dimanche 10 janvier 2016

K.W. Heisenberg, un auteur romantique ?


Je viens d'écouter Hubert Reeves. Il dit qu'on ne peut commencer à faire de la science qu'après avoir enjambé deux questions.

Tout commence lorsqu'on déclare qu'il "se passe quelque chose". Ce constat se substitue à l'imprudent postulat "je pense donc je suis" de Descartes (c'est qui c'est quoi, ce "je" ?)

La question de Reeves est : pourquoi se passe-t-il quelque chose plutôt que rien. Reeves dit qu'on ne peut répondre à cette question, et je suis d'accord en ce sens qu'il s'agit sans doute d'une illusion de question, et qu'elle n'a pas de sens (et donc qu'elle n'a pas de réponse). Pourquoi s'agit-il d'une illusion de question ? Parce que le fait même de poser n'importe quelle question y compris celle-là démontre bien qu'il se passe quelque chose. Ce fait "explique" en quelque sorte qu'il se passe quelque chose. A l'inverse, s'il ne se passait rien, on ne pourrait pas poser la question : "pourquoi n'y a-t-il rien ? pourquoi n'y a-t-il pas quelque chose ? Le raisonnement peut paraître circulaire ou tautologique, mais me semble valide : on ne peut pas à la fois affirmer (il se passe quelque chose) et simultanément remettre en cause cette affirmation. Ce serait schizophrénique.

Ainsi, on peut demander pourquoi les plantes ne sont pas généralement rouges et pourquoi elles sont vertes. La réponse est qu'elles sont vertes parce qu'elles contiennent de la chlorophylle, et que la définition des plantes implique (je crois) la synthèse de cette molécule. Mais pourquoi ne sont-elles pas rouges - insiste-t-on. Précisément parce qu'elles sont vertes, avec de la chlorophylle, et que cette molécule absorbe toutes les longueurs d'onde autres que celles du vert. A partir du moment où on sait que les plantes sont les plantes, avec tout ce que cela implique, la question de la couleur rouge des plantes est absurde.

Évidemment, je ne questionne pas la dimension arbitraire du signifiant : on aurait aussi bien pu appeler le vert : rouge, et inversement ; mais ce n'est pas le problème. Quand je parle de rouge, je parle de la longueur d'onde du rouge, quel que soit le mot qu'on utilise pour désigner cette longueur d'onde.

Donc Reeves dit qu'on doit tout simplement enregistrer "qu'il se passe quelque chose" (comme le dit, je crois, Leibniz), et accepter que la question du pourquoi n'ait pas de réponse. Selon moi, on ne doit même pas poser la question.

La seconde acceptation de Reeves concerne les lois de la physique. Il dit qu'elles gouvernent la matière, que s'il n'y en avait pas, nous ne serions pas là. Et qu'il s'agit d'un miracle inexpliqué. Il a toutefois l'honnêteté de préciser qu'on peut être d'un avis contraire.

Il me semble qu'il fait là une erreur en dissociant la matière et ses lois. Les propriétés de la matière et les lois physiques qui la régissent font intrinsèquement partie de cette matière (même si les outils mathématiques qu'on utilise pour les décrire relèvent d'un autre questionnement).

Mais Reeves semble voir une possibilité de dessein divin dans ces lois, puisqu'elles permettent DES LE DEPART, dès le big bang, que se crée plus tard la vie et l'intelligence. Ben oui, ça aurait été étonnant que de nouvelles lois apparaissent en cours de route. Ça aurait été de la triche ! Pas même à travers des phénomènes d'émergence ? Je ne crois pas, car à ma connaissance, il n'y a pas de phénomènes d'émergence en physique - mais pas sûr à 100%.

Essayons de raisonner a contrario : si les lois avaient été différentes, peut-être n'y aurait-il rien eu, ou peut-être y aurait-il eu quelque chose d'autre que la vie et l'intelligence. A partir de ce moment, n'est-ce pas erroné de s'extasier sur le fait que les lois apparaissent dès le départ ? N'est pas une erreur téléologique ?

