La vie d’un chercheur n’est plus ce qu’elle était

La science est comme une maîtresse exigeante, qui demande une attention de tous les instants. Nuit et jour, hiver comme été, elle vous poursuit et ne vous lâche pas.

Quand je bute sur un problème, il m’obsède littéralement. Même si je n’y travaille pas de manière consciente, mon subconscient continuera de chercher la solution.

Le grand mathématicien français Henri Poincaré raconte quant à lui comment la solution à un problème mathématique qui lui échappait depuis des semaines lui apparut tout à coup claire comme le jour, au moment de monter dans un bus ! Il n’y a aucun doute, le rôle de l’inconscient dans la découverte est primordial.

c’est probablement cette disponibilité partielle qui est à l’origine de l’image populaire du scientifique façon professeur Tournesol, distrait et perdu dans ses pensées.

Pour ces jeunes gens, observer le ciel signifie s’asseoir devant un écran et manipuler des données collectées par d’autres.


Pourquoi j’écris en français, pourquoi j’écris pour tous

tout auteur écrit dans l’espoir d’être lu.
Je pensais qu’un bon livre de vulgarisation de l’astronomie pourrait toucher une audience plus large et, en fin de compte, avoir davantage d’impact. Qui sait, peut-être pourrait-il changer la vision du monde de certains lecteurs et les aider à mieux apprécier la condition humaine dans ce vaste univers.

J’ai terminé 'La Mélodie secrète' à la fin de mon année sabbatique.
La Mélodie secrète est devenu un best-seller et a été traduit dans plusieurs langues, dont des versions américaine et vietnamienne.

Vulgariser l’astronomie est certainement bien plus aisé que populariser la physique des particules élémentaires, la théorie des cordes, la formule d’un produit chimique, le fonctionnement d’une cellule vivante ou d’un virus.

jouer le rôle de « passeur de connaissance ».
cette science, quand elle est mal appliquée par les décideurs, qu’ils soient politiques, industriels ou militaires, peut causer des ravages : la dévastation d’Hiroshima et de Nagasaki, le trou dans la couche d’ozone, le réchauffement global dû à l’effet de serre

En 2004, un an après l’explosion de la navette spatiale Columbia qui fit périr les sept astronautes à son bord, la NASA décida d’annuler la mission de réparation de Hubble prévue depuis de longues années

sans réparations, Hubble ne pourrait plus fonctionner. Cette annulation signait donc la condamnation à mort du télescope spatial qui a révolutionné l’astronomie.

La dernière mission de réparation de Hubble à l’été 2009 a été couronnée de succès. Il devrait donc poursuivre ses bons et loyaux services au moins jusqu’en l’an 2014, où son successeur, le télescope James Webb, prendra la relève.

Mais il existe d’autres raisons qui motivent mes travaux de vulgarisation. Outre la description de phénomènes – du big bang ou de l’étrange et merveilleux bestiaire de l’astrophysique que constituent trous noirs, quasars et autres pulsars –, ce qui m’intéresse dans ma recherche, ce sont les implications philosophiques qu’elle peut avoir.

La cosmologie moderne a profondément modifié nos idées sur la nature du temps et de l’espace, sur l’origine de la matière, sur le développement de la vie et de la conscience, sur l’ordre et le désordre, le chaos et l’harmonie, la causalité et le déterminisme.

Les questions que se pose le cosmologue sont étonnamment proches de celles qui préoccupent le théologien : quelle est l’origine de l’univers ? A-t-il pu se créer tout seul ? Y a-t-il eu un début du temps et de l’espace ? L’univers aura-t-il une fin ? D’où vient-il et où va-t-il ? Notre existence a-t-elle un sens dans ce vaste univers ? L’émergence de l’intelligence et de la conscience n’est-elle qu’un simple fait du hasard, un « accident de parcours » dans la longue marche de l’univers, ou était-elle inscrite dans les propriétés de chaque atome, étoile et galaxie, et dans chaque loi physique qui régit le cosmos ?


Retour sur ma terre natale

C’est du reste en tant que vulgarisateur que j’ai effectué un voyage au Vietnam en compagnie du président François Mitterrand. Un jour de 1993, dans mon bureau de l’université de Virginie, je reçus un appel du palais de l’Elysée. Je crus d’abord à une plaisanterie.

Peut-être aussi La Mélodie secrète avait-il plu à ce président cultivé qui aimait à s’entourer de philosophes et d’intellectuels.

