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Cet ensemble de textes a été conçu à la demande de lecteurs de la revue en ligne Automates-Intelligents souhaitant disposer de quelques repères pour mieux appréhender le domaine de ce que l’on nomme de plus en plus souvent les "sciences de la complexité"... lire la suite

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6 mars 2015 5 06 /03 /mars /2015 10:00

L'explosion du Cambrien. Quels détonateurs ?
Jean-Paul Baquiast 06/03/2015

Chronologie. Sur ce graphique, l'explosion du Cambrien se situe à la hauteur de l'image désignée comme Hard-shelled Animals, animaux dotés de structures rigides (calcaires).

NB. On trouvera en italique dans le cours de cet article quelques observations personnelles.

Sparks of life est le titre d'un article de Bob Homes, qui est paru le 1er mars 2015 dans le New Scientist 1) Bob Holmes est un journaliste scientifique estimé, publiant régulièrement des textes dans la revue. Nous nous bornerons ici à résumer sommairement son dernier article. Il vient compléter avec beaucoup d'éléments nouveaux résultant de recherches et réflexions récentes ceux que nous avions précédemment publiés sur notre site. 2)

Sparks of life fournit de nouveaux éléments à la question que se posent encore sans réponses définitives les biologistes évolutionnistes: pour quelles raisons, après les milliards d'années ayant suivi le moment où la vie est apparue sur Terre (ou plutôt dans les mers) sous les formes simples d'organismes, bactéries ou algues monocellulaires, ces organismes se sont brutalement complexifiés sous la forme d'organismes multicellulaires, généralement dits métazoaires, dont sont issues toutes les espèces aujourd'hui présentes sur le globe.

Certes les premiers multicellulaires, apparues vers – 800 – 750 millions d'années, n'ont pas laissé de traces fossiles directes. Cependant aujourd'hui, des fouilles menées dans les Montagnes Rocheuses canadiennes, dans les schistes proches du Marble Canyon, permettent de mettre au jour des spécimens d'organismes primitifs dont il y a tout lieu de penser qu'ils dérivent directement des premiers multicellulaires. Les chercheurs ont ainsi trouvé de nombreux spécimens d'arthropodes très proches des insectes et crustacés modernes. Leur âge est estimé à – 500 millions d'années.

Marble Canyon a été découvert récemment. Il appartient à l'ensemble désormais célèbre des schistes du Burgess (Burgess Shale) qui constituent encore aujourd'hui la source d'information la plus riche concernant les premiers multicellulaires. Ceux-ci se sont brutalement diversifiés dans ce qui est nommé l'explosion du Cambrien. Les fossiles ou indices datant de cette époque appartiennent à ce que l'on nomme la faune du Burgess. Ils présentent une extraordinaire diversité, avec de très nombreux caractères qui se sont perdus dans la suite de l'évolution. Beaucoup de ces caractères cependant se sont conservés et peuvent être considérés comme les prototypes de ceux retrouvés sous forme fossile ultérieurement ou au sein des organismes modernes. L'explosion de Cambrien n'a cependant duré que quelques millions d'années, c'est-à-dire un temps très court à l'horloge de l'évolution ( Voir ci-dessus)

On doit noter que certaines créatures proches de celles du Burgess ont été récemment découvertes en Chine dans le Site fossilifère de Chengjiang, dans le Yunnan, dénotant une possible répartition plus large que celle jusqu'ici attribuée à la faune du Burgess – ce qui n'aurait d'ailleurs rien d'étonnant. 3)

Causes envisagées

On estime aujourd'hui que cette explosion du Burgess n'a pas été due à un facteur unique, mais à la conjonction de facteurs survenus simultanément et s'étant répercutés et amplifiés réciproquement uns sur les autres (de même qu'aujourd'hui le passage à ce que l'on nomme la Singularité dans l'évolution technologique peut être attribuée à la conjonction d'évènements dits convergents et exponentiels).

Les premiers indices d'organismes multicellulaires apparaissent dans des roches de – 750 mn d'années qui contiennent des biomolécules fossilisées telles qu'elles se retrouvent aujourd'hui dans les éponges. 150 mn d'années plus tard sont apparus les Ediocarans (voir notre article cité) répandus dans les mers du début du Cambrien, disparus ensuite dans ce que l'on peut qualifier une première extinction massive, sans laisser de descendants analogues aux formes de vie moderne. Cependant, à défaut de fossiles, les traces laissées dans le sous-sol marin sous forme de tranchées et d'abris crées par ces organismes 4) montrent qu'à la transition Ediacaran-Cambrien, d'importants changements sont survenus chez les organismes responsables de ces traces. Celles-ci, tranchées et autres, laissées par les organismes vivant sur le plancher sous-marins, correspondent à des animaux très différents, vers et mollusques. (Il aurait été intéressant de préciser comment les paléontologues distinguent de telles traces de celles résultant d'une simple évolution de la roche).

Dans les schistes datés de – 520 millions d'années se retrouvent les principaux groupes d'animaux vivant aujourd'hui. Autrement dit, entre – 540 et – 520 millions d'années s'est construit le paysage animal actuel, homo sapiens compris. (L'évolution des végétaux terrestres a suivi des voies un peu différentes, à partir notamment des monocellulaires photosynthétiques) On a longtemps pensé qu'il a fallu 2,5 milliards d'années aux gènes des premiers organismes monocellulaires pour évoluer spontanément et donner naissance aux gènes modernes. L'hypothèse est recevable, mais rien ne permet de la prouver. Pourquoi pas 1 milliard ou 5 milliards d'années? D'autant plus que l'étude des multicellulaires antérieurs au Cambrien, notamment les ediocarans, montre que la plupart possédaient une complexité presqu'aussi grande que celle de leurs successeurs du Cambrien. Pourquoi alors n'avaient-ils pas subi une évolution aussi explosive que celle de ces derniers?

On a suggéré d'autres facteurs pouvant être à la base de l'explosion du Cambrien. La productivité en nutriments des fonds marins aurait pu être fortement accrue à la suite des fouissages résultant de l'activité des premières générations d'organismes. Dans un autre ordre d'idée l'apparition de prédateurs aurait pu enclencher une guerre évolutive entre prédateurs et proies.

La question reste par ailleurs posée de savoir pourquoi l'explosion du Cambrien ne s'est pas produite plus tôt (ou plus tard). Il a été observé qu'à partir du Cambrien le niveau des mers s'est fortement élevé. Ceci a provoqué une érosion continentale apportant aux océans des éléments minéraux dont ils étaient peu pourvus jusqu'alors, calcium, phosphates et potassium. Les animaux s'en seraient servis pour diversifier et fortifier leurs formes. Cependant, l'expérience montre aujourd'hui que l'apport de nouveaux nutriments entraine une augmentation du nombre des individus propres à chacune des espèces bénéficiaires, mais ne provoque pas nécessairement l'apparition de nouvelles espèces.

