Divers Non classé Physique

Newton, le petit Jésus et la théorie du tout

Noel, c’est l’anniversaire du petit Jésus, mais c’est aussi celui de Newton, le père de la physique moderne, né le 25 Décembre 1642. 369 ans plus tard, la physique a clairement passé son âge d’or et les physiciens théoriciens (les « vrais ») se posent des questions existentielles dans cet article de Harper’s magazine (via @EmanuelDerman ).

Le problème ? On l’a déjà évoqué ici, mais la quête de « la théorie du tout » semble mener à l’impasse intellectuelle du principe anthropique. Les paramètres (constantes fondamentales) de notre univers semblent en effet « magiquement » ajustés pour permettre notre existence. Une constante un chouia différente, et la matière s’écroule. Comment alors la matière pourrait-elle exister s’il n’y aucune raison a priori qu’elle soit stable avec des paramètres « lambda » ? Le principe anthropique offre une forme de réponse : seul un univers où la matière est stable pourrait abriter la vie, et donc une espèce assez intelligente pour s’en étonner. Evidemment, certains sautent alors le pas pour y voir la main d’un créateur …

Les physiciens théoriciens espéraient toujours trouver une raison fondamentale au pourquoi de l’univers tel qu’il est; or, ils trouvent exactement le contraire, à savoir que notre univers n’aurait aucune raison d’avoir les paramètres physiques qu’il a effectivement. Néanmoins, ils ont trouvé un mécanisme possible de génération d’univers à paramètres multiples (via si je comprends bien une « super-inflation »), qui permet de lever l’ambiguité créationniste : l’univers lui-même jouerait aux dés, générant constamment des tas d’univers avec des constantes gravitationnelles, des vitesses de la lumière, des masses de bosons de Higgs, différentes. Notre univers est alors certes très particulier, mais dans la multitudes d’univers possibles et existants, son existence devient très probable, dans une espèce de « look elsewhere effect » de la création. J’aime beaucoup cette métaphore des poissons savants :

The situation could be likened to a school of intelligent fish who one day began wondering why their world is completely filled with water. Many of the fish, the theorists, hope to prove that the entire cosmos necessarily has to be filled with water. For years, they put their minds to the task but can never quite seem to prove their assertion. Then, a wizened group of fish postulates that maybe they are fooling themselves. Maybe there are, they suggest, many other worlds, some of them completely dry, and everything in between.

Si j’en crois donc l’article de Harper’s, nombreux sont les physiciens qui semblent s’être résolus à cette explication . Mais là commence le trouble pour le scientifique

The wizened old fish conjecture that there are many other worlds, some with dry land and some with water. Some of the fish grudgingly accept this explanation. Some feel relieved. Some feel like their lifelong ruminations have been pointless. And some remain deeply concerned. Because there is no way they can prove this conjecture. That same uncertainty disturbs many physicists who are adjusting to the idea of the multiverse. Not only must we accept that basic properties of our universe are accidental and uncalculable. In addition, we must believe in the existence of many other universes. But we have no conceivable way of observing these other universes and cannot prove their existence. Thus, to explain what we see in the world and in our mental deductions, we must believe in what we cannot prove.

Harper’s magazine a raison de pointer que c’est l’un des gros problèmes actuels de la physique théorique (d’un pur point de vue épistémoligique bien sûr). Evidemment, on peut toujours se rassurer en épousant des idées alternatives type univers évolué, mais on ne peut pas totalement exclure à ce stade que la physique théorique ait atteint réellement une limite dans sa vaste entreprise d’explication du monde. Les théories ont été remarquablement efficaces pour expliquer le « comment » des choses, le « pourquoi » de certaines choses « tombant » alors naturellement dans l’escarcelle des sciences naturelles. Mais in fine, la physique rencontre peut-être un mur, où elle a besoin de faire des hypothèses totalement invérifiables et donc irréfutables. Un acte de foi en fait.

Une des saillies favorites des non-croyants dans le débat science-religion est la problème de la poule et de l’oeuf divin. Si Dieu a créé le monde, qui a créé Dieu ? Le problème des origines de l’univers tel que décrit par cette physique y ressemble en fait furieusement. L’univers est tel qu’il est parce qu’il devait sortir de la mousse quantique d’un multivers. Mais d’où venait ce multivers ? Est-il lui-même issu d’un multivers générant, non plus des paramètres différents, mais carrément des lois différentes ? Comment est né le premier multivers ? Le pixel quantique existe-t-il ? Ces questions, la physique nous suggère en fait que nous ne pourrons jamais y répondre. La science, en quelque sorte, devient tellement poussée et puissante qu’elle en arrive à poser ses propres limites.