Pour préserver son indépendance, il a su démontrer au monde que les technologies de guerre les plus avancées ne suffisent pas pour vaincre l’esprit humain.

Étudier l’origine de l’univers, des galaxies et des étoiles n’augmente certes en rien le niveau de vie de la population ni ne stimule directement le développement économique du pays.

Je comprends que le gouvernement préfère investir dans des sciences appliquées telles que la nanotechnologie, l’informatique ou la biotechnologie.

Je conçois aussi que le Vietnam doive d’abord développer ses infrastructures (routières et ferroviaires notamment) pour faciliter le commerce et l’industrie, et l’éducation primaire et secondaire pour préparer ses jeunes.


Un homme et son destin

Je caresse le projet de me réinstaller à Paris quand je n’enseignerai plus et pourrai me consacrer à plein temps à l’écriture. Je me suis toujours senti beaucoup plus proche de la sensibilité française qu’américaine. La conception qu’ont les Français des relations humaines et de la vie me convient mieux. J’ai été vietnamien et américain. Devenir français bouclera la boucle.

l’écriture. Je me suis toujours senti beaucoup plus proche de la sensibilité française qu’américaine. La conception qu’ont les Français des relations humaines et de la vie me convient mieux. J’ai été vietnamien et américain. Devenir français bouclera la boucle.
De même que je constate une organisation dans l’univers, je me demande s’il en existe une dans les grandes lignes de la destinée d’un homme, sans qu’il perde pour autant son libre arbitre. Plus j’avance sur le chemin de la vie, plus je me dis que certains événements et rencontres ne peuvent être le seul fruit du hasard.

Selon le bouddhisme, ce qui nous arrive dans cette vie est la conséquence de tous les actes et pensées de nos vies antérieures. C’est une sorte de loi de cause à effet qui relie notre vie actuelle à toutes celles qui ont précédé et à toutes celles qui suivront. Certains épisodes de mon parcours, quand je les revois, me paraissent trop extraordinaires pour que je ne m’émerveille pas devant leur agencement.


II. Ce que je cherche : la science dans tous ses états


Le monde n’est pas un rêve et la lumière est son messager

Le monde n’est ni un rêve ni une illusion. Qu’il existe est un fait étonnant : « Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? » s’interrogeait déjà le philosophe allemand Gottfried Leibniz.

La lumière vient à notre secours. Elle est le messager du cosmos par excellence. Elle est ma compagne. C’est elle qui me permet de communiquer avec le cosmos et de l’étudier. C’est elle qui véhicule les fragments de musique et les notes éparses de la mélodie secrète de l’univers que l’homme tente de reconstituer dans toute sa glorieuse beauté.

La lumière joue le rôle de messager cosmique grâce à trois propriétés fondamentales. D’abord, comme je l’ai déjà dit, elle ne se propage pas instantanément, mais met un certain temps pour nous parvenir. Dès lors, nous voyons l’univers toujours avec du retard, et les télescopes nous donnent la possibilité de remonter le temps et de reconstituer le passé.

La lumière porte également en elle un code cosmique qui, une fois déchiffré, nous permet d’accéder au mystère de la composition chimique des étoiles et des galaxies, ainsi qu’au secret de leurs mouvements. Et cela parce que la lumière interagit avec les atomes qui composent la matière visible de l’univers. La lumière n’est en effet perceptible que si elle interagit avec un objet. Comble du paradoxe, elle qui éclaire tout est par elle-même invisible. Pour qu’elle se manifeste, il faut que son trajet soit intercepté par un objet matériel, que ce soient les pétales d’une rose, les pigments colorés sur la palette d’un peintre, la rétine de notre œil ou le miroir d’un télescope.

Dépendant de la structure atomique de la matière avec laquelle elle interagit, la lumière est absorbée à certaines énergies très précises. De sorte que si nous obtenons le spectre de la lumière d’une étoile ou d’une galaxie – en d’autres termes, si nous la décomposons avec un prisme en ses différentes composantes d’énergie ou de couleur –, nous découvrons que ce spectre n’est pas continu, mais haché en de nombreuses raies d’absorption verticales, correspondant aux énergies qui ont été absorbées par les atomes. La disposition de ces raies n’est pas aléatoire, mais le fidèle reflet de l’arrangement des orbites des électrons dans les atomes de matière. Cet arrangement est unique pour chaque élément. Il constitue une sorte d’empreinte digitale, de carte d’identité de l’élément chimique qui permet à l’astrophysicien de le reconnaître sans équivoque. C’est ainsi que la lumière nous dévoile la composition chimique de l’univers.