Un autre facteur explicatif pourrait être l'augmentation du taux d'oxygène dans l'atmosphère. Aux origines de la vie et jusqu'à – 8oo millions d'années, le taux d'oxygène atmosphérique était d'environ 0,1% du taux actuel. Sans oxygène, les organismes vivants sont peu actifs. Peu de prédateurs n'apparaissent, la prédation supposant le mouvement. A partir d'un taux de 1 à 5 % du taux actuel, tout change. Or il semble que les anciens océans aient commencé à atteindre ce taux à l'époque de l'explosion du Cambrien. Ceci aurait résulté de l'activité des planctons photosynthétiques s'étant développés dans les mers durant le milliard et quelques d'années précédentes.

Une hypothèse un peu différente intéressant la réponse à cette question a été présentée en 2014.5). Les cadavres des algues et bactéries monocellulaires tombaient pendant les milliards d'années initiales au fond des océans et pourrissaient, en consommant le peu d'oxygène alors présent dans l'eau. Les choses ont changé lorsque les éponges sont apparues, un peu avant les edicarans. Elles ont joué le rôle de filtre purgeant les eaux des excès de cadavres d'unicellulaires. De même leurs restes, enfouis eux-aussi au fond des océans, étaient de taille suffisante pour y retenir de l'oxygène.

Les recherches se poursuivent sur ces questions. Elles sont plus importantes qu'il n'y paraît. Aujourd'hui, des changements massifs affectent la température, l'oxygénation, la composition chimique et le type d'organismes vivant dans les océans. Or plus on en saura sur les mécanismes en causes, mieux cela sera.

Malheureusement, tout laisse penser qu'actuellement ce ne serait pas une nouvelle explosion et diversification de la vie qui se préparerait sur le modèle de celle du Burgess, mais une nouvelle grande extinction, analogue à l'extinction Permien Trias, sinon plus massive.

Notes

1) NewScientist. Sparks of life http://www.newscientist.com/article/mg22530100.600-evolutions-big-bang-how-life-on-earth-took-off.html#.VPhlNOERlEM

2) Voir par exemple sur Automates Intelligents, nos articles concernant les premières formes de vie et l'origine des organismes multicellulaires.
* L'étonnante aventure des Ediacarans
* Les BioMEMS
* Notre recension du livre de Nick Lane, Life ascending The Ten Great inventions of Evolution

3) Voir http://whc.unesco.org/fr/list/1388/

4) Voir Decoupling of body-plan diversification and ecological structuring during the Ediacaran–Cambrian transition: evolutionary and geobiological feedbacks, février 2014

5) Voir Nature Geoscience Co-evolution of eukaryotes and ocean oxygenation in the Neoproterozoic era

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4 mars 2015 3 04 /03 /mars /2015 15:12

Par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin (26 février 2015)

 

Le Robot RomeoNous avons plusieurs fois présenté sur ce site la société française Aldebaran Robotics ainsi que son (précédent) produit-phare, le robot Nao (7000 exemplaires vendus). Cette société n'est pas la seule entreprise française s'impliquant dans la robotique, mais elle est certainement la plus exemplaire. A cet égard, il sera indispensable en France de connaître ses développements, ses nouveaux produits et plus généralement sa stratégie.

Ceci d'autant plus que ce domaine de la robotique intelligente, après avoir été et demeurant le point fort de la technologie japonaise, risque de devenir le monopole de la firme américaine Google, qui a racheté durant les derniers mois plus de dix start-up américaines, représentant ce qui se fait de mieux au monde dans ce domaine, tant au point de vue civil que militaire, par exemple le robot quadrupède Spot de Boston Dymacis(1). Il faut signaler cependant que des programmes européens existent aussi, mais ils sont encore loin d'avoir permis d'obtenir des produits ayant dépassé le stade du prototype(2).

Ce qui bientôt ne sera plus le cas du programme Romeo, piloté par Aldebaran Robotics. Au-delà de Nao, la société s'est fixé pour objectif de créer un robot humanoïde assistant de vie et compagnon personnel. Le programme a été développé depuis 2009. Romeo pèse un peu plus de 36 kg et mesure 1m46, ce qui lui donne presque la taille d'un humain adulte. Le budget qui lui a été consacré à ce jour est de 20 millions d'euros, loin évidemment des sommes que la Darpa, l'agence de recherche du département de la défense américain consacre sur ce thème à la robotique duale (militaire et civile)(3).

Le mérite d'Aldébaran n'en est que plus grand. Romeo exploite la méthode de la plate-forme de recherche réunissant le laboratoire recherche/développement d'Aldebaran et une quinzaine de partenaires académiques et industriels notamment dans le cadre du projet PSPC(4) du programme d'investissements d'avenir "Romeo" soutenu par Bpifrance(5). Romeo permet de tester en vraie grandeur et d'améliorer des innovations technologiques dans des domaines variés comme les interactions homme-robot, les mécanismes décisionnels, la reconnaissance vocale ou la détection de comportements sociaux.

Dans ce cadre, Aldebaran Robotics veut offrir au plus grand nombre une gamme de robots humanoïdes compagnons et assistants personnels. Il s'agit aujourd'hui de créer un robot humanoïde de taille quasi humaine capable d'interagir avec son environnement, d'ouvrir une porte ou de saisir des objets posés sur une table. En dehors de ses capacités en matière de dynamique comportementale, Romeo veut s'insérer dans les relations "émotionnelles" qu'un humain entretient avec son entourage. Il sait ainsi suivre du regard un individu, évaluer l'âge de son interlocuteur et détecter les plus visibles de ses émotions. Les concepteurs de Romeo ont veillé à ce que le robot ne constitue jamais un danger pour ses futurs utilisateurs.

Romeo n'est pas encore pleinement opérationnel, il doit notamment apprendre à se déplacer de manière autonome. Sept exemplaires ont été construits et les premières commandes viennent d’être signées avec des laboratoires français et européens.

Posons-nous cependant la question de savoir ce que ferait Aldebaran Robotics et ses financeurs si Google proposait de racheter, avec une somme conséquente en dizaine de millions de dollars, le produit Romeo, voire la société elle-même ? Google s'engagerait évidemment à laisser toute liberté d'action aux équipes, mais on sait ce qu'il en est. C'est le payeur qui est en dernier le décideur.

 

Dernière heure

Bruno Maisonnier, le PDG fondateur d'Aldebaran Robotics vient d'annoncer son départ et la montée au capital de 95% d'AR de SoftBank (géant des telecom japonais) : la suite est facile à envisager. Aldébaran devient une entreprise japonaise (elle l'était déjà auparavant à 80%). A supposer qu'elle reste implantée en France, elle sera mise au service des stratégies japonaises.

Si la puissance publique en France et en Europe avait mieux répondu aux besoins de financement exprimés par Bruno Maisonnier, nous n'en serions pas là. En attendant ce seront les apports des citoyens et contribuables français, déjà versés, qui iront servir le Japon.

En savoir plus

 

Notes
(1) Sur Spot voir notre notre brève d'actualité
(2) Il faut signaler notamment ACCOMPANY (Acceptable Robotics Companions for Ageing Years) destiné, comme Roméo, à l'aide aux personnes âgées. Voir notre brève d'actualité
(3) Voir Darpa Robotics Challenge
(4) PSPC : Projets de R/D structurants pour la collectivité
(5)
BpiFrance

Références concernant Romeo
- Article de cyberland.centerblog
- Le projet Romeo d'Aldebaran

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26 février 2015 4 26 /02 /février /2015 17:39

Jean-Paul Baquiast 26/02/2015

Hibernatus ou Otsy, l'Homme des glaces (reconstitution)
probablement mort entre - 3239 et - 3105.

