{"id":5671,"date":"2009-12-09T08:15:41","date_gmt":"2009-12-09T07:15:41","guid":{"rendered":"http:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/?p=5671"},"modified":"2009-12-09T18:43:15","modified_gmt":"2009-12-09T17:43:15","slug":"deux-approches-contradictoires-pour-la-gravite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/2009\/12\/09\/deux-approches-contradictoires-pour-la-gravite\/","title":{"rendered":"Deux approches conflictuelles pour la gravit\u00e9"},"content":{"rendered":"

Ce texte est un \u00ab article presslib\u2019 \u00bb (*) <\/strong><\/p><\/blockquote>\n

La physique constitue aux yeux des membres de notre culture, un discours certain : la physique dit les choses comme elles sont. \u00c0 ce titre elle s’assimile \u00e0 ce que nous reconnaissons dans d’autres cultures comme \u00ab religion \u00bb. Diff\u00e9rence notable cependant avec les religions monoth\u00e9istes r\u00e9v\u00e9l\u00e9es : il est admis par tous que la physique est une construction humaine, son \u00e9dification peut \u00eatre constat\u00e9e comme r\u00e9sultat de l’activit\u00e9 des hommes au fil de plusieurs si\u00e8cles ; son processus est celui d’une d\u00e9couverte, non d’une r\u00e9v\u00e9lation.<\/p>\n

Autre diff\u00e9rence avec les religions, l’efficacit\u00e9 empirique de la physique comme application d’un discours th\u00e9orique peut \u00eatre mise en \u00e9vidence sans difficult\u00e9. Ainsi, dans le cas de la physique impliqu\u00e9e dans la construction de la bombe atomique : sa faisabilit\u00e9 fut acquise de mani\u00e8re d\u00e9ductive \u00e0 partir d’une \u00e9quation entre la masse d’un corps et son \u00e9nergie, et la masse critique \u00e0 mettre en pr\u00e9sence (par rapprochement de deux demi-quantit\u00e9s) fut calcul\u00e9e avec une tr\u00e8s grande pr\u00e9cision \u00e0 partir, une fois encore, de consid\u00e9rations th\u00e9oriques, avant qu’ait lieu tout test pratique. Ou, dit autrement, le cas de la bombe atomique met en \u00e9vidence de mani\u00e8re incontestable que sa mise au point ne r\u00e9sulte pas de manipulations empiriques fond\u00e9es en r\u00e9alit\u00e9 sur l’essai et l’erreur.<\/p>\n

Cette efficacit\u00e9 r\u00e9elle et ind\u00e9niable n’exclut cependant pas la possibilit\u00e9 d’une \u00ab surd\u00e9termination \u00bb, la possibilit\u00e9 que la physique moderne contemporaine n’ait produit que \u00ab l’un des discours th\u00e9oriques possibles \u00bb sur la nature et sur le fonctionnement de l’univers qui nous entoure. Apr\u00e8s tout, de nombreux discours \u00ab empiriques \u00bb ont eux aussi une efficacit\u00e9 r\u00e9elle dans le monde sensible. Ce qu’ils ont d\u00e9couvert, c’est une mani\u00e8re d’appr\u00e9hender les choses, qui d\u00e9bouche sur un efficace. Ainsi, la m\u00e9decine yoruba, d\u00e9crite par Buckley (1985), fond\u00e9e sur une typologie des humeurs corporelles en fonction de leur couleur blanc, noir ou rouge, d\u00e9bouche elle aussi sur une efficacit\u00e9 r\u00e9elle dans le monde sensible. Koj\u00e8ve, dans sa th\u00e8se refus\u00e9e (par des savants classiques) sur la physique mettait en avant qu’un autre discours physique qui supposerait lui une causalit\u00e9 \u00ab approximative \u00bb o\u00f9 les causes ont \u00ab en g\u00e9n\u00e9ral \u00bb les m\u00eames effets \u2013 soit une vision du monde extr\u00eamement diff\u00e9rente de celle qu’offre la physique contemporaine \u2013 produirait les m\u00eames r\u00e9sultats pratiques que celle-ci, et serait m\u00eame irr\u00e9futable par elle (Koj\u00e8ve 1990).<\/p>\n