La lumière permet aussi d’étudier les mouvements des astres. Car rien n’est immobile dans le ciel. La gravité fait que toutes les structures de l’univers – étoiles, galaxies, amas de galaxies… – s’attirent et « tombent » les unes vers les autres. Ces mouvements de chute s’ajoutent au mouvement général d’expansion de l’univers. Tout est mouvement et changement. L’immuabilité aristotélicienne des cieux est bien morte. Nous ne percevons pas cette agitation frénétique parce que les astres sont trop distants, et notre vie humaine trop brève. C’est de nouveau la lumière qui nous révèle cette impermanence du cosmos. Elle change de couleur quand la source lumineuse bouge par rapport à l’observateur. Elle se décale vers le rouge (les raies d’absorption verticales sont déplacées vers de moindres énergies) si l’objet s’éloigne, et vers le bleu (les raies d’absorption verticales sont déplacées vers des énergies plus élevées) si l’objet s’approche. C’est en mesurant ces décalages vers le rouge ou vers le bleu que l’astronome parvient à reconstruire les mouvements cosmiques.

En collectant la lumière du cosmos grâce à ces gigantesques réceptacles que sont les télescopes, je tente de déchiffrer la mélodie secrète de l’univers, d’avoir des ébauches de réponse et d’y voir un peu plus clair. Mon cœur bat toujours à grands coups quand le dessin exquis des bras spiraux d’une galaxie à des milliards d’années-lumière s’esquisse sur l’écran qui relaie le télescope. La lumière me connecte au cosmos. Elle me permet de remonter dans le passé jusqu’à des temps immémoriaux, et de voir le monde en train de naître.


Le monde est beau…

le scientifique que je suis est tout aussi sensible à la beauté et à l’harmonie de la nature qu’un artiste ou un poète. Dans mon travail, je me laisse souvent guider par des considérations d’esthétique, qui viennent s’ajouter à celles d’ordre rationnel.

L’homme est à la fois raison et émotion, et le scientifique, pas plus que quiconque, ne peut dissocier son affectivité de sa raison quand il tente de dialoguer avec la nature.
Les plus grands savants ont exprimé un avis sans équivoque sur le rôle que joue la beauté en science. Ecoutons le mathématicien français Henri Poincaré : « Le scientifique n’étudie pas la nature pour un but utilitaire. Il l’étudié parce qu’il y trouve du plaisir ; et il y trouve du plaisir parce que la nature est belle. Si la nature n’était pas belle, elle ne vaudrait pas la peine d’être étudiée, et la vie ne vaudrait pas la peine d’être vécue".

Le monde n’était pas « obligé » d’être beau, mais il se trouve qu’il l’est. Nous vivons dans un monde de merveilles optiques, et le ciel est une toile majestueuse où jouent couleurs et lumières les plus inattendues. Pensez à l’arche multicolore d’un arc-en-ciel qui surgit au milieu des gouttes de pluie à la fin d’un orage, et dont la taille imposante, l’harmonie des couleurs et la perfection de la forme circulaire constituent un pont entre la poésie et la science, et commandent l’admiration et la révérence.
Pensez encore à la spectaculaire beauté des couchers de soleil, ce festival de tons jaunes, orangés et rouges qui illuminent le ciel juste avant que l’astre disparaisse sous l’horizon.

Nous vivons au milieu d’un monde exubérant de variété et de diversité, où la nature donne sans cesse libre cours à sa créativité et à son inventivité.


… et ordonné

Les succès époustouflants de la science, rapportés et diffusés quasi instantanément par Internet, nous font oublier que c’est presque un miracle qu’elle soit possible. C’est le cas parce que la nature présente des régularités, parce que son comportement peut être décrit par ce que nous appelons des « lois ».

Une loi est, selon Le Petit Larousse, une « proposition générale énonçant des rapports nécessaires et constants entre des faits scientifiques ».

La beauté qui me captive vient du fait qu’à partir d’un petit nombre de lois simples et synthétiques, la nature a su créer l’extraordinaire complexité et variété du monde.

Le naturaliste Charles Darwin exprime admirablement cette fascination quand il écrit dans L’Origine des espèces, à propos de sa théorie de l’évolution des formes vivantes : « À partir d’un commencement aussi simple, un nombre infini de formes, toutes plus belles et plus merveilleuses les unes que les autres, se sont développées et continuent à évoluer.»