On peut penser que les premières langues indo-européennes
se sont répandues à travers l'Europe grâce aux migrations de tribus de chasseurs de ce type
 .

Voilà qui va peut-être encourager Vladimir Poutine dans son retour aux sources de l'âme russe. Un groupe de chercheurs américains de l'Université de Californie se sont une nouvelle fois intéressés à l'origine des langues indo-européennes. Celles-ci, de toutes les langues mondiales, recrutent le plus grand nombre de locuteurs, soit environ 3,2 milliards de personnes ou 45% de la population mondiale. La majorité des langues en Europe et en Asie du sud appartiennent à ce groupe.

Les linguistes ont très tôt recherché l'origine de l'indo-européen (en abrégé IE dans cet article). Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, le philologue britannique William Jones avait noté des ressemblances entre quatre langues anciennes, le sanscrit, le latin, le grec et le perse. Le linguiste allemand Franz Bopp avait appuyé cette hypothèse en comparant ces langues et en y observant des origines étymologiques voisines mais des évolutions phonétiques divergentes. Cette langue origine fut dénommée "protoindoeuropéen" (PIE), en usage plusieurs millénaires avant notre ère.

L'étude référencée ici pense apporter de nouveaux éléments concernant l'époque et les régions où le PIE aurait pu prendre naissance. En étudiant plus de 150 langues, actuelles ou disparues, se rattachant à cette famille, les chercheurs font l'hypothèse que l'"ancêtre commun" est apparu entre - 6.500 et – 5.500 dans les steppes dites ponto-caspiennes qui s'étendaient de la Moldavie et l'Ukraine jusqu'à la Russie et à l'ouest du Kazakhstan.

L'étude apporte de nouveaux éléments à l'hypothèse dite Kourgane(1). Celle-ci, introduite par Marija Gimbutas en 1956, combine les données de l'archéologie avec celles de la linguistique afin de localiser le foyer originel des PIE. Ce nom de kourgane vient du terme russe d'origine turque "kurgane" qui désigne les tumulus caractéristiques de ces peuples, et qui marque leur expansion en Europe. Cette hypothèse, qui a eu de fortes répercussions sur les études indo-européennes, suppose une expansion progressive de la "culture kourgane" depuis son bassin originel des régions du Dniepr et de la Volga (première moitié du quatrième millénaire avant notre ère), jusqu'à embrasser la totalité de la steppe pontique (première moitié du troisième millénaire avant notre ère). Ce serait des invasions guerrières qui auraient contribué à la diffusion du PIE.

Ce faisant, la nouvelle étude contredit l'hypothèse selon laquelle le PIE serait apparu bien auparavant, 7.000 ans avant notre ère, en Anatolie, la Turquie actuelle. Cette dernière hypothèse a été récemment reprise dans le cadre une étude faite en 2012 par des chercheurs de l'Université d'Auckland (Nouvelle Zélande). Ils ont estimé que le PIE avait trouvé ses racines à l'occasion de l'apparition de l'agriculture dans cette région et s'était répandu à la suite de l'expansion des pratiques agricoles.

L'étude de l'Université de Californie s'appuie sur l'analyse comparée de 200 mots ou expressions appartenant aux langues indo-européennes actuellement en usage, ou anciennes. En étudiant la vitesse de transformation de ces éléments avec le temps, et à l'aide d'un modèle statistico-informatique original, ils ont conclu que les langues qui les ont en premier lieu utilisés, auraient commencé à diverger approximativement en –6.000. Ceci confirmerait la théorie de Marija Gimbutas et viendrait en soutien de l'hypothèse des Kourganes.

Ce n'est pas la première fois que des programmes statistico-informatiques complétés par des logiciels d'intelligence artificielle sont utilisés en linguistique pour la reconstruction de protolangages et de mots utilisés dans les langues modernes. En 2013, par exemple, des chercheurs canadiens et américains ont établi pour ce faire une base de données de plus de 142.000 mots provenant de 637 langues originaires de l'Asie du sud-est, du Pacifique et du continent asiatique. Grâce à cette technique, une langue phénicienne ancienne avait pu être déchiffrée en 2 heures.

Un modèle trop simple ?

L'accord, on le devine, est loin de régner entre linguistes et archéologues concernant les origines de l'indoeuropéen. Certains en sont venus à contester son existence. Le PIE aurait pu être inventé inconsciemment au XIXe et XXe siècle par des pays ou régimes politiques soucieux d'y trouver là des arguments justifiant leur ancienneté ou leur prédominance.

Il est intéressant d'observer que, dans un dossier publié par la revue La Recherche en mars 2015, les chercheurs Jean-Paul Demoule et Romain Garnier s'opposent sur les origines de l'IE(2).

Pour Jean-Paul Demoule l'idée d'une origine commune résulte d'un mythe identitaire apparu au XIXe siècle. Il n'existerait pas une famille de langues IE clairement distinctes des langues sémitiques ou sino-thibétaines. Il n'y a pas plus de Langue originelle qu'il n'y a de Peuple originel provenant d'une Patrie originelle. Aucun mouvement migratoire précis ne peut être attribué par les archéologues à la diffusion d'un suppose PIE. Le modèle retenu, arborescent et centrifuge serait trop simple. Il faudrait selon Jean-Paul Demoule faire appel à des modèles plus complexes, centripètes plutôt que centrifuges, multipolaires et en réseaux plutôt qu'arborescents.

Pour Romain Garnier au contraire, l'existence d'un PIE ne fait guère de doute. Cette langue n'a jamais accédé à l'écriture, contrairement au babylonien et à l'égyptien. Mais l'étude des langues filles permet de supposer son existence. Sur un vaste territoire allant de l'Irlande au Turkestan oriental ont été parlés des idiomes génétiquement (phylogénétiquement) apparentés, dotés de correspondances frappantes. Or par définition, ce qui est génétiquement apparenté diverge, ce qui ne l'est pas converge. Malheureusement, aussi vivace qu'ait pu être le PIE, il n'a pas laissé de données archéologiques, villes, sépultures, écritures.
Pourquoi cela ? Vraisemblablement par ce que les locuteurs étaient des pillards venus des steppes. Ils sont venus à bout des civilisations reposant sur les échanges pacifiques et l'agriculture.

Ce chercheur, on le voit, soutiendrait plutôt l'hypothèse Kourgane évoquée plus haut. Mais l'article de La Recherche ayant été écrit avant la publication de l'étude de l'Université de Californie, il ne peut donc pas y faire référence.

En quoi des hypothèses relativement ésotériques de cette nature peuvent intéresser les sciences humaines et sociales aujourd'hui ?
La réponse est évidente. Nos sociétés sont traversées, notamment du fait de l'extension du numérique, par d'innombrables concepts ou idées découlant les uns des autres et se déformant à l'usage. Richard Dawkins y avait fait allusion en créant le terme de "mème". Le rôle de l'industrie et de l'agriculture continue d'être important, mais aussi la conquête. Il suffit de voir comment constamment de nouveaux idiomes sont créés au sein des langues indo-européennes par le langage militaire d'origine américaine, ou par celui du djihad, malheureusement de plus en plus envahissant en Europe même.