En r\u00e9alit\u00e9, cette \u00ab surd\u00e9termination \u00bb, qui fait que la physique moderne contemporaine produit seulement \u00ab l’un des discours th\u00e9oriques possibles \u00bb sur la nature est r\u00e9v\u00e9l\u00e9e par sa constitution pr\u00e9sente m\u00eame : en r\u00e9alit\u00e9, la physique contemporaine est d’ores et d\u00e9j\u00e0 compos\u00e9e d’un ensemble de discours disparates, constituant chacun pr\u00e9cis\u00e9ment l’un de ces \u00ab discours th\u00e9oriques possibles \u00bb et leur h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 se r\u00e9v\u00e8le de mani\u00e8re flagrante l\u00e0 o\u00f9 ces discours se chevauchent de mani\u00e8re conflictuelle. Un exemple convaincant d’un tel conflit existe dans ce qui constitue de mani\u00e8re tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9ralement admise, \u00ab la crise contemporaine de la physique \u00bb : les conceptions contradictoires de la gravit\u00e9<\/i> que proposent la m\u00e9canique quantique d’une part, et la th\u00e9orie g\u00e9n\u00e9rale de la relativit\u00e9 d’autre part.<\/p>\n

La repr\u00e9sentation du temps et de l\u2019espace propre \u00e0 la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 n\u2019est pas celle de la m\u00e9canique quantique. Dans la th\u00e9orie de la relativit\u00e9, la gravit\u00e9 dispara\u00eet en tant que force<\/i>, le parcours de l\u2019objet qui r\u00e9sulte du fait qu\u2019une \u00ab force \u00bb s\u2019exerce apparemment, est en r\u00e9alit\u00e9 le parcours qu\u2019impose une certaine courbure de l\u2019espace-temps \u00e0 proximit\u00e9 d\u2019un autre objet \u00ab grave \u00bb<\/p>\n

Dans la m\u00e9canique quantique, les forces sont toujours des forces<\/i> au sens newtonien, c\u2019est-\u00e0-dire des actions \u00e0 distance. Le concept d\u2019une gravitation quantique<\/i> tente alors, dans le cadre quantique, de r\u00e9introduire la gravit\u00e9 comme une force classique exerc\u00e9e \u2013 \u00e9videmment \u2013 par des particules appel\u00e9es \u00ab gravitons \u00bb. Du coup, une r\u00e9conciliation entre th\u00e9ories prend la forme h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne d\u2019un basculement de l\u2019une \u00e0 l\u2019autre, fond\u00e9 sur un changement d\u2019\u00e9chelle \u2013 ou de niveau d\u2019\u00e9nergie \u2013 \u00e0 la suite duquel on passe d\u2019une r\u00e9alit\u00e9 gravitationnelle g\u00e9om\u00e9trique<\/i> \u00e0 une r\u00e9alit\u00e9 gravitationnelle corpusculaire<\/i>. Einstein aurait voulu unifier l\u2019ensemble des forces de la mani\u00e8re qu\u2019il appliqua \u00e0 la gravitation, mais les forces intranucl\u00e9aires forte et faible ont r\u00e9sist\u00e9 au m\u00eame type d\u2019approche.<\/p>\n

En m\u00e9canique quantique, h\u00e9riti\u00e8re de la m\u00e9canique classique sur ce point, la gravit\u00e9 est une force que des particules, substrats de ces forces, exercent \u00e0 distance les unes sur les autres. Dans ce cadre, la gravit\u00e9 est l’une des forces universelles, au m\u00eame titre que la force \u00e9lectro-magn\u00e9tique, la force intra-nucl\u00e9aire forte et la force intra-nucl\u00e9aire faible. Une explication de la gravit\u00e9 au niveau quantique passe par la d\u00e9couverte de particules appel\u00e9es \u00ab gravitons \u00bb supports de la force de gravit\u00e9. <\/p>\n

La m\u00e9canique quantique parle d’un monde microscopique. La relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale parle d’un monde macroscopique, et plus volontiers encore d’un monde dont les principaux \u00e9l\u00e9ments sont des corps g\u00e9n\u00e9ralement tr\u00e8s grands (les \u00e9toiles) ou sinon extr\u00eamement denses (les trous noirs). Dans le cadre de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, la gravit\u00e9 n’implique pas l’existence de substrats particuliers : la gravit\u00e9 r\u00e9sulte de distorsions dans le tissu de l’espace-temps introduites par la pr\u00e9sence de masses. La densit\u00e9 de l’univers n’est pas uniforme du fait de la distribution h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne de la mati\u00e8re. La pr\u00e9sence de masses discr\u00e8tes introduit dans leur voisinage, et avec une influence diminuant avec le carr\u00e9 de la distance, des effets que l’on a pu interpr\u00e9ter autrefois comme l’action de forces semblant \u00e9maner du centre de gravit\u00e9 de ces masses. Autrement dit, et en particulier, l’interpr\u00e9tation de la gravit\u00e9 par la m\u00e9canique quantique, comme l’exercice d’une force \u00e9manant d’une particule, est un type d’explication consid\u00e9r\u00e9 comme d\u00e9pass\u00e9 dans le cadre de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale<\/u>.<\/p>\n

