LES PETITES PHRASES DE LA SCIENCE




La science ne devrait pas s'exprimer comme si elle régnait souverainement sur le monde

Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II

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De nombreux scientifiques semblent estimer que leur science fournit une description réelle du monde. S'ils sont prêts à reconnaître que leur compte rendu de la réalité n'est encore qu'approximatif dans plusieurs domaines, ils n'en pensent pas moins que l'organisation cosmique qu'ils rencontrent dans leur pratique expérimentale et théorique est une propriété profonde de la nature. Selon eux, les phénomènes naturels qu'ils étudient seraient vraiment soumis aux lois qu'ils ont énoncées. Ces lois théoriques ne se réduiraient pas à une simple traduction commode, en langage mathématique, des propriétés de ce monde mais constitueraient vraiment les lois du monde.

Autrement dit, le monde serait en quelque sorte écrit en langue mathématique. Les concepts mathématiques ne seraient pas seulement des outils de description et de coordination des observations mais en constitueraient l'essence. Les mathématiques transcenderaient, et gouverneraient, le réel.

Je m'attache dans ces pages (pardon de me répéter) à défendre une opinion inverse. Selon moi, rien ne nous force à croire que la nature a une structure mathématisable. Au contraire tout se passe comme si la théorie et la réalité constituaient deux mondes à part (j'ignore ici la question de savoir pourquoi le contact entre ces deux structures est possible car, de nature métaphysique, cette question dépasse le cadre de ma réflexion). En effet, pour rappeler quelques arguments plaidant en faveur de l'irréductibilité de la différence entre réel et modèles du réel :

Ainsi je soutiens la thèse que la nature d'une part et la théorie d'autre part constituent deux structures indépendantes, entre lesquelles s'établit certes un rapport - d'ailleurs par l'intermédiaire du nombre - mais sans que l'une des deux puisse se prévaloir d'une quelconque suprématie. En particulier le monde existe à sa façon, en pleine autonomie, et si nous réussissons à dialoguer avec lui à travers notre science, cette dernière serait malvenue de prétendre dicter sa loi aux choses.

Par conséquent, après celui de ne pas développer exagérément le culte de la personnalité de l'inventeur d'une découverte, le deuxième effort que l'on pourrait demander aux scientifiques serait de gommer de leur vocabulaire toute l'imagerie de domination de la science sur la nature qui malheureusement encombre le discours scientifique courant.

Que la science soit donc attentive à changer les mots qu'elle utilise pour parler de son rapport au monde. Non, la science ne « gouverne » pas le monde. Les mathématiques ne sont pas le « langage de la nature ». Les corps célestes ne sont pas « soumis aux équations de la mécanique ». La nature n'a pas à se « plier à des lois ». Les atomes n'ont pas à « obéir aux règles » de la mécanique quantique, ni les planètes aux lois de la gravitation. Les « lois de la nature » n'existent pas en tant que telles (c'est-à-dire comme les lois de la nature au sens strict de l'expression) : celles que nous nommons ainsi ne sont que des codes d'accès à la réalité, mais ne structurent pas véritablement cette réalité. Alors, abandonnons si possible ces réflexes de langage...

À une époque passée, on usait de périphrases heureuses, du genre « tout se passe comme si... » ou « théoriquement parlant... ». Cette façon d'énoncer les « lois » scientifiques maintenait et rappelait la distance infranchissable entre le modèle et la réalité. De nos jours, on aurait tendance à donner dans le plus direct et à assimiler sans état d'âme lois de la nature et lois de la physique. Pour présenter une théorie scientifique, on utiliserait plutôt l'expression péremptoire « Voici comment le monde fonctionne ». C'est à mon sens regrettable car un tel parler contribue à propager une fausse idée des rapports entre la science et la nature en confortant l'idée que la première gouvernerait la seconde.

Aux premières heures de la science, Newton par exemple prenait grand soin de souligner le caractère mathématique, donc formel, des concepts que sa théorie définissait et utilisait. Ainsi, il déclare considérer les forces attractives et les impulsions qu'il introduit dans sa construction mentale « d'un point de vue seulement mathématique et non pas physique ». Il avertit avec prudence : « Que le lecteur se garde bien de penser que je définisse, en ces termes, la forme, le mode ou encore la cause ou raison physique d'une action, ou que j'attribue à ces centres (qui sont des points mathématiques) des forces véritables ou physiques » (Principia, p. 28; cité par Paul Clavier, Le concept de monde, p. 248).