Référence
 Will Chang, Chundra Cathcart, David Hall, Andrew Garrett :
Ancestry-constrained phylogenetic analysis supports the Indo-European steppe hypothesis

Notes
(1) Wikipedia : Hypothèse Kourganes
(2) Voir aussi un
article de La Recherche datant de 1998

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22 février 2015 7 22 /02 /février /2015 19:48

Sur les pistes de la matière noire
Jean-Paul Baquiast 22/02/2015

L'existence de la matière noire dans l'univers est généralement admise aujourd'hui sans grandes contestations. Même si aucune observation optique ou radio de cette hypothétique forme de matière n'a encore été faite (d'où le terme de matière noire, qu'il vaudrait mieux d'ailleurs remplacer par celui de matière invisible) sa présence et ses propriétés sont déduites de ses effets gravitationnels sur la matière visible, les radiations et la structure à large échelle de l'univers. La matière nore représenterait approximativement 85% de la matière totale dans l'univers, ce qui est considérable. Ainsi, l'observation d'une galaxie montre que la matière visible (celle des étoiles la composant) n'est pas en quantité suffisante pour maintenir l'équilibre gravitationnel de la galaxie. Sans cette matière noire, les étoiles se disperseraient dans l'espace au lieu de graviter régulièrement autour du centre de la galaxie.

La nature et les origines de la matière noire constituent une des plus grandes énigmes de la cosmologie moderne. Le profane s'étonnera du fait que les recherches la concernant ne mobilisent pas d'avantages de moyens et, en amont, de crédits. Mais pour le moment, de tels suppléments de moyens seraient considérés comme peu utiles, puisqu'on ne saurait exactement à quoi les affecter. Les méthoses d'observation et les hypothèses théoriques se heurtent à des murs que la cosmologie actuelle ne paraît pas en mesure de franchir.

Néanmoins, de temps à autres, de nouvelles hypothèses sont formulées permettant de préciser l'existence de la matière noire à l'occasion d'effets qu'elle pourrait avoir sur des phénomènes observables. En accumulant de telles observations et la recherche d'un agent causal qui serait la matière noire, on peut espérer que le profil de celle-ci se précisera. Mentionnons ici deux domaines de recherche intéressants, qui viennent de faire l'objet de publications.

Matière noire et extinctions de masse ayant affecté le développement de la vie sur Terre

Les biologistes savent que, selon une périodicité à peu près régulière, l'évolution de la vie sur Terre a été perturbée par des extinctions de masse affectant les espèces existantes. En s'en tenant à l'histoire de la vie des organismes pluricellulaires, apparus au cours du cambrien (entre -528 et -510 millions d'années) les fossiles montrent qu'au moins cinq grandes extinctions, dites aussi extinctions massives, ont affecté les espèces telles qu'elles existaient avant que ne se produisent ces extinctions. A chaque fois, environ 50 à 70% des espèces présentes sur le globe disparaissaient. Elles étaient, il est vrai, remplacées après un temps suffisant par de nouvelles espèces, en apparence mieux adaptées.

La dernière de ces extinctions s'est produite à la limite crétacé-tertiaire, il y a environ – 65 millions d'années. Elle a été jugée responsable, au moins en grande partie, de la disparition des dinosaures. Par ailleurs, en dehors des grandes extinctions, des perturbations de l'évolution biologique se produiraient, selon certaines études, environ tous les 30 millions d'années. Les causes de ces extinctions et perturbations ne sont pas encore clairement élucidées, les plus communément admises étant soit la rencontre de la Terre avec des astéroïdes de grande taille, soit des éruptions volcaniques massives.

Or dans les deux cas, selon une hypothèse formulée par le Pr Michael Rampino, de la New York University, ce pourrait être la traversée par le système solaire, et donc par la Terre, de grandes quantités de matière noire au cours de leurs rotations autour du centre de la galaxie (la Voie Lactée) qui produirait soit la rencontre avec des comètes aux trajectoires elles-mêmes perturbées, soit des réchauffement anormaux générateurs d'éruption. 1)

Le disque de la galaxie est empli d'étoiles, de gaz et de poussières, ainsi que, comme rappelé ci-dessus, de grandes quantités de matière noire hypothétiques, inégalement réparties. Le système solaire et la Terre font le tour de la galaxie en 250 millions d'années environ. Au cours de cette rotation, le soleil oscille verticalement en traversant le disque de la galaxie selon des cycles de 30 millions d'années environ. Or Rampino a noté que ces cycles correspondent approximativement aux grands impacts de comètes et aux extinctions observées sur la Terre.

En traversant le disque galactique, le système solaire et les comètes qui y circulent pourraient être affectés par la rencontre avec la matière noire supposée s'y trouver. Les trajectoires de certaines comètes, généralement situées aux confins du système solaires, pourraient s'en trouver modifiées. Dans ce cas, elles pourraient entrer en collision avec la Terre. De même, si des particules de matière noire s'accumulaient à cette occasion au centre de la Terre, elles pourraient ensuite s'annihiler en générant de grandes quantités de chaleur, lesquelles provoqueraient des éruptions.

Michael Rampino s'attache dorénavant à préciser, en collaboration avec les paléobiologistes, les corrélations possibles entre les mouvements du système solaire au travers du disque galactique et les différentes perturbations ayant affecté l'évolution de la vie. Ceci ne signifiera pas pour autant, si ces corrélations se précisaient, qu'il aurait découvert le « smoking gun » prouvant sans ambages l'existence de la matière noire.

Matière noire et trous de ver

Le halo galactique dans la galaxie spirale du Sombrero (photo NASA/ESA Hubble Space Telescope ) Il s'agit d'une sphère (deux demi-sphères) où la concentration d'étoiles est moindre et où pourrait se trouver un trou de ver s'étant formé au sein de la matière noire présente dans ce halo.

Beaucoup plus étrange mais à ne pas refuser a priori serait l'hypothèse selon laquelle l'existence de trous de ver permettant de communiquer d'une galaxie à une autre (selon l'hypothèse du film Interstellar) pourrait être liée à la présence de matière noire. Le spécialiste de la matière noire Paolo Ricci, de l' International School for Advanced Studies (SISSA) située en Italie vient d'en préciser certains aspects théoriques 2) .

Il constate que, s'il n'est pas pour le moment possible de créer des trous de ver au sein de la matière ordinaire, compte tenu des propriétés inhérentes à cette matire, des calculs montrent que de tels trous de ver pourraient se trouver dans la plupart des galaxies spirales.

Ils se formeraient dans les « halos » de ces galaxies, au sein de la matière noire supposée s'y trouver. Restera à observer expérimentalement l'existence de tels trous de ver, et à relier ceux-ci aux propriétés de la matière noire. Il y a encore, on le voit, beaucoup de travail à faire avant de pouvoir emprunter ces passages d'une galaxie à l'autre.

Références

1) Michaël R. Rampino et al. Disc dark matter in the Galaxy and potential cycles of extraterrestrial impacts, mass extinctions and geological events

2) Paolo Ricci et al. Possible existence of wormholes in the central regions of halos

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5 février 2015 4 05 /02 /février /2015 16:54

par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin

 


Pour les chercheurs, quatre des "frontières planétaires vitales" sont désormais franchies.
La couleur jaune signale le dépassement des seuils, la couleur rouge les situations critiques.