Le scientifique, au quotidien, peut affirmer qu’au fond, cela ne le concerne pas. Après tout, il répond au comment, à l’intérieur de l’univers observable. Mais quelle attitude doit-il adopter face au religieux, au philosophe qui ne s’interdisent pas de poser la question de l’existence primordiale, remplissant ce vide laissé par la science ? Historiquement, la science a toujours réussi à combler, in fine ses vides, et a réduit à sa portion congrue l’espace de la religion. Mais n’est-ce pas un acte de foi que de croire qu’il en sera toujours ainsi, compte-tenu de ce que suggère la physique théorique ? N’est-ce pas une erreur fondamentale du mouvement militant athée, si présent dans les blogs scientifiques anglophones ? Je ne peux pas m’empêcher de penser à la conclusion de Schrodinger, dans son livre « qu’est-ce que la vie « , qui menait en gros le raisonnement suivant : la vie est mécanique, donc la physique est incapable d’expliquer le libre-arbitre, et donc, le libre-arbitre doit venir de quelque chose d’autre, qu’il assimilait directement et sans aucune pudeur à une source divine ! Cette externalité n’est pas sans rappeler « l’oracle » de Turing, capable de résoudre n’importe quel problème de décision, y compris les problèmes indécidables. Les multivers de la physique ressemblent fortement à ce processus d’invocation de causalité extérieure, sont formalisables, mais ne semblent toujours pas satisfaisants intellectuellement car ils n’expliquent rien. Faut-il invoquer un autre type d’externalité ( un Dieu de l’émergence ) ? Le silence des scientifiques, qui semblent s’ interdire de penser ce genre de question, laisse la place à tous les charlatanismes.

Joyeux Noel !

About the author

Tom Roud

Blogger scientifique zombie

2 Comments

  • Joyeux Noël Tom!
    Dans son dernier bouquin (le paysage cosmique), Susskind aborde pas mal ces questions avec à mon sens quelques réponses raisonnables (j’en parle dans ce billet).

    – Je ne suis pas sûr que la conjecture des multiverse soit de la pure spéculation. Evidemment on n’observera jamais d’autres univers que le nôtre, par définition, mais on peut observer des indices indirects. Par exemple, si notre univers est simplement un exemplaire possible parmi une infinité, seules les constantes strictement nécessaires à l’existence de la matière et de la vie devraient être ajustées, les autres pouvant prendre des valeurs simplement « suffisantes » (mais pas spécifiques). Par exemple la durée de vie du proton doit être d’au-moins 1033ans mais rien n’interdit qu’elle soit beaucoup plus grande. Si on arrive à trouver cette durée de vie, et qu’elle ne correspond à rien « d’intéressant » physiquement, on aura au moins confirmation que toutes les constantes ne sont pas ajustées pile poil sur des valeurs magiques. Bref, il « suffit » de montrer que l’univers n’est pas optimal dès lors que sa survie est possible, un peu comme la théorie de l’évolution se vérifie aussi grâce à la persistance de caractères pas très adaptés mais qui ne gênent pas la survie d’une espèce…

    – Sur la question épistémologique, je ne suis pas sûr que la physique actuelle (du moins ses représentants les plus en vue) doive choisir entre prétendre apporter des réponses à tout, ou se laver les mains de ce qu’elle ne peut expliquer. Il me semble qu’historiquement sa raison d’être est de ne pas admettre la nécessaire intervention divine pour expliquer tel ou tel phénomène. C’est donc sa raison d’être que de chercher une solution au problème anthropique et je ne crois pas qu’aucun scientifique se contente d’une explication purement spéculative qui n’aurait sinon des preuves, du moins quelques indices permettant de la réfuter…

  • Qu’est-ce qui est le plus gros acte ce foi? De croire que la physique a atteint un mur et qu’il y a des choses que nous ne pourrons expliquer que par la religion? Ou de croire que la physique n’a pas frappé un mur et qu’il lui reste à découvrir des choses que nous ne pouvons même pas imaginer pour l’instant? 🙂

Leave a Comment