J'épingle encore quelques tournures trahissant les prétentions de la science vis-à-vis du réel (je me permets de les mettre en italique). Hubert Reeves écrit (L'heure de s'enivrer) : « La richesse et la diversité des formes du royaume des vivants proviennent du fait que les lois de la physique permettent l'existence d'un grand nombre d'êtres différents ». Ailleurs, John Barrow (La grande théorie ; cité par Paul Clavier, Le concept de monde, p. 262) s'interroge sur la raison de la stabilité du monde et montre qu'une matière constituée de particules soumises aux lois classiques de Newton ne serait pas viable. Il considère en particulier la structure de l'atome d'hydrogène, formé d'un proton et d'un électron : « Même si l'on était parvenu à créer une population initiale homogène, de vitesse électronique uniforme, chaque électron s'écarterait de son état de départ sous les coups de boutoir du rayonnement et des autres particules. L'élément bien défini appelé hydrogène, possédant des propriétés universelles, ne pourrait exister en dépit de l'existence de populations universelles d'électrons et de protons identiques. Seule la mécanique quantique fournit une explication à l'existence de structures collectives identiques. La quantification de l'énergie permet à cette énergie de se manifester seulement en paquets discrets, et, de fait, lorsqu'un électron et un proton se rencontrent, un état unique s'offre à eux, dans lequel ils prennent place. [...] Ainsi, la quantification de l'énergie est à la racine de la répétition des structures dans le monde physique et de la parfaite ressemblance des phénomènes dans le monde atomique ».

Trouvez l'erreur...

La science tente d'« expliquer » le monde, à sa façon, à l'aide de ses schémas. Mais qu'est-ce qu'expliquer ? Tout est dans la façon de dire les choses. Or dans les cas que je viens de citer, je prétends que l'explication tourne au triomphalisme. Les savants y donnent l'impression qu'ils ont le pouvoir de refaire le monde, d'en changer à loisir les structures. Ce qui me semble tout de même prétentieux. Et ils sous-entendent que c'est grâce aux lois qu'ils ont découvertes (avec peine, ils oublient de le préciser ; et sous la contrainte des observations) que le monde tient debout. En somme, parmi toutes les possibilités envisageables seule leur physique est la bonne ; elle seule est supposée résister à l'épreuve de la réalisation. Autrement dit, les physiciens se donnent un satisfecit personnel : oui, le « Créateur » a eu raison d'agir selon nos conseils. Or, il est évident que le Créateur (je ne veux pas dire qu'il existe un Dieu : parler du « créateur » est une façon commode de dire que le monde nous est donné) en question n'a pas attendu l'avis de tel ou tel savant. Que nous découvrions après coup quelques explications laborieuses à ce qui existe est une chose. Que nous nous placions en position de Créateur en prétendant être à même de prononcer les formules magiques capables de donner existence au monde et d'y faire naître l'être humain en est une autre.

Quelle est la vraie situation ? Le monde « existe bien merci ! » sans la permission ni les recommandations ni la volonté de la science. Si quelque chose nous semble inexplicable ou contradictoire, ce n'est pas le monde qui est à mettre en cause, mais la théorie. Il est en effet absurde de juger la qualité de l'architecture du monde, telle que lui a choisie le « Créateur ». La science est incapable de reconstruire le monde réel (même si, par vocation, elle est amenée à fabriquer, en toute légitimité, un monde virtuel).

Reprenons les deux exemples précédents.

Dans le premier Hubert Reeves s'étonne de la capacité du monde à avoir engendré la diversité que manifeste le vivant. Il écrit encore (Malicorne, p. 90) : « Dans leur splendeur solennelle, les orbites planétaires, irrémédiablement et inlassablement parcourues, sont, en un certain sens, des images de monotonie, d'ennui et de désespérance. [...] elle sont difficiles à réconcilier avec l'inventivité de la nature. Elles cadrent mal avec la richesse et la diversité des formes que la réalité ne cesse d'engendrer tout au long des ères ». Le diagnostic est juste : la physique a une fâcheuse tendance à engendrer monotonie et uniformité. En effet, s'il est un mot qui caractérise pleinement la physique, dans sa version la plus classique, c'est bien celui d'« équilibre » (un état d'équilibre est un état qui résiste à des perturbations) et il est un fait que l'équilibre est peu fécond de configurations diverses et qu'il est plutôt synonyme d'« uniformité ».

