kurdes, un signe qui enjoint aux passants de ne pas oublier Giulio Regeni , le doctorant de Cambridge tué en Egypte en 2016.
“Dans ma journée c’était des barricades et des policiers”, dit-il. Il était un activiste étudiant passionné, à l’époque. Qu’est-ce que lui et ses amis voulaient? “Petites choses! Nous voulions un monde sans frontières, sans État, sans guerre, sans religion, sans famille, sans école, sans propriété privée.
Il était, dit-il maintenant, trop radical, et c’était dur, essayant de partager ses possessions, essayant de vivre sans jalousie. Et puis il y avait le LSD. Il l’a pris plusieurs fois. Et il s’est avéré être la graine de son intérêt pour la physique en général, et dans la question du temps en particulier. “Ce fut une expérience extraordinairement forte qui m’a touché aussi intellectuellement”, se souvient-il. “Parmi les phénomènes étranges, il y avait le sens du temps qui s’arrêtait. Il se passait des choses dans mon esprit mais l’horloge n’allait pas de l’avant; l’écoulement du temps ne passait plus. C’était une subversion totale de la structure de la réalité. Il avait des hallucinations d’objets déformés, de couleurs vives et éblouissantes – mais il se souvient aussi avoir pensé pendant l’expérience, se demandant réellement ce qui se passait.

Comment puis-je savoir que la perception habituelle est bonne, et que c’est faux?

“Et j’ai pensé:” Eh bien, c’est un produit chimique qui change les choses dans mon cerveau. Mais comment puis-je savoir que la perception habituelle est bonne, et que c’est faux? Si ces deux manières de percevoir sont si différentes, qu’est-ce que cela signifie que l’une est correcte? »La façon dont il parle du LSD est, en fait, tout à fait semblable à sa description de la lecture d’Einstein en tant qu’étudiant, sur un La plage calabraise cuite, et levant les yeux de son livre imaginant le monde non tel qu’il lui apparaissait tous les jours, mais comme l’espace-temps sauvage et ondulant que le grand physicien avait décrit. La réalité, pour citer le titre d’un de ses livres, n’est pas ce qu’elle semble être.
Il a donné à ses parents conservateurs, véronais, un peu de frayeur, dit-il. Son père, maintenant dans la soixantaine, a été surpris lorsque les conférenciers du jeune Carlo ont dit qu’il allait bien, malgré les longs cheveux et la politique radicale et les contacts occasionnels avec la police. C’est après que le sens optimiste de la révolution étudiante en Italie s’est brusquement terminé avec l’enlèvement et le meurtre de l’ancien premier ministre, Aldo Moro, en 1978 que Rovelli a commencé à prendre la physique au sérieux. Mais sa route vers sa grande carrière universitaire était détournée et non conventionnelle. “De nos jours tout le monde est inquiet parce qu’il n’y a pas de travail. Quand j’étais jeune, le problème était de savoir comment éviter travail. Je ne voulais pas faire partie du «système productif», dit-il.
L’université, alors, semblait être un moyen d’éviter le monde du travail conventionnel et, pendant quelques années, il suivait sa curiosité sans avoir une idée d’ambition carriériste. Il s’est rendu à Trento, dans le nord de l’Italie, pour rejoindre un groupe de recherche qui l’intéressait, dormant dans sa voiture pendant quelques mois («Je prendrais une douche dans le département pour être décent»). Il est allé à Londres, parce qu’il était intéressé par le travail de Chris Isham , puis aux États-Unis, d’être près de physiciens comme Abhay Ashtekar et Lee Smolin . “Mon premier article était horriblement en retard par rapport à ce qu’un jeune devrait faire maintenant. Et c’était un privilège – je savais plus de choses, il y avait plus de temps. ”