Nos ancêtres vivaient dans un univers magique au sein duquel l’esprit Soleil éclairait l’esprit Terre le jour, pour laisser la place à l’esprit Lune la nuit ; l’esprit Arbre leur donnait des fruits et ils butaient contre l’esprit Pierre.

Il y a environ dix mille ans, l’univers magique fit place à l’univers mythique.

Les Grecs eurent cette pensée révolutionnaire selon laquelle les événements naturels ne relevaient pas seulement des dieux, mais que la raison humaine pouvait également les appréhender.

Ils jetèrent un regard curieux et inquisiteur sur des sujets aussi divers et variés que la structure de l’univers, la composition de la matière, la nature du temps, la géométrie et les mathématiques, les phénomènes biologiques, météorologiques et géologiques.

Ainsi, à la question : « Pourquoi pleut-il ? », le philosophe grec ne répondit pas simplement que la pluie tombe parce que l’air, en se refroidissant, provoque la condensation de la vapeur d’eau dans l’atmosphère en gouttelettes qui tombent sur la surface de la Terre, attirées par sa gravité, comme le ferait un météorologue d’aujourd’hui ; il distingua entre la cause matérielle que constituent les gouttelettes d’eau, la cause efficace qui fait que la vapeur d’eau se condense en gouttes de pluie, et la cause formelle faisant que les gouttes d’eau tombent sur la surface de la Terre. Mais, au lieu d’invoquer la gravité de la Terre pour expliquer la chute des gouttes d’eau, Aristote fit appel à une cause finale : les gouttes d’eau tombent sur la Terre parce que les plantes, les animaux et les hommes ont besoin d’eau pour vivre et croître. Il était intéressé par le « pourquoi » plutôt que par le « comment » des choses. Pour lui, les lois physiques restaient des constructions intellectuelles, et l’idée d’une science fondée sur l’expérimentation et l’observation lui était étrangère.

Quand la science moderne émergea en Europe au XVIe siècle, les premiers hommes de science travaillaient avec la conviction que l’ordre et les régularités de la nature reflétaient le vaste plan d’un Dieu créateur et dispensateur de lois, et qu’ils exaltaient sa gloire en révélant ce plan.

L’astronome et grand mystique allemand Johannes Kepler rechercha ainsi la perfection de Dieu dans les mouvements des planètes. Pour le physicien anglais Isaac Newton, l’univers était une vaste machine réglée de façon extrêmement précise par un Dieu-ingénieur rationnel.

Parce que la machine, une fois remontée, fonctionnait d’elle-même, Dieu s’éloigna de plus en plus. La raison régnait en maître, reléguant la foi au second plan. Jusqu’au jour où Dieu ne fut plus nécessaire. À la fin du XVIIIe siècle, en réponse à Napoléon Bonaparte qui lui reprochait de n’avoir pas mentionné une seule fois le Grand Architecte dans son ouvrage La Mécanique céleste, le marquis Pierre Simon de Laplace s’écria : « Sire, je n’ai pas besoin de cette hypothèse ! » Depuis, science et religion n’ont cessé de s’éloigner l’une de l’autre. Aujourd’hui, la plupart des scientifiques étudient les régularités de la nature, qu’ils appellent « lois », sans se poser – du moins publiquement – la question de leur origine.


L’esprit des lois

Les lois naturelles possèdent un ensemble de propriétés généralement admises qui rappellent étrangement celles qui sont attribuées à Dieu.

Elles sont d’abord universelles, s’appliquant partout dans l’univers. Je suis toujours admiratif devant la grande unité de la nature quand je constate que les lois physiques qui régissent une galaxie située aux confins de l’univers, dont la lumière a été émise avant même que certains atomes de mon corps ne soient fabriqués par l’alchimie nucléaire d’une étoile, sont les mêmes que celles qui s’appliquent à notre petit coin de Terre, grain de sable dans le vaste océan cosmique. Où que nous pointions nos télescopes dans l’espace, de semblables phénomènes physiques se présentent à nous.

En deuxième lieu, les lois naturelles sont absolues. Elles ne dépendent ni de la personne qui les étudie ni de l’état du système observé. Un astrophysicien américain déduira exactement les mêmes lois que son collègue vietnamien. Un extraterrestre dans une autre galaxie formulera les mêmes lois qu’un Terrien.

Troisième point : les lois sont éternelles et intemporelles. Bien qu’elles relient ensemble des états distincts d’un même système à des époques différentes, elles ne varient pas elles-mêmes en fonction du temps. Nous le savons car, grâce à ces machines à remonter le temps que sont les télescopes, nous constatons que les propriétés des galaxies lointaines, vues dans leur enfance, peuvent s’expliquer avec les mêmes lois physiques qui régissent les galaxies proches, vues dans leur maturité.