Dans ce cas, comment expliquer la diversité rencontrée ? En vérité le « problème » (celui de la science, pas celui de la nature, qui, elle, sait se débrouiller) vient de ce que nous nous limitons à cette physique d'équilibre. Or la nature, elle, n'est pas à l'équilibre. Ou du moins les situations d'équilibre sont l'exception alors que celles de non équilibre sont la règle quasi universelle. (Ces phénomènes hors équilibres sont d'ailleurs liés également à la non linéarité des processus en cause. Un processus « linéaire » est un processus dans lequel les effets sont proportionnels aux causes alors que dans les processus non linéaires un petit effet peut engendrer une cause sans commune mesure avec elle.)

Par conséquent, la véritable raison du caractère « énigmatique » de la diversité, et d'ailleurs aussi de la complexité, que présente le monde est que le chapitre de physique concernant les effets non linéaires hors équilibre n'a pas encore été écrit. Autrement dit si nous sommes « étonnés » par la nature c'est que nous ne connaissons pas encore les résultats de cette nouvelle physique. En fait, dans ce domaine, les physiciens ont encore bien du pain sur la planche. En astrophysique les problèmes majeurs hors équilibre qui se posent sont la formation de condensations (galaxies, étoiles, planètes) et tout ce qui touche à l'hydrodynamique (mouvements de matière à l'intérieur des astres, jets, chute ou éjection de matière, etc.). De même nous ne comprenons quasiment rien à l'histoire de l'apparition de la vie, car celle-ci étant l'état de déséquilibre par excellence (une chiquenaude peut conduire à la disparition du cycle de processus imbriqués qui constitue la vie) notre physico-chimie d'équilibre est d'un bien maigre secours en la matière.

En conclusion, face à la richesse, la diversité et la complexité de notre Terre et de ce qui l'habite il est juste de déclarer que la raison pour laquelle nous comprenons mal comment la nature a pu réaliser cette foultitude de phénomènes est que nous n'avons pas encore développé la théorie physique susceptible d'en rendre compte. En d'autres termes nous devons avouer, si nous voulons rester honnêtes, que nous sommes incapables de refaire via la science théorique ce que la nature a déjà fait dans la réalité. On conviendra que ce parler modeste est bien différent de la déclaration présomptueuse selon laquelle c'est notre physique qui « permet » à la richesse et à la diversité de se manifester.

Passons à la seconde question, celle de la stabilité de la matière. Dire que seule la mécanique quantique fournit une explication de l'existence de particules élémentaires identiques dans une même espèce, est-ce la « bonne » façon d'exprimer les choses ? À la suite de Misner, Thorne et Wheeler (Gravitation, 1973) je présenterai plutôt la question comme suit. Au début du XX° siècle on a appris que l'atome d'hydrogène était formé d'un proton et d'un électron et cette découverte a plongé la physique dans l'une des crises les plus graves qu'elle ait vécues. Pourquoi ? Parce que dans le cadre de la physique d'alors l'électron chargé négativement aurait dû, à la moindre perturbation toujours présente, se précipiter quasi instantanément sur le proton positif et annihiler du même coup l'atome d'hydrogène qui pour exister exige que ses deux constituants bien que liés entre eux restent distincts l'un de l'autre. Devant cette conclusion-ci de la théorie, que les choses ne pouvaient pas exister, il y avait comme un problème.

Pour lever l'incohérence de la théorie (non celle de la nature !) il fallut changer de physique (on ne peut pas changer le monde), et pour ainsi dire changer de question - ou du moins la formuler de manière totalement différente. Il fut nécessaire d'inventer un formalisme entièrement novateur, qui révolutionnait les notions classiques : la mécanique quantique. Dans ce nouveau cadre conceptuel, les particules perdaient leur caractère ponctuel et matériel, se trouvaient pour ainsi dire « représentés » par une onde mathématique et acquéraient de ce fait les propriétés voulues (c'est-à-dire correspondant aux faits expérimentaux), et principalement celle de pouvoir former un édifice proton-électron qui soit stable (c'est la question que discute John Barrow). Autrement dit, loin de posséder la capacité de donner au Créateur des recettes-conseils de fabrication du monde la théorie a dû s'adapter à la situation concrète, celle qui lui était imposée catégoriquement. Croire que la science aurait liberté dans le choix de ses théories et qu'elle pourrait dicter ce choix au monde serait une erreur.

Il est par conséquent un tantinet malhonnête d'écrire que c'est la mécanique quantique qui est à l'origine, à la racine, de la stabilité de la matière. Le petit « mensonge » est-il anodin ? Non ! car la façon dont le physicien dit les choses dévoile l'idée qu'il se fait du « pouvoir » de la science. En effet si c'est la mécanique quantique qui confère à la matière sa stabilité, comme la science est celle qui a inventé la mécanique quantique, on aboutit à la conclusion que c'est la science qui confère au monde sa stabilité. C'est cette idée que je conteste.