Ceci dit, les deux th\u00e9ories, la m\u00e9canique quantique d’une part, la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale d’autre part, sont consid\u00e9r\u00e9es comme \u00ab vraies \u00bb par la quasi totalit\u00e9 des physiciens. Le conflit entre les deux interpr\u00e9tations des faits de gravit\u00e9 s’exacerbe cependant lorsqu’on est oblig\u00e9, pour \u00e9viter une contradiction entre les deux repr\u00e9sentations, d’imaginer un niveau d’\u00e9chelle o\u00f9 la gravit\u00e9 cesse d’\u00eatre une distorsion de l’espace-temps introduite par des masses pour devenir une force exerc\u00e9e par des particules. D’o\u00f9 le terme justifi\u00e9 de \u00ab crise \u00bb pour caract\u00e9riser l’existence d’un tel conflit.<\/p>\n

Comment expliquer l’existence de deux interpr\u00e9tations conflictuelles quant aux faits de gravit\u00e9 ? Par la pr\u00e9sence de la \u00ab surd\u00e9termination \u00bb \u00e9voqu\u00e9e plus haut : m\u00e9canique quantique et relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale sont deux de ces \u00ab discours th\u00e9oriques possibles \u00bb sur la nature, rendant compte de mani\u00e8re satisfaisante, chacun \u00e0 sa mani\u00e8re, du comportement de leurs objets th\u00e9oriques de pr\u00e9dilection, objets extr\u00eamement petits pour la premi\u00e8re, objets extr\u00eamement massifs ou extr\u00eamement denses pour la seconde. Par ailleurs, ces deux th\u00e9ories sont n\u00e9es \u00e0 des endroits tr\u00e8s distants l’un de l’autre sur le spectre des domaines du savoir : la m\u00e9canique quantique est n\u00e9e, dans le sillage de la m\u00e9canique classique, au p\u00f4le exp\u00e9rimental de la physique, la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, \u00e0 l’instar de la thermodynamique, au p\u00f4le d\u00e9ductif de la science, \u00e0 partir d’arguments fond\u00e9s essentiellement sur la n\u00e9cessit\u00e9 logique. Pour la science \u00ab constructiviste \u00bb, le principe de progr\u00e8s dans la connaissance est l’apparition d’anomalies exp\u00e9rimentales lors de la pr\u00e9vision \u00e0 l’aide des mod\u00e8les admis, alors que pour la science d’inspiration \u00ab d\u00e9ductiviste \u00bb, l’exp\u00e9rimentation n’intervient qu’au niveau du test de ses pr\u00e9dictions. <\/p>\n

Dans le cas de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale \u2013 et \u00e0 la consternation de certains de ses coll\u00e8gues \u2013 Einstein manifestait personnellement peu d’int\u00e9r\u00eat pour les \u00ab preuves \u00bb empiriques de ses d\u00e9ductions, la n\u00e9cessit\u00e9 logique de sa d\u00e9monstration lui semblant une garantie suffisante de sa v\u00e9racit\u00e9. On pense en particulier \u00e0 son remarquable manque d’int\u00e9r\u00eat pour l’exp\u00e9rience de Michelson et Morley \u00e9tablissant la constance de la vitesse de la lumi\u00e8re, principe pourtant crucial pour son syst\u00e8me. C’\u00e9tait d\u00e9lib\u00e9r\u00e9ment et en fonction d’une intention explicitement formul\u00e9e, qu’il produisit avec la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale une th\u00e9orie engendr\u00e9e sur le mode d\u00e9ductif, et non r\u00e9active \u00e0 la d\u00e9tection d’anomalies exp\u00e9rimentales. Einstein explique dans ses notes autobiographiques qu’il voulait mettre au point avec la relativit\u00e9 une th\u00e9orie semblable \u00e0 la thermodynamique : fond\u00e9e non sur l’\u00e9limination d’anomalies mais organis\u00e9es autour d’un principe tel que l’exclusion du mouvement perp\u00e9tuel<\/i>. Dans ses Notes biographiques<\/i>, compil\u00e9es \u00e0 l’occasion d’un volume comm\u00e9moratif en son honneur, il \u00e9crivait : \u00ab Plus je m’essayais et plus mon d\u00e9sespoir croissait, plus je me convainquais que seule la d\u00e9couverte d’un principe formel universel \u00e9tait susceptible de d\u00e9boucher sur des r\u00e9sultats assur\u00e9s. L’exemple que j’avais devant moi \u00e9tait celui de la thermodynamique [\u2026] Les lois de la physique sont invariantes par rapport aux transformations de Lorentz, [\u2026] il s’agit l\u00e0 d’un principe restrictif pour les lois naturelles, comparable \u00e0 celui de l’inexistence du mouvement perp\u00e9tuel<\/i> qui sous-tend la thermodynamique \u00bb (Einstein 1949 : 53 & 57 ; voir aussi Holton 1973 : 252). <\/p>\n