Quatrièmement, elles sont omnipotentes. Rien dans l’univers n’échappe à leur emprise, du plus petit atome au plus grand amas de galaxies.
Enfin, elles sont omniscientes, en ce sens que les systèmes physiques dans l’univers n’ont pas à les « informer » de leurs états particuliers pour que ces lois agissent sur eux. Elles « savent » à l’avance.


Deux niveaux de réalité

Quand je tente de comprendre le monde, je me trouve aussitôt confronté à une dichotomie profonde : entre le temporel et l’intemporel, le devenir et l’être ou, en termes bouddhistes, entre l’impermanence et la permanence.

Il existe indubitablement un élément de permanence dans nos vies : nous nous reconnaissons dans le miroir quand nous nous levons le matin ; il y a une certaine constance dans la personnalité des êtres qui nous entourent ; les meubles de notre demeure, les arbres de notre jardin, les rues de notre quartier, les montagnes qui se profilent à l’horizon, le soleil qui se lève chaque matin, la pleine lune qui est de retour tous les mois, les couleurs ocre et mauves de l’automne qui reviennent chaque année, tout arbore un air de quasi-stabilité.

Pourtant, sous cette apparence de quasi-permanence se cachent une impermanence continue, un flux ininterrompu de changements, un incessant festival de transformations : au fil des ans, nos cheveux blanchissent, notre peau se ride ; les êtres de notre entourage changent non seulement physiologiquement mais aussi psychologiquement ; les meubles ternissent ou se cassent, les arbres s’étiolent et les montagnes s’érodent ; la Lune ne jettera plus sa douce clarté et l’automne ne reviendra plus quand le Soleil mourra, dans 4,5 milliards d’années. L’univers lui-même est en perpétuelle évolution : né d’un vide rempli d’énergie il y a environ 13,7 milliards d’années, il va continuer à se dilater et à se refroidir jusqu’à la fin des temps.

Ainsi, des lois immuables et intangibles qui dictent le comportement de la nature, lui conférant cet air de quasi-permanence, s’appliquent à un univers en perpétuelle évolution. Comment concilier l’impermanence avec la permanence ?

je cherche du côté de Platon. Celui-ci pensait qu’il y avait deux niveaux de réalité : la réalité du monde physique accessible à nos sens et à nos instruments de mesure, un monde impermanent, changeant, éphémère et illusoire ; et celle du vrai monde des Idées, éternelles et immuables.

Selon le philosophe grec, le monde sensible et temporel n’était que le pâle reflet du monde des Idées.

Pour illustrer la dichotomie entre les deux, Platon introduisit dans son dialogue La République la fameuse allégorie des hommes enfermés dans la caverne : il existe au-dehors un monde vibrant de couleurs, de formes et de lumière que les hommes ne peuvent pas voir et auquel ils n’ont pas accès ; tout ce qu’ils perçoivent, ce sont les ombres projetées par les objets et les êtres vivants du monde extérieur sur les parois de la caverne ; au lieu de l’exubérance des couleurs et de la netteté des formes de la glorieuse réalité, ils n’ont droit qu’à la sombre tristesse et aux contours flous des ombres.

Parce qu’il y a deux niveaux de réalité, l’homme, selon Platon, possède aussi une nature double : il a un corps matériel, qui change et vieillit au fil du temps, et grâce auquel il évolue et communique avec le monde imparfait et impermanent des sens, mais il possède aussi une âme immortelle douée de raison qui peut accéder au monde des Idées. L’âme existe avant le corps, mais dès qu’elle intègre son enveloppe charnelle, elle oublie qu’elle a été en contact avec le monde des Idées. À mesure qu’elle découvre les formes naturelles du monde des sens, une mémoire vague et distante du monde des Idées lui revient. L’homme réalise que, quand il voit une rose, il n’a devant les yeux que la manifestation imparfaite de l’idée d’une fleur parfaite. D’où une nostalgie constante de la perfection, et le désir ardent de l’âme (Platon appelle ce désir éros) de s’en retourner dans le monde parfait des Idées, son vrai lieu de résidence.