Albert Einstein a travaillé pendant sept ans à l’Office suisse des brevets: «Ce cloître mondain où j’ai éclos mes plus belles idées.» Photo: Keystone / Getty Images Les livres populaires, aussi, sont arrivés relativement tard, après son étude académique de la gravitation quantique, publiée en 2004. Si Sept brèves leçons était un amorce lucide, L’ordre du temps prend les choses plus loin; il s’agit de «ce que je fais vraiment en science, ce que je pense vraiment en profondeur, ce qui est important pour moi».
Le travail de Rovelli en tant que physicien, en termes grossiers, occupe d’une part le vaste espace laissé par Einstein et d’autre part le développement de la théorie quantique. Si la théorie de la relativité générale décrit un monde d’espace-temps courbe où tout est continu, la théorie quantique décrit un monde dans lequel des quantités discrètes d’énergie interagissent. Selon les mots de Rovelli, “la mécanique quantique ne peut pas traiter la courbure de l’espace-temps, et la relativité générale ne peut pas tenir compte des quanta”.
Les deux théories sont réussies; mais leur incompatibilité apparente est un problème ouvert, et l’une des tâches actuelles de la physique théorique est de tenter de construire un cadre conceptuel dans lequel ils travaillent tous les deux. Le champ de Rovelli théorie de la boucle , ou la gravitation quantique à boucles, offre une réponse possible au problème, dans lequel l’espace-temps lui-même est compris comme étant granulaire, une structure fine tissée à partir de boucles.
La théorie des cordes propose une autre voie différente pour résoudre le problème. Quand je lui demande ce qu’il pense de la possibilité que son travail de gravitation quantique en boucle puisse être mauvais, il explique doucement qu’être mal n’est pas le but; faire partie de la conversation est le point. Et de toute façon, “Si vous demandez qui a eu la liste la plus longue et la plus frappante des résultats, c’est Einstein sans aucun doute. Mais si vous demandez qui est le scientifique qui a fait le plus d’erreurs, c’est toujours Einstein. ”
Comment le temps s’inscrit-il dans son travail? Le temps, a montré Einstein, est relatif – le temps passe plus lentement pour un objet qui se déplace plus vite qu’un autre objet, par exemple. Dans ce monde relatif, un «maintenant» absolu est plus ou moins dénué de sens. Le temps n’est donc pas une qualité séparée qui nous entoure impassiblement. Le temps est, selon les mots de Rovelli, “une partie d’une géométrie compliquée tissée avec la géométrie de l’espace”.
Pour Rovelli, il y a plus: selon sa théorie, le temps lui-même disparaît au niveau le plus fondamental. Ses théories nous demandent d’accepter la notion que le temps est simplement une fonction de notre perception humaine «floue». Nous ne voyons le monde qu’à travers un verre, obscurément; nous regardons l’ombre de Platon dans la caverne. Selon Rovelli, notre expérience indéniable du temps est inextricablement liée à la façon dont la chaleur se comporte. Dans L’ordre du temps , il demande pourquoi ne pouvons-nous connaître que le passé et non le futur? La clé, suggère-t-il, est le flux de chaleur unidirectionnel entre les objets les plus chauds et les plus froids. Un glaçon tombé dans une tasse de café chaude refroidit le café. Mais le processus n’est pas réversible: c’est une rue à sens unique, comme le démontre le deuxième loi de la thermodynamique .

La théorie des cordes offre une alternative au travail de Rovelli en gravitation quantique en boucle. Le temps est aussi, comme nous l’expérimentons, une rue à sens unique. Il l’explique par rapport au concept d’entropie – la mesure du désordre des choses. L’entropie était plus faible dans le passé. L’entropie est plus élevée dans le futur – il y a plus de désordre, il y a plus de possibilités. Le paquet de cartes du futur est mélangé et incertain, à la différence du paquet de cartes ordonné et soigneusement arrangé du passé. Mais l’entropie, la chaleur, le passé et le futur sont des qualités qui n’appartiennent pas à la grammaire fondamentale du monde mais à notre observation superficielle de celle-ci. “Si j’observe l’état microscopique des choses”, écrit Rovelli, “alors la différence entre le passé et le futur s’évanouit … dans la grammaire élémentaire des choses, il n’y a pas de distinction entre” cause “et” effet “.”
Pour comprendre cela correctement, je peux seulement suggérer que vous lisiez les livres de Rovelli, et passer rapidement sur cette approximation par quelqu’un qui a abandonné joyeusement les leçons de physique à la première occasion possible. Cependant, il s’avère que je suis précisément le lecteur parfait de Rovelli, ou l’un d’eux, et il a l’air tout à fait ravi quand je vérifie avec lui ma compréhension nouvellement acquise du concept d’entropie. (“Vous avez réussi l’examen”, dit-il.)
“J’essaie d’écrire à plusieurs niveaux”, explique-t-il. “Je pense à la personne qui non seulement ne connaît rien à la physique mais qui n’est pas intéressée non plus. Donc, je pense que je parle à ma grand-mère, qui était une femme de ménage. Je pense aussi que de jeunes étudiants en physique le lisent et je pense aussi que certains de mes collègues le lisent. Alors j’essaie de parler à différents niveaux, mais je garde la personne qui ne sait rien dans mon esprit. ”
Ses plus grands fans sont les listes blanches, comme moi, et ses collègues des universités – il est le plus critiqué par les gens du milieu, «ceux qui connaissent un peu la physique». Il est également assez bas sur la physique de l’école. (“Calculer la vitesse à laquelle une balle tombe – qui s’en soucie? Dans une autre vie, je voudrais écrire un livre de physique scolaire”, dit-il.) Et il pense que la division du monde dans les “deux cultures” de la nature sciences et sciences humaines est “stupide”. C’est comme prendre l’Angleterre et diviser les enfants en groupes, et dire à un groupe sur la musique, et un groupe sur la littérature, et celui qui obtient de la musique n’est pas autorisé à lire des romans et celui qui lit n’est pas autorisé à écouter ”