A un autre moment, Reeves dit que les inégalités d'Heisenberg (son "principe d'incertitude") expliquent les hasards qui ont abouti à notre évolution. J'ai un peu de peine à comprendre comment des phénomènes infra-atomiques peuvent influencer les niveaux supérieurs. Je crois me rappeler que Gazzaniga utilise lui aussi le "principe d'incertitude" comme argument, mais cette fois pour démontrer l'existence du libre arbitre chez l'homme. Ce qui me paraît tout aussi incompréhensible.

J'avoue que j'en ai un peu assez de cette prise en otage d'Heisenberg par tous les romantiques ou croyants de la terre qui veulent affirmer qu'il existe un libre arbitre, et que la diversité biologique ou tout autre phénomène aléatoire existe à cause des errements supposés des quantas. Non seulement il est maintenant le héros d'une (excellente) série américaine, "Breaking bad", mais je viens d'entendre qu'il avait fait des découvertes "qui ne pouvaient pas s'expliquer à l'aide de mots". Que la relation d'inégalité ne parle pas immédiatement à notre intuition, d'accord. Mais de là à la dépeindre avec ces couleurs fracassantes et tapageuses...

La première objection qu'il me semble possible de faire, c'est qu'il existe une incertitude en ce qui concerne les coordonnées d'UN seul quanta. Dès qu'on en a un troupeau, j'ai cru comprendre que leur comportement était parfaitement prévisible (un paquet d'ondes est distribué en fréquence et en espace).

Ensuite, je ne réussis pas à imaginer l'influence de cette incertitude quand on change d'échelle. Quand on examine les phénomènes à l'échelle biologique ou neurophysiologique par exemple. Où est le lien entre les niveaux ? En quoi la description du fonctionnement des quantas influe-t-elle sur le fonctionnement des neurones ou d'autres cellules ?

Car si on veut dire que les lois d'inégalités de Planck s'appliquent au monde "macro", il ne faut pas oublier la constante de Planck : elle est si petite qu'elle ne peut avoir de l'influence que sur des objets de très petite taille. Sinon, les effets quantiques sont parfaitement négligeables.

Ensuite, ce terme d'"indéfinition" est discutable. Est-ce que la difficulté ne provient pas de l'imperfection de notre outil intellectuel, de notre tendance à décalquer sur le très très petit les raisonnements que nous appliquons aux voitures qui roulent, aux pierres qui tombent ? Que se passe-t-il en fait ? En traversant, tu as peur de te faire renverser par un photon que tu n'auras pas vu venir ?

Les contradictions n'apparaissent que si on essaye de raisonner sur un quanta en partant d'un monde aristotélicien, alors que le fonctionnement des quantas devrait nous obliger à observer les phénomènes avec un regard différent. La fonction d'onde définit parfaitement les quantas à tout moment en tout point. C'est la prédiction de sa position scalaire qui nous pose problème. Alors qu'il n'y a, dans la réalité, aucune incertitude.
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Il faut donc imaginer un autre fonctionnement de la matière que celui dans lequel nous nous mouvons. Voici la formulation de Wikipedia : le théorème d'incertitude implique qu'à un niveau élémentaire, l'univers physique ne « vit » pas dans un espace des phases, mais bien plutôt comme un ensemble de réalisations potentielles, exactement déterminées en probabilité : les probabilités sont, elles, déterminées avec une précision absolue.

On trouve un point de vue semblable sur le site de Futura : les inégalités d'Heisenberg n'indiquent pas une imprécision ou une limite à la connaissance simultanée de la position et de la quantité de mouvement d'une particule au sens classique. Elles ne reflètent pas une limite à la connaissance mais une limite à l'application des concepts classiques pour décrire les phénomènes mécaniques à l'échelle de l'atome.