Pour Platon, le monde changeant, impermanent, éphémère et illusoire, accessible à nos sens, semblable au monde des ombres, n’est qu’une pâle représentation du monde des Idées. Or le monde des Idées, « illuminé par le soleil de l’intelligible », est aussi celui où régnent les relations mathématiques, les structures géométriques parfaites. Pour moi, les lois physiques résident également dans le monde des Idées, d’où leur caractère immuable et permanent.


Des lois physiques découvertes ou inventées ?

ces lois nous révèlent-elles des régularités réelles dans la nature – position dite « réaliste » – ou ne sont-elles que de purs produits de l’imagination de l’homme – position dite « constructiviste » ?

La loi de la gravitation universelle de Newton ou les lois de la relativité d’Einstein traduisent-elles des relations essentielles et objectives dans la nature, ou bien ne sont-elles que des inventions géniales de ces deux physiciens pour décrire des régularités perçues subjectivement par eux ?

Le réaliste s’inscrit dans la lignée de Platon et soutient que les lois résident dans le monde des Idées, qui possède une réalité distincte du monde sensible. À l’inverse, le constructiviste maintient que les lois naturelles n’existent que dans l’imagination fertile des physiciens et n’ont d’existence réelle que dans les neurones et les synapses des scientifiques.

je me place résolument du côté des réalistes. Je suis convaincu que les régularités que je perçois dans l’univers grâce à mon télescope ne sont pas une création de mon esprit. Je n’invente pas les étoiles jeunes qui naissent dans les pouponnières stellaires, ni les formes spirales qui ornent certaines galaxies.

La troisième raison qui me fait penser que les lois naturelles ne sont pas de pures constructions de l’esprit est qu’elles s’expriment toutes dans un langage commun, celui des mathématiques. Or il y a d’excellentes raisons de supposer que les mathématiques ne sont pas une invention de l’homme, mais habitent un monde platonicien des Idées complètement indépendant du monde sensible.


La nature parle mathématiques

« Le nombre est le principe et la source de toute chose », proclamait déjà Pythagore au VIe siècle av. J.-C.
Quelque vingt-deux siècles plus tard, Galilée arrive au même constat : « Le livre de la nature est écrit dans un langage mathématique. »

Le surprenant succès des mathématiques à décrire le réel constitue l’un des plus profonds mystères qui soient, car il n’est pas du tout évident que tel devrait être le cas.

Pourquoi des entités abstraites, sorties de l’esprit des mathématiciens, et qui, en général, ne nous sont d’aucune utilité dans la vie courante, se trouvent-elles au diapason des phénomènes naturels ? Pourquoi la pensée pure rejoint-elle ainsi le concret ?

Le fait que le monde physique permette les opérations arithmétiques a une conséquence inestimable : il est calculable, ce qui permet la science.

À mon sens, l'« efficacité déraisonnable des mathématiques » à décrire le monde naturel vient de ce que les lois naturelles résident dans un monde platonicien d’Idées, de pures entités qui agissent sur notre monde. Cette hypothèse explique aussi pourquoi l’univers nous est compréhensible.

« Ce qui est le plus incompréhensible, c’est que le monde soit compréhensible. » Cette phrase d’Einstein exprime son étonnement devant le fait que l’homme est doué de la capacité de comprendre l’univers. Après tout, nous aurions très bien pu habiter un univers dont l’organisation soit si complexe qu’elle dépasse notre entendement, et où nous nous serions contentés de subir les lois naturelles sans avoir la moindre idée de ce qu’elles sont. Le fait que nous réussissions à donner une explication au monde par la science n’est-il que le résultat d’un heureux hasard, ou bien a-t-il en quelque sorte été « programmé » ? Notre aptitude à connaître l’univers est-elle un pur accident, ou bien était-il inévitable que des organismes biologiques émergeant de l’ordre cosmique exaltent cet ordre en le comprenant ? Nos avancées scientifiques extraordinaires ne sont-elles qu’un simple accident de parcours dans la longue histoire de l’univers, ou bien la conséquence d’une intime connexion cosmique entre l’homme et le monde ?

Les nombres entiers ou les figures géométriques ne naissent pas de notre esprit. Ils sont simplement là, que les êtres humains en soient conscients ou non.

René Descartes, réaliste convaincu, écrit dans ses Méditations métaphysiques à propos de la figure géométrique du triangle : « Lorsque j’imagine un triangle, encore qu’il n’y ait peut-être en aucun lieu du monde hors de ma pensée une telle figure, et qu’il n’y en ait jamais eu, il ne laisse pas néanmoins d’y avoir une certaine nature ou forme, ou essence déterminée de cette figure, laquelle est immuable et éternelle, que je n’ai point inventée et qui ne dépend en aucune façon de mon esprit.»