 

Faut-il mentionner une fois de plus les études scientifiques montrant que la planète, du fait des activités humaines, est en train de franchir des frontières au-delà desquelles l'Anthropocène, c'est-à-dire l'ère dans laquelle nous vivons depuis environ 500 ans, au sein de l'ère géologique de 11.700 ans dite Holocène, est en train d'évoluer vers la destruction irréversible des différents domaines indispensables à la survie d'un très grand nombre d'espèces, dont l'espèce humaine ? Oui, car lorsque des études de plus en plus précises et de mieux en mieux documentées apportent des éléments à ce constat dramatique, il est indispensable d'en faire état.

Malheureusement, comme on peut le constater tous les jours, la plupart des pouvoirs géopolitiques et économiques, relayés dans certains cas par des auteurs scientifiques voulant semble-t-il se faire bien voir par ces mêmes pouvoirs, nient ces constatations ou refusent d'en tirer des conclusions conduisant à des changements radicaux dans les comportements actuels.

Un tel négationnisme vient de se manifester une nouvelle fois lors du Forum économique 2015 de Davos.
Celui-ci était officiellement consacré à l'examen des risques menaçant les écosystèmes. Néanmoins les rapports présentés sur ce thème n'ont suscité qu'un intérêt poli. Les "grands décideurs mondiaux" réunis à Davos ont repris très vite leurs propos et échanges habituels, consacrés pour l'essentiel à la protection d'une "croissance"et des bénéfices associés dont pourtant on venait de leur montrer l'insoutenabilité à 50 ans, voire dans certains cas à 10 ans.

Parmi les rapports présentés à Davos, il convient de citer deux des plus percutants, référencés ci-dessous en fin d'article. Ils sont le fruit de travail d'équipes internationales, provenant de nombreux pays et dirigées par Will Steffen du Stockholm Resilience Centre à l'université de Stockholm University et de l' Australian National University de Canberra, et résultent de la compilation de données collectées par des dizaines d'institutions et des centaines de chercheurs durant les 5 dernières années.

Des "frontières planétaires vitales " à ne pas franchir

Les deux rapports montrent que le rythme de la dégradation de l'environnement résultant des activités humaines actuelles est en train de franchir de nombreux seuils déterminants pour la préservation de l'écosystème terrestre. Ils ont identifiés des "frontières planétaires vitales" (planetary boundaries) qu'il ne faudrait pas franchir. Ils demandent une planification mondiale des développements économiques et scientifiques visant à ne pas franchir les frontières non encore atteintes, et à revenir en arrière lorsqu'elles ont été dépassées.

Will Steffen et ses collègues, plutôt que se focaliser sur un thème unique tel que le réchauffement climatique, ont voulu identifier 9 processus et systèmes en interaction qui ont maintenu la stabilité du "Système terrestre globa" (Earth System) jusqu'à ces dernières décennies, et qui sont en voie de dégradation rapide aujourd'hui, dégradation qui dans certains cas paraît irrévocable. Grâce à cette analyse différenciée, les auteurs pensent possible de définir les domaines dans lesquels des actions de grande ampleur s'imposent en priorité.

Par ordre d'importance, ils proposent le changement climatique, la perte de la diversité génétique, la raréfaction de la couche d'ozone stratosphérique, l'acidification des océans, la rupture des flux naturels concernant les cycles de l'azote et du phosphore, la dégradation des couvertures végétales, la raréfaction de l'eau douce, la pollution atmosphérique, l'envahissement par des produits résultant d'activités industrielles, tels les déchets radioactifs et les plastiques.

Les chercheurs ont fait le constat que depuis 5 ans, date à laquelle fut introduit ce concept de frontières planétaires vitales, quatre de ces frontières ont été désormais franchies, du fait des activités humaines (voir schéma). Elles concernent le changement climatique, l'intégrité de la biosphère, les couvertures végétales et les flux biogéochimiques. Les potentiels de risques entraînant le bouleversement catastrophiques de la vie d'un grand nombre de sociétés humaines en découlent directement.

Pourquoi le négationnisme ?

Les rapports fournissent des données chiffrées que nous ne reprendrons pas ici. Les sociétés pauvres seront les premières victimes des destructions, mais les sociétés riches n'y échapperont pas non plus. Selon nous, les auteurs n'insistent pas assez sur un point qui nous semble capital : ces inégalités généreront des conflits et des guerres ouvertes, que les pouvoirs politiques, eux-mêmes acteurs dans la construction des inégalités, ne pourront pas combattre.

Bien sûr, ceux qui pour diverses raisons refusent de changer leurs habitudes, expliqueront que ces prévisions proviennent de scientifiques cherchant à se rendre intéressants. Mais pourquoi ce négationnisme ? L'explication par l'enracinement des intérêts égoïstes ne suffit sans doute pas.

Nous avons récemment mentionné ici les travaux de certains bio-anthropologues pour lesquels une écrasante majorité d'humains, du fait de motivations souvent à base génétique, sont incapables de s'intéresser au futur, comme incapables de se mobiliser pour la préservation du présent. Dans ce cas, les rapports des scientifiques, fussent-ils particulièrement inquiétants, ne peuvent pas pénétrer les cerveaux conscients. Nous reviendrons peut-être ultérieurement sur ce point capital.

 

Sources
- The trajectory of the Anthropocene: The Great Acceleration
- Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet

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2 février 2015 1 02 /02 /février /2015 12:10

Par delà le visible. La réalité du monde physique et la gravité quantique

Carlo Rovelli.

Odile Jacob. 2015.

Présentation par Jean-Paul Baquiast

01/02/2015

Ce livre est la traduction française d'un livre original de l'auteur paru en italien en 2014 La realtà non è come ci appare

Carlo Rovelli, physicien et historien des sciences, membre senior de l’Institut universitaire de France, est l’un des pères, internationalement reconnu, de la « gravité quantique à boucles », théorie qui cherche à comprendre l’intérieur des trous noirs et les tout premiers instants de l’Univers.

Il dirige le groupe de recherche en gravité quantique au Centre de physique théorique de Marseille-Luminy.

* Carlo Rovelli. Page personnelle

* Wikipedia. Carlo Rovelli

Quatrième de couverture

Pionnier dans l'étude de la gravité quantique, Carlo Rovelli propose dans « Par delà le visible » une vaste fresque des grandes avancées de la physique. Des atomes de Démocrite aux « atomes d'espace », de la chaleur des trous noirs aux hypothèses sur le rôle de l'information dans notre perception de la réalité, il nous guide, sans aucune équation, sur le fascinant chemin des grandes théories – physique quantique, relativité générale – qui ont changé notre vision du monde et nous ont dévoilé, par-delà le visible, une autre réalité. Atomes, quanta et espace-temps courbe mènent le lecteur vers l'étrange image du réel suggérée par la physique d'aujourd'hui : celle d'un monde sans espace ni temps, ni énergie. Seulement un fourmillement probabiliste de quanta élémentaires qui, dans leur danse folle, dessinent l'espace, le temps, la matière et la lumière. C'est la trame d'un nouveau regard sur la réalité qui se révèle sous la plume d'un merveilleux conteur.