Utilisant une distinction introduite par Poincar\u00e9 dans La science et l’hypoth\u00e8se<\/i> entre \u00ab science constructive \u00bb et \u00ab science \u00e0 principe \u00bb (Poincar\u00e9 1906), Einstein caract\u00e9risait le style de sa d\u00e9marche de \u00ab science \u00e0 principe<\/i> \u00bb. Dans une allocation en hommage \u00e0 Max Planck, il avait d\u00e9clar\u00e9 en 1918 : \u00ab La t\u00e2che supr\u00eame du physicien est de parvenir \u00e0 ces lois \u00e9l\u00e9mentaires universelles \u00e0 partir desquelles le cosmos peut \u00eatre b\u00e2ti par d\u00e9duction pure \u00bb (in MacKinnon 1982 : 307). Il insistait cependant sur le fait que le point de d\u00e9part de cette d\u00e9duction devait \u00eatre un fait d’observation de tr\u00e8s grande g\u00e9n\u00e9ralit\u00e9, ainsi en 1907 : \u00ab On n’a pas affaire ici […] \u00e0 un \u00ab\u00a0syst\u00e8me\u00a0\u00bb au sein duquel les lois individuelles seraient implicitement contenues et ne pourraient \u00eatre trouv\u00e9es que par d\u00e9duction \u00e0 partir de lui, mais \u00e0 un principe qui (\u00e0 la mani\u00e8re de la seconde loi de la thermodynamique) permet la r\u00e9duction de certaines lois \u00e0 d’autres \u00bb (in Stachel 1998 : 19). En fait il ne s’agissait l\u00e0 de rien d’autre que d’une science g\u00e9n\u00e9r\u00e9e sur le mode d\u00e9ductif, en fonction de n\u00e9cessit\u00e9s logiques, et comme dans le cas de la relativit\u00e9, \u00e0 partir de consid\u00e9rations tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9rales sur la nature du temps et de l’espace. Einstein se situait dans la ligne de ce que Goethe appelait une \u00ab philosophie de la Nature \u00bb. <\/p>\n

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\nBuckley, Anthony D., Yoruba Medecine<\/i>, Oxford : Clarendon Press, 1985<\/p>\n

Einstein, Albert, \u201cAutobiographical Notes\u201d, in Paul Arthur Schilpp (sous la dir.), Albert Einstein : Philosopher-Scientist<\/i>, La Salle (Ill.) : Open Court, 1949 : 2-94 <\/p>\n

Holton, Gerald, Thematic Origins of Scientific Thought. Kepler to Einstein<\/i>, Cambridge (Mass.) : Harvard University Press, 1973<\/p>\n

Koj\u00e8ve, Alexandre, L\u2019id\u00e9e du d\u00e9terminisme dans la physique classique et dans la physique moderne<\/i>, Paris : Librairie G\u00e9n\u00e9rale Fran\u00e7aise, 1990<\/p>\n

MacKinnon, Edward M., Scientific Explanation and Atomic Physics<\/i>, Chicago (Ill.) : Chicago University Press, 1982 <\/p>\n

Poincar\u00e9, Henri, La Science et l\u2019Hypoth\u00e8se<\/i>, Paris : Flammarion, 1906 <\/p>\n

Stachel, John, Einstein\u2019s Miraculous Year. Five Papers That Changed the Face of Physics<\/i>, Princeton (N.J.) : Princeton University Press, 1998 <\/p>\n

(*) Un \u00ab article presslib\u2019 \u00bb est libre de reproduction en tout ou en partie \u00e0 condition que le pr\u00e9sent alin\u00e9a soit reproduit \u00e0 sa suite. Paul Jorion est un \u00ab journaliste presslib\u2019 \u00bb qui vit exclusivement de ses droits d\u2019auteurs et de vos contributions. Il pourra continuer d\u2019\u00e9crire comme il le fait aujourd\u2019hui tant que vous l\u2019y aiderez. Votre soutien peut s\u2019exprimer ici<\/a>.<\/strong><\/p><\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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Ce texte est un \u00ab article presslib\u2019 \u00bb (*) <\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n

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