Donner son avis sur la façon dont le monde est conçu, on m'accordera que cela ne nous avance pas à grand chose. En effet autant en théorie nous avons l'impression d'une certaine latitude de pensée, autant en pratique nous sommes contraints de prendre ce que la nature nous a donné, sans nous avoir consultés auparavant. Face à ce que j'aime appeller la « force des choses » toute prétention théorique est vaine et dérisoire. Si le monde est « comme ci ou comme ça », ce n'est pas à la science d'en apprécier la raison ou la pertinence.

Ce n'est pas à la science de décerner au monde un label de qualité de fabrication.

Pourtant nous persistons à vouloir donner notre avis. Certains préfèreront s'extasier devant le génie et l'habileté du créateur, d'autres au contraire penseront dans leur for intérieur que la conception du monde laisse à désirer et souscriront à la boutade légendaire du roi Alphonse X de Castille, à qui des savants expliquaient la théorie des mouvements planétaires en usage à l'époque : « Si le Tout-Puissant m'avait consulté pour sa Création, j'aurais recommandé quelque chose de plus simple ».

C'est sur cette question de la cohérence du monde que la nécessaire distinction entre la façon d'être du monde réel et la structure de nos modèles physico-mathématiques prend tout son sens. Lorsque nous critiquons ou approuvons la façon dont le monde est fabriqué, mettons-nous en cause le savoir-faire du Créateur vis-à-vis de la « création » ou le savoir-faire des savants vis-à-vis de leurs théories explicatives ?

Autrement dit s'agit-il d'apprécier la façon concrète dont le monde est conçu dans la réalité ou la façon abstraite dont les physiciens et astrophyciciens conçoivent le monde en pensée ?

Lorsque John D. Barrow (ibid., p. 262) parle de « la structure viscéralement quantique du monde », j'estime qu'il utilise une expression malheureuse, à verser au dossier des « petites phrases » qui sont l'objet de ce chapitre. En effet, il affirme par ces mots que la structure du monde existant est fondamentalement (viscéralement) celle que la science propose dans sa théorie : ces structures seraient de même essence. Mais il ne s'est pas donné la peine de justifier ce point de vue ni les conséquences qui en découlent (en terme de pouvoir, réel ou imaginaire, attribué à la science).

Voici une autre « pièce à conviction » dans ce procès que je fais aux physiciens et astrophysiciens d'utiliser une imagerie de pouvoir. Pour célébrer le centenaire de la naissance d'Einstein (survenue le 14 mars 1879) on a élevé un monument à la gloire du génial savant près du siège de l'Académie des Sciences de Washington. La sculpture représente Einstein assis, pensif, sur un banc, contemplant à ses pieds l'univers des étoiles et des galaxies gravé sur le sol. Le titre de l'article sur lequel je suis tombé rapportant l'inauguration de cette statue est révélateur d'un certain état d'esprit : « Les étoiles aux pieds d'Einstein ». Une telle représentation du génie du savant ne va-t-elle pas contribuer à perpétuer l'idée que la création existante serait « inférieure » à la création de notre esprit ?

En somme, la science dominerait le monde ; l'homme dominerait le monde. D'ailleurs, l'homme a une fâcheuse tendance à vouloir tout dominer.

On me voit venir avec mes gros sabots : qui l'homme cherche-t-il à dominer toujours et partout sinon la femme ? Y aurait-il donc un lien entre les visées despotiques de l'homme sur les femmes et les ambitions de la science à régner sur le monde ? L'hypothèse n'est peut-être pas si absurde. Au fond, tel Einstein dominant les étoiles, l'image d'un homme seigneur et maître régnant sur les femmes prosternées à ses pieds correspond bien à l'idée du rapport hommes-femmes tel que les hommes l'entendent et qu'ils s'efforcent de mettre en pratique.

Si on croît à la justesse de ce rapprochement, le problème que je soulève alors est bien le suivant : en mettant les étoiles à ses pieds, la science n'apporte-t-elle pas une caution et un soutien de fait aux hommes qui cherchent à étendre leur souveraineté ? En effet, qui prétend règner sur l'Univers assurera qu'il possède légitimité à régner sur les femmes.

Entre les mains de ceux qui l'ont détournée de sa mission, la science aura rendu un mauvais service aux femmes.

À suivre



D'après un extrait du livre de Christian Magnan
Et Newton croqua la pomme...
Éditions Belfond/Sciences (1990)
Dernière modification : 22 avril 2005


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