Le mathématicien britannique Roger Penrose dit, quant à lui : « Les concepts mathématiques semblent posséder une réalité profonde… C’est comme si la pensée humaine était guidée vers une vérité extérieure, une vérité qui a sa réalité propre et qui n’est que partiellement révélée à chacun d’entre nous.»

Pour moi, un scientifique qui explore le paysage mathématique ou physique dans l’espace mental est tout autant un explorateur de l’inconnu que le commandant Cousteau découvrant les splendeurs du monde sous-marin, ou que sir Edmund Hillary conquérant le mont Everest. Comme de toute exploration, des contrées inconnues surgissent, des phénomènes nouveaux émergent. La vérité qui jaillit de l’étude de certaines entités mathématiques et physiques est infiniment plus riche que celle dont le mathématicien disposait initialement. Le physicien allemand Heinrich Hertz décrit ainsi cette nouveauté en ce qui concerne les mathématiques : « Nous ne pouvons nous empêcher de penser que les formules mathématiques ont une vie propre, qu’elles en savent plus que leurs découvreurs et qu’elles nous donnent plus que nous leur avons donné. »


L’illumination scientifique

Au cours d’une vie scientifique, il existe quelques rares moments privilégiés où le contact avec le monde des Idées s’établit de façon inattendue : tout d’un coup, les ténèbres dans lesquelles vous avez été plongé des jours durant se dissipent et vous voyez briller le « soleil de l’intelligible ».

Voici comment Roger Penrose le décrit : « J’imagine que quand l’esprit perçoit une idée mathématique, il entre en contact avec le monde platonicien des concepts mathématiques… Ces vérités éternelles semblent avoir une existence antérieure dans un monde éthéré.»

Le mathématicien allemand Carl Gauss décrit ainsi sa soudaine inspiration après des années de vaines recherches sur un théorème d’arithmétique : « Comme en un éclair subit, l’énigme se trouva résolue. Je ne puis dire moi-même de quelle nature a été le fil conducteur reliant ce que je savais déjà à ce qui a rendu mon succès possible. » La soudaineté, la brièveté et la certitude immédiate sont caractéristiques de l’illumination mathématique.

Poincaré raconte comment la solution à un problème mathématique qui lui avait échappé depuis des semaines lui apparut tout d’un coup claire comme le jour : « À ce moment, je quittai Caen, que j’habitais alors, pour prendre part à une course géologique entreprise par l’École des mines. Les péripéties du voyage me firent oublier mes travaux mathématiques ; arrivant à Coutances, nous montâmes dans un omnibus pour je ne sais quelle promenade ; au moment même où je mettais le pied sur le marchepied, l’idée me vint, sans que rien dans mes pensées antérieures parût m’y avoir préparé… Je ne fis pas la vérification ; je n’en aurais pas eu le temps, puisque, à peine assis dans l’omnibus, je repris la conversation commencée ; mais j’eus tout de suite une entière certitude… De retour à Caen, je vérifiai les résultats à tête reposée pour l’acquit de ma conscience…»

Je suis persuadé que, malgré son apparence magique, ce bref contact avec le monde des Idées n’arrive pas par hasard et qu’il ne survient que dans des esprits bien préparés. Mais cette préparation ne s’accomplit pas de manière consciente ; elle est plutôt le fruit d’un long travail de gestation de l’inconscient.

Le scientifique, quand il découvre un aspect caché de la nature, et l’artiste, quand il crée une œuvre d’art, ressentent tous deux le même sentiment exaltant de s’être approchés un très bref instant de la Vérité éternelle et d’avoir soulevé un modeste pan du Grand Mystère.

Nous reconnaissons instantanément les sculptures longilignes de Giacometti, un tableau pointilliste de Seurat ou une peinture cubiste de Picasso. Par contre, des mathématiciens de cultures et de traditions différentes travaillant dans des sociétés diverses et utilisant des méthodes de démonstration qui ne sont pas toujours identiques arrivent à des résultats semblables et aboutissent aux mêmes théorèmes.

je rejoins Penrose pour qui cette concordance vient du fait que chaque mathématicien « a eu un accès direct à la Vérité et a été en contact avec le même monde des Idées».

Et cela parce que les lois naturelles résident dans le monde des Idées auquel tout physicien inspiré a accès. Alors qu’il est beaucoup plus difficile de concevoir que Les Nymphéas auraient été peints sans Monet, que La Flûte enchantée aurait été composée par quelqu’un d’autre que Mozart, ou qu’À la recherche du temps perdu aurait pu jaillir de la plume d’un autre écrivain que Marcel Proust.