Nous avons déjà présenté ce scientifique et son oeuvre dans un article précédent, auquel nous demandons expressément au lecteur de se référer.

Le lecteur peut réagir à cet article sur notre blog Philoscience http://philoscience.over-blog.com/archive/2015-02/

Ce livre nous paraît en effet excellent. Je pense même que c'est le meilleur des ouvrages permettant dans l'état actuel des connaissances de commencer à se faire une idée sur ce qu'est en profondeur l'univers, dont nous sommes une composante. Il est très lisible par le grand public, du fait qu'il est écrit dans un langage familier et qu'il évite toute formulation mathématique. Néanmoins, c'est un livre difficile, dont on peut craindre qu'il ne soit pas lu par ce même grand public, ou , s'il est lu, qu'il ne le soit que superficiellement.

Ceci pour deux raisons. D'une part il oblige le lecteur, non seulement à connaître un tant soit peu les deux fondements de la physique récente que sont la relativité einstenienne et la mécanique quantique, mais aussi à repenser ce qu'il croyait savoir de ces deux grandes théories, grâce aux analyses en profondeur qu'en présente Carlo Rovelli 1).

D'autre part et surtout, il évoque dans la seconde partie de l'ouvrage un thème qui constitue et constituera de plus en plus une révolution majeure des connaissances, mais qui demeure encore très souvent ignoré, la gravitation ou gravité quantique. Pour combattre cette ignorance, Carlo Rovelli rappelle l'historique du problème et la façon dont il se pose aujourd'hui, ce que les manuels de physique n'ignorent évidemment pas, mais il apporte sur ces sujets des données neuves de la première importance, données que ces mêmes manuels, les scientifiques, les philosophes et le grand public ignorent encore,.et qu'il leur faudra apprendre à connaître.

Le livre explique en effet que la grande question posée par la gravité quantique est en voie d'être résolue par la petite équipe de chercheurs s'étant depuis quelques années consacrée au problème, dans le cadre des travaux connus des spécialistes sous le nom de gravité quantique à boucles (quantum loop gravity en anglais) 2). Autrement dit, le problème, loin d'être insoluble est en voie de solution rapide. Il faudra désormais se pénétrer de cette information décisive

Cependant cette solution qui semble dès maintenant extrêmement solide, et qui dans les prochaines années inspirera certainement les esprits des scientifiques, des philosophes et du grand public reste encore aujourd'hui radicalement inimaginable pour la plupart de ceux-ci. Le temps et l'espace, pour chacun d'entre nous, représentent un cadre incontournable dans lequel paraissent s'inscrire nos actions. Or il ne s'agit, selon la gravité quantique, que de constructions globales commodes mais fausses, cachant la nature profonde de l'univers. De même nos ancêtres étaient-ils convaincus que la Terre était plate alors qu'elle est sphérique.

Le livre de Carlo Rovelli, pionnier de la nouvelle théorie, dont il est même devenu pourrions nous dire le pilote, quitte à offenser sa discrétion, explique qu'en profondeur, le temps et l'espace ne sont ni continus, ni infinis, mais granulaires. Ou plus exactement que l'univers est constitué de granulations ou quanta élémentaires en dehors desquels il n'y a rien, c'est-à-dire pour qui le concept d'infini n'est plus nécessaire puisqu'au delà de ces quanta élémentaires il n'y a effectivement rien. Même pas le vide de la physique appliquée ou de la cosmologie, qui n'est jamais vraiment vide.

Les interactions ou relations entre ces entités « discrètes » qui ne sont ni dans l'espace ni dans le temps, peuvent faire émerger le temps, l'espace, l'énergie, la matière et finalement les structures biologiques et cérébrales propres aux humains et à ce qu'ils nomment leur esprit. Les particules classiques et les champs (électromagnétiques, gravitationnels), qui paraissent aujourd'hui pour le public constituer la réalité profonde, disparaissent au profit de ce que la gravité quantique nomme des « champs quantiques covariants », c'est-à-dire probabilistes et variant en relation les uns avec les autres.

La difficulté , notamment dans sa seconde partie, tient à ce que l'auteur entreprend d'expliquer pour le grand public l'état actuel des recherches en voie d'aboutir à ces conclusions. Comme indiqué plus haut, il n'utilise que des concepts et non des formulations mathématiques, mais ces concepts obligent à un tel effort de représentation qu'ils risquent de rester longtemps encore totalement incompréhensibles par la plupart des humains. Il faut beaucoup de temps au lecteur, malgré les explications précises apportées par le livre, à se représenter par exemple ce que sont des champs quantiques co-variants.

Mais ceci, comme le rappelle Carlo Rovelli, a toujours été le sort des hypothèses scientifiques. Comment, dès l'antiquité grecque, des humains croyant constater que la Terre était plate, pouvaient-ils imaginer une autre humanité vivant sous leurs pieds la tête en bas. Quoiqu'il en soit, les lecteurs qui auront la persévérance de suivre Carlo Rovelli dans ses explications ne le regretteront pas. Pour la plupart d'entre eux – ceux qui n'abandonneront pas le livre en cours de route - une vision du monde incroyablement stimulante commencera à se faire jour.

Par ailleurs, les applications de la gravité quantique ne se limitent pas à mieux représenter notre univers quotidien, la matière et l'énergie. Elles concernent bien plus encore la cosmologie. Celle-ci vient d'admettre des notions longtemps contestées. Il s'agit d'abord de celles décrivant un univers en évolution, né d'un Big Bang et éventuellement suivi d'un Big Crunch et pouvant rebondir vers un nouveau Big Bang. Il s'agit aussi des Trous noirs où sous l'effet de la gravité s'effondre la matière, la lumière et par conséquent le Temps. Le mentionnons pas le grand point d'interrogation qui demeure, concernant la " matière noire."

Or si la cosmologie admet les postulats de la gravité quantique, selon lequel notre univers est un continuum spatio-temporel se dissolvant en une nuée de probabilités néanmoins descriptibles par les équations, elle doit aussi faire le lien entre ces hypothèses et les siennes propres concernant l'univers. Elle devrait aussi admettre la possibilité qu'existent ailleurs que dans notre univers, d'autres continuum spatio-temporels analogues au nôtre, ou différents, et vivant la même histoire, ou des histoires différentes, faisant alors émerger d'autres temps et d'autres espaces, avec éventuellement d'autres lois fondamentales. Précisons cependant que si tout ceci parait encore impossible à vérifier expérimentalement, des perspectives en ce sens commencent à apparaitre.

Recherches nouvelles

Carlo Rovelle ne se limite pas à présenter ce qui semble généralement acquis dans la théorie de la gravité quantique. Il mentionne les domaines qui, selon lui, imposent des recherches nouvelles, auxquelles il se consacre désormais. Il mentionne d'abord le concept d'information, bien défini par Claude Shannon en 1948 et que l'on retrouve dans toutes les sciences et techniques d'aujourd'hui. L'information permet l'établissement d'un réseau d'interactions réciproques entre tous les systèmes physiques. Or ceci, selon Carlo Rovelli, permet de comprendre des aspects encore mystérieux de la mécanique quantique, par exemple pourquoi les effets d'une mesure sont toujours finis, et non infinis comme le prévoitcette dernière: parce que l'information est elle-même finie.