Dans la grammaire élémentaire des choses, il n’y a pas de distinction entre «cause» et «effet»

La joie de son écriture est sa vaste boussole culturelle. L’historicisme donne une première main sur le matériel. (Il enseigne un cours d’histoire des sciences, où il aime réunir des étudiants en sciences et en sciences humaines.) Et il y a le fait qu’aux côtés d’Einstein, Ludwig Boltzmann et Roger Penrose apparaissent des figures telles que Proust, Dante, Beethoven, et, surtout, Horace – chaque chapitre commence par une épigraphe du poète romain – comme pour nous fondre dans le sentiment et l’émotion humaine avant de partir pour le monde vertigineux des trous noirs, des spinfoam et des nuages ​​de probabilités.
“Il a un côté intime, lyrique et extrêmement intense; et il est le grand chanteur du temps qui passe “, dit Rovelli. “Il y a un sentiment de nostalgie – ce n’est pas de l’angoisse, ce n’est pas de la tristesse – c’est un sentiment de” Vivons la vie intensément “. Un bon ami à moi, Ernesto, qui est mort tout jeune, m’a donné un petit livre d’Horace, et je l’ai porté avec moi toute ma vie.
Le point de vue de Rovelli est qu’il n’y a pas de contradiction entre une vision de l’univers qui fait que la vie humaine semble petite et hors de propos, et nos peines et nos joies quotidiennes. Ou bien entre “science froide” et nos vies spirituelles intérieures. “Nous faisons partie de la nature, et ainsi la joie et le chagrin sont des aspects de la nature elle-même – la nature est beaucoup plus riche que de simples ensembles d’atomes”, me dit-il. Il y a un moment Sept leçons quand il compare la physique et la poésie: les deux essayent de décrire l’invisible. On pourrait ajouter que la physique, en s’écartant de sa langue maternelle d’équations mathématiques, s’appuie fortement sur la métaphore et l’analogie. Rovelli a un don pour des comparaisons mémorables. Il nous dit, par exemple, en expliquant que le «flot» du temps est une illusion, que «les événements du monde ne forment pas une file d’attente ordonnée comme les Anglais, ils se pressent comme des Italiens dans le chaos». le temps, dit-il, “a perdu des couches les unes après les autres, morceau par morceau”. Il nous reste «un paysage vide balayé par le vent, presque dépourvu de toute trace de temporalité … un monde dépouillé de son essence, brillant d’une beauté aride et troublante».
Plus que tout ce que j’ai lu, Rovelli me rappelle Lucrèce , l’auteur romain du premier siècle avant notre ère du poème de la longueur épique, Sur la nature des choses . Peut-être pas si étrange, puisque Rovelli est un fan. Lucrèce a correctement émis l’hypothèse de l’existence d’atomes, théorie qui n’aurait pas été prouvée jusqu’à ce qu’Einstein l’ait démontré en 1905, et même aussi tard que les années 1890 étaient considérées comme absurdes.
Ce que Rovelli partage avec Lucrèce n’est pas seulement un éclat de langage, mais aussi un sentiment de la place de l’homme dans la nature – à la fois une partie du tissu de l’univers et dans une position particulière pour s’émerveiller de sa grande beauté. C’est une vision rationaliste: celle qui soutient qu’en comprenant mieux l’univers, en écartant les fausses croyances et la superstition, on pourrait jouir d’une sorte de sérénité. Bien que Rovelli l’homme reconnaisse aussi que la substance de l’humanité est l’amour, et la peur, et le désir, et la passion: tout a rendu significatif par nos vies brèves; notre minuscule intervalle de temps alloué.
L’Ordre du Temps est publié par Allen Lane. Pour commander une copie pour £ 9.75 (RRP £ 12.99) aller à guardianbookshop.com ou appelez 0330 333 6846. p & p UK gratuit au-dessus de £ 10, commandes en ligne seulement. Les commandes téléphoniques min p & p de £ 1,99.

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