Kif kif le type auquel on dit que l'espace est courbe et qu'on peut donc calculer la taille de l'univers, et qui répond : "mais alors, qu'est-ce qu'il y a au-delà ?" A-t-il vraiment tout compris ? C'est Bohr, je crois, qui disait : "il ne faut pas espérer retrouver un électron au même endroit où on l'a laissé comme tu retrouves ta Harley devant le Café des Amis après l'avoir garée deux heures plus tôt". Ça fait réfléchir…

Pour moi, la variabilité biologique provient bien des hasards combinatoires. Je persiste à définir le hasard comme un très grand nombre de causalités d'importance à peu près équivalentes, et dont on a peine à connaître le détail. Ce hasard-là existe et régit pas mal de phénomènes. Il n'est pas de la même nature que cette impossibilité de prédire les coordonnées du quanta à un moment donné. Et je ne conteste pas que dans le cadre d'une vision aristotélicienne, cette indétermination est au-delà de toute analyse et recherche de causes premières, contrairement au hasard qui gère le biologique. Ces deux "hasards" ne doivent pas être confondus.

Bref, je veux bien admettre tout ce qu'on veut, mais il faut quand même un minimum de preuve. J'attends donc la mise en relation logique entre la relation d'indéfinition et la variabilité biologique. En attendant, je trouve ça très chelou, toutes ces invocations d'Heisenberg. Pas toi ? Surtout quand ce sont des types qui sont en principe dignes de confiance - Gazzaniga, Reeves et d'autres - qui s'en prévalent ?

Pour Gazzaniga, je ne sais pas, mais pour Reeves, on peut formuler une hypothèse. Reeves pourrait être partisan de l'"intelligent design" (ou dessein intelligent). Ce mouvement très américain dit en résumé que certaines situations dans l'évolution du monde depuis ses origines avaient une probabilité d'apparition bien trop faible pour qu'on puisse les attribuer au hasard. Il n'y aurait donc pas eu sélection naturelle (par exemple), mais un horloger. Cette thèse qui se prétend scientifique est en fait considérée comme une escroquerie intellectuelle par les milieux scientifiques (car ne répondant pas au principe d'Occam, ne permettant pas des prédictions et donc ne pouvant être ni prouvée ni infirmée). Qu'est-ce qui pousse cette thèse en avant ? Une décision de la Cour Suprême des Etats Unis interdisant l'enseignement de thèses créationnistes (thèses religieuses de la création du monde) dans les écoles publiques. L'"intelligent design" permet ainsi au créationnisme de revenir à l'école publique en passant par la fenêtre.

On peut supposer que l'humour d'Einstein n'est pas étranger au dévoiement des inégalités d'Heisenberg, récupérées à des fins douteuses. C'était plutôt drôle quand il a écrit à Planck à propos du principe d'incertitude : " Dieu ne joue pas aux dés". Il avait raison dans son intuition qu'il n'y avait pas de hasard au sens que nous connaissons. Mais tort s'il avait un doute quant à l'avancée que venait de faire Heisenberg (ce qui n'est pas certain). En tout cas, il a eu la réponse qu'il méritait : "Einstein, cessez de dire à Dieu ce qu'Il doit faire."

Nailed, Albert !

PS : un lecteur attentif m'a fait remarquer que la citation dont je donnais la paternité à Niels Bohr était inexacte - et dans son attribution, et dans sa traduction. Selon lui, il s'agirait d'une citation de Boar - "le Sanglier, surnom du tenancier du bar de Fort Lauderdale où se retrouvent les bikers du coin. Boar ne parlerait pas d'électron, mais d'Electra glide. Il met en garde ceux qui se garent n'importe comment devant son établissement et qui risquent de ne pas retrouver leur Harley." Dont acte. Je remercie ce lecteur et m'empresse de rétablir la vérité de cette citation, qui serait donc une expression du principe d'incertitude de l'Electra glide, moins connue - mais qui a un intérêt indéniable pour tous les bikers.