Résumons très sommairement sur ce pont l'argument de l'auteur ( p. 228 ) Un système physique se manifeste toujours par la relation qu'il entretient avec les autres. La description de son état est toujours une description de l'information qu'il a d'un autre système, et donc de la corrélation qu'il entretient avec tous les autres systèmes. La mécanique quantique repose sur deux postulats: l'information dans un système physique est finie – on peut toujours acquérir une nouvelle information sur ce système.

Ceci caractérise la granularité de la mécanique quantique, tenant au fait qu'il n'existe qu'un nombre fini de possibilités. Ceci explique aussi l'indétermination, selon laquelle il est toujours possible d'obtenir un nouvelle information sur un système. Or lorsque l'on obtient une nouvelle information sur un système, comme le nombre de celles-ci ne peut croitre indéfiniment, une partie de l'information précédente devient négligeable et s'efface.

Un deuxième thème auquel s'intéresse dorénavant l'auteur est celui du " temps thermique " (p. 232 ). La notion de temps, comme il a été vu, ne joue pas de rôle en gravité quantique. Mais comment comprendre la perception de temps que nous ressentons dans notre expérience quotidienne? Pour Carlo Rovelli, l'origine du temps est semblable à celle de la température. Elle découle du fait que l'on établit des moyennes sur un grand nombre de variables microscopiques. Or dans la théorie thermodynamique, qui joue un rôle de plus en plus grand en physique, la température, spontanément, décroit toujours avec le temps.

Mais pourquoi peut-on dire que la dissipation de chaleur produit du temps, au lieu de dire que le temps produit de la dissipation de chaleur? Parce que la notion de chaleur découle du fait que l'on procède à des moyennes sur de nombreuses variables. L'idée de temps thermique vient elle aussi du fait que nous avons seulement affaire à des quantités moyennes intéressant de nombreuses variables. Ainsi, le temps en général n'est qu'un effet de l'ignorance que nous avons à l'égard des micro-états physique des choses.

Ajoutons que les postulats de la gravité quantique décrits l'auteur justifient un postulat auquel nous avons souvent fait allusion dans cette revue. La physicienne Mioara Mugur Schächter, dans les nombreux travaux qu'elle lui a consacré,l'a nommé principe de conceptualisation relativisée. En simplifiant, nous pouvons dire que cette conceptualisation s'oppose au réalisme dit des essences pour lequel il existe un réel en soi indépendant de l'observateur. De la même façon, Carlo Rovelli, dans son livre, rappelle que pour la mécanique quantique, tout savoir dépend d'une relation entre un objet et un observateur. Il n'est pas possible d'affirmer que l'univers, que la réalité, existent en soi. La connaissance que nous en avons est liée au réseau de relations, d'informations réciproques qui constitue le monde. La gravité quantique n'oblige pas à remettre en cause cette constatation épistémologique découlant de la mécanique quantique. Au contraire, elle lui donne une nouvelle portée.

Commentaires conclusifs

Ajoutons que l'on retrouve dans ce livre tout ce qui fait la force des ouvrages et articles précédents de l'auteur:

* Une connaissance poussée des débuts de la pensée scientifique moderne, datant des premiers siècle de l'Antiquité grecque, avec notamment les grands philosophes, véritablement inspirés, que furent Lucippe et Démocrite. Pour eux, l'univers entier est formé d'un espace vide infini, sans espace ni bords, où circulent d'innombrables atomes. Il rappelle que cette vision prémonitoire fur mal comprise par Platon et Aristote, puis complètement étouffée sous la conquête romaine. A sa suite, le christianisme, relayé par l'islamisme, imposèrent jusqu'au siècle des Lumières et aujourd'hui encore, avec une force renouvelée, des conceptions de l'univers tirées des textes dits sacrés et n'ayant aucune consistance scientifique.

* Un intérêt porté en permanence à la personnalité et à l'oeuvre des grands découvreurs, dont il signale un caractère connu mais mal encore expliqué par la psychologie, l'extrême jeunesse.

* Un plaidoyer constamment argumenté en faveur du rôle véritablement civilisationnel de la science, tenant non seulement à ses applications, mais à sa méthode, la méthode scientifique expérimentale. Or aujourd'hui l'on constate que cette méthode est plus que jamais battue en brèche, non seulement par les religions mais par un mysticisme para-scientifique voire anti-scientifique qui ne cesse de proliférer et se répandre, grâce notamment aux réseaux numériques.

* Un plaidoyer enfin en défense et illustration de l'athéisme, dit aussi matérialisme scientifique. Si les individus sont en droit d'avoir toutes les croyances qu'ils veulent, ils ne doivent pas faire interférer ces croyances avec les processus de la science expérimentale.

Questions complémentaires

La lecture de Par delà le visible, incite le lecteur à se poser, à tort ou à raison, certaines questions débordant quelque peu le cadre de l'ouvrage, mais sur lesquelles nous aimerions connaître le point de vue de Carlo Rovelli. En voici quelques unes, en désordre:

* Comment expliquer que les grandes avancées de la science ont le plus souvent été dues, non à des progrès dans l'instrumentation, mais à des visions s'étant imposées à certains esprits, souvent très jeunes, en contradiction avec les convictions régnantes les plus affirmées. Pourquoi ainsi Démocrite a-t-il puis concevoir un univers vide peuplé d'atomes, alors que la mythologie régnante faisait appel à des Dieux ou esprits sur le modèle humain? La même question se pose à l'égard de Einstein et les pères fondateurs de la mécanique quantique, ayant très jeunes bouleversé les conceptions dominantes. Leur cerveau était-il particulier? Des psychologue ont évoqué une certaine forme d'autisme. Avaient-ils pour des raisons encore inconnues, la possibilité d'accéder ne fut-ce que par éclairs, à des « réalités » plus profondes 3).

* Concernant les théories de la gravitation quantique, Carlo Rovelli a-t-il été compris les raisons pour lesquelles Lee Smolin paraît avoir abandonné la théorie des boucles, et peut-être même abandonné le sujet lui-même, tout en refaisant du Temps le cadre immuable de toutes évolutions, comme le suggère son dernier livre 4) Des synthèses seraient-elles envisageables?

* Nous avons compris que Carlo Rovelli conservait l'approche de la mécanique quantique faisant de l'observateur un couple indissociable de l'observé. Mais qui, dans l'hypothèse d'un univers primordial constitué d'interactions entre « champs quantiques covariants », joue le rôle de l'observateur. S'agit-il d'un rôle alternativement partagé par tous?

* Comment en ce cas l'univers sort-il d'un état résultant d'interactions a-temporelles et à-localisées entre champs quantiques covariants, à un état comportant l'espace-temps einsténien et les champs quantiques de la mécanique quantique, introduisant le Temps et le déterminisme fut-il probabiliste? Ce passage est-il obligé? Autrement dit, tout ce qui constitue notre univers, faisant émerger le temps, la gravité, les champs et les particules, se produit-il en permanence, de façon probabiliste, dans l'univers primordial ?