Le scientifique explore le monde objectif, l’artiste se concentre davantage sur le monde subjectif, intérieur. C’est d’ailleurs cette objectivité qui fait que la science se pratique volontiers en collaboration, tandis qu’il est en général plus difficile de travailler à plusieurs à une même œuvre d’art.


Préjugés scientifiques et connaissance objective

La mécanique quantique a établi que la lumière a une nature duelle, qu’elle prend l’apparence d’une onde ou d’une particule selon l’action de l’observateur. Si l’appareil de mesure est activé, la lumière est particule, sinon elle est onde. En Orient, un physicien bouddhiste ne sera pas pris de court par cette situation. Pour lui, la lumière n’a pas d’existence propre, parce qu’elle est interdépendante de l’observateur, l’interdépendance étant l’un des principes fondamentaux du bouddhisme. Puisque tout est interdépendant, rien ne peut se définir et exister par soi-même. Il va donc de soi que la nature de la lumière se définit en fonction de l’acte d’observation du physicien.

Par contre, en Occident où l’idée d’une réalité solide intrinsèque est fortement ancrée, existant indépendamment de tout, et en particulier de l’observateur, il est plus difficile de concevoir que la lumière puisse avoir une nature duelle, dépendant de l’acte d’observation. Je ne pense pas que ce soit par accident que les fondateurs de la physique quantique, tels Niels Bohr et Erwin Schrödinger, aient plaidé pour une unité de pensée entre la science occidentale et les philosophies de l’Orient. Ils percevaient dans la pensée orientale une issue possible permettant de sortir des nombreux paradoxes inhérents à la mécanique quantique appréhendée selon un schéma occidental.

Pour Bohr, « parallèlement aux leçons de la théorie atomique […] nous devons nous tourner vers les problèmes épistémologiques auxquels des penseurs comme le Bouddha et Lao-tseu ont été déjà confrontés, en essayant d’harmoniser notre situation de spectateurs et acteurs dans le grand drame de l’existence».

Je ne pourrai jamais être sûr que les concepts issus de mon esprit correspondent exactement à la réalité. Einstein l’exprimait ainsi : « Les concepts physiques sont de libres créations de l’esprit humain, même s’ils ont l’air d’être déterminés uniquement par le monde extérieur. Nos efforts pour appréhender la réalité ressemblent à ceux de quelqu’un qui cherche à comprendre le mécanisme d’une montre fermée. Il voit le cadran et les aiguilles qui bougent, il entend le tic-tac, mais il n’a aucun moyen d’ouvrir le boîtier. S’il est ingénieux, il se forge l’image d’un mécanisme qui serait responsable de tout ce qu’il observe, mais il ne pourra jamais être certain que son image soit la seule capable d’expliquer ses observations. Il ne pourra jamais comparer son modèle avec le mécanisme réel, et ne peut même pas imaginer la possibilité que cette comparaison ait un sens.»

la position d’une particule de matière, avant qu’elle ne soit captée par un instrument de mesure, ne peut être décrite que par une onde de probabilité. Le physicien a passé de longues années à tenter de trouver des failles dans la théorie, sans jamais y parvenir. « Dieu ne joue pas aux dés », ne cessait-il de répéter. Ce qui poussa Bohr, exaspéré, à lui répliquer un jour : « Cessez de dire à Dieu ce qu’il doit faire ! » Les expériences ont toujours, jusqu’ici, donné tort à Einstein et confirmé l’interprétation probabiliste de la mécanique quantique.

très peu de physiciens se sont penchés sérieusement sur les implications philosophiques de la mécanique quantique.


Le canular de Sokal

la relativité, la mécanique quantique, la théorie du chaos ou encore le théorème de Gödel sont souvent cités par les postmodernistes comme ayant des implications politiques, sociales et culturelles profondes.

Dans son article, Sokal s’en était donné à cœur joie pour parodier ces idées, citant au passage Jacques Derrida sur la relativité, Jacques Lacan sur la topologie et la logique, ou Gilles Deleuze sur la théorie du chaos.

Selon lui, son texte était « généreusement truffé de non-sens », mais les éditeurs de Social Text avaient publié cet article sur la physique quantique sans se donner la peine de demander l’avis de spécialistes parce qu’il « sonnait » bien et qu’il était « en accord avec leurs préjugés idéologiques ».