* Nous avons compris que pour la gravité quantique, ce que notre physique nomme des lois fondamentales de l'univers sont des émergences, pouvant se retrouver différentes dans d'autres univers. Mais ne doit-on pas évoquer l'existence de lois plus fondamentales présidant à l'organisation de l'univers décrit par la gravité quantique (p. 171 et suivantes). On retrouve le problème de la poule et de l'oeuf, auquel Lee Smolin veut échapper.en refaisant du Temps une constante des constantes. Mais en ce cas la question resterait posée. D'où viendrait le Temps?

Enfin, de façon plus pratique, pourrait-on commencer à imaginer les conséquences applicatives que pourrait avoir la théorie de la gravité quantique. Il serait inimaginable qu'elle n'en ait pas. Nous pouvons pour notre part penser qu'elles seront, si l'humanité ne périt pas dans l'intervalle, beaucoup plus importantes encore que celles de la relativité et de la mécanique quantique. Les auteurs de science-fiction ne manqueront d'ailleurs pas de broder très vite sur ce thème.

Notes

1) Voir à cet égard la page 66 qui présente le concept de « temps étendu », permettant de préciser la structure de l'espace temps. « Pour chaque observateur, le présent étendu est la zone intermédiaire entre le passé et le futur » . On est loin de la conception devenue courante de l'espace temps, selon laquelle l'espace varie en fonction du temps. De même, le livre mentionne le concept de 3.sphères (p. 88) permettant de mieux se représenter l'espace-temps einsténien, concept généralement non évoqué par les commentateurs des travaux d'Einstein.

2) La théorie des cordes, autre approche de la gravité quantique, abondamment financée aujourd'hui par les laboratoires de recherche, grâce à l'habile publicité qu'ont su lui donner certains chercheurs, comme Brian Greene, paraît aujourd'hui en voie d'abandon. Carlo Rovelli n'est pas le seul à le suggérer.

3) Nous avons abordé la question du rôle du cerveau dans la construction des connaissances scientifiques, en relation avec la matière organique et physique dont ce même cerveau est constitué, notamment dans l'article précité.

4) Voir aussi l'article précité.

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2 février 2015 1 02 /02 /février /2015 11:38

Par delà le visible. La réalité du monde physique et la gravité quantique
Carlo Rovelli.

Odile Jacob. 2015.

Présentation par Jean-Paul Baquiast
01/02/2015

Ce livre est la traduction française d'un livre original de l'auteur paru en italien en 2014 La realtà non è come ci appare

Carlo Rovelli, physicien et historien des sciences, membre senior de l’Institut universitaire de France, est l’un des pères, internationalement reconnu, de la « gravité quantique à boucles », théorie qui cherche à comprendre l’intérieur des trous noirs et les tout premiers instants de l’Univers.

Il dirige le groupe de recherche en gravité quantique au Centre de physique théorique de Marseille-Luminy.

* Carlo Rovelli. http://www.cpt.univ-mrs.fr/~rovelli/

Wikipedia. Carlo Rovelli http://fr.wikipedia.org/wiki/Carlo_Rovelli


Nous avons déjà présenté ce scientifique et son oeuvre dans un article précédent, auquel nous demandons expressément au lecteur de se référer
http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2014/152/univers.htm

Quatrième de couverture

Pionnier dans l'étude de la gravité quantique, Carlo Rovelli propose dans « Par delà le visible » une vaste fresque des grandes avancées de la physique. Des atomes de Démocrite aux « atomes d'espace », de la chaleur des trous noirs aux hypothèses sur le rôle de l'information dans notre perception de la réalité, il nous guide, sans aucune équation, sur le fascinant chemin des grandes théories – physique quantique, relativité générale – qui ont changé notre vision du monde et nous ont dévoilé, par-delà le visible, une autre réalité. Atomes, quanta et espace-temps courbe mènent le lecteur vers l'étrange image du réel suggérée par la physique d'aujourd'hui : celle d'un monde sans espace ni temps, ni énergie. Seulement un fourmillement probabiliste de quanta élémentaires qui, dans leur danse folle, dessinent l'espace, le temps, la matière et la lumière. C'est la trame d'un nouveau regard sur la réalité qui se révèle sous la plume d'un merveilleux conteur.

_________________________________________________________________________

Ce livre nous paraît en effet excellent. Je pense même que c'est le meilleur des ouvrages permettant dans l'état actuel des connaissances de commencer à se faire une idée sur ce qu'est en profondeur l'univers, dont nous sommes une composante. Il est très lisible par le grand public, du fait qu'il est écrit dans un langage familier et qu'il évite toute formulation mathématique. Néanmoins, c'est un livre difficile, dont on peut craindre qu'il ne soit pas lu par ce même grand public, ou , s'il est lu, qu'il ne le soit que superficiellement.

Ceci pour deux raisons. D'une part il oblige le lecteur, non seulement à connaître un tant soit peu les deux fondements de la physique récente que sont la relativité einstenienne et la mécanique quantique, mais aussi à repenser ce qu'il croyait savoir de ces deux grandes théories, grâce aux analyses en profondeur qu'en présente Carlo Rovelli 1).

D'autre part et surtout, il évoque dans la seconde partie de l'ouvrage un thème qui constitue et constituera de plus en plus une révolution majeure des connaissances, mais qui demeure encore très souvent ignoré, la gravitation ou gravité quantique. Pour combattre cette ignorance, Carlo Rovelli rappelle l'historique du problème et la façon dont il se pose aujourd'hui, ce que les manuels de physique n'ignorent évidemment pas, mais il apporte sur ces sujets des données neuves de la première importance, données que ces mêmes manuels, les scientifiques, les philosophes et le grand public ignorent encore,.et qu'il leur faudra apprendre à connaître.

Le livre explique en effet que la grande question posée par la gravité quantique est en voie d'être résolue par la petite équipe de chercheurs s'étant depuis quelques années consacrée au problème, dans le cadre des travaux connus des spécialistes sous le nom de gravité quantique à boucles (quantum loop gravity en anglais) 2). Autrement dit, le problème, loin d'être insoluble est en voie de solution rapide. Il faudra désormais se pénétrer de cette information décisive

Cependant cette solution qui semble dès maintenant extrêmement solide, et qui dans les prochaines années inspirera certainement les esprits des scientifiques, des philosophes et du grand public reste encore aujourd'hui radicalement inimaginable pour la plupart de ceux-ci. Le temps et l'espace, pour chacun d'entre nous, représentent un cadre incontournable dans lequel paraissent s'inscrire nos actions. Or il ne s'agit, selon la gravité quantique, que de constructions globales commodes mais fausses, cachant la nature profonde de l'univers. De même nos ancêtres étaient-ils convaincus que la Terre était plate alors qu'elle est sphérique.

Le livre de Carlo Rovelli, pionnier de la nouvelle théorie, dont il est même devenu pourrions nous dire le pilote, quitte à offenser sa discrétion, explique qu'en profondeur, le temps et l'espace ne sont ni continus, ni infinis, mais granulaires. Ou plus exactement que l'univers est constitué de granulations ou quanta élémentaires en dehors desquels il n'y a rien, c'est-à-dire pour qui le concept d'infini n'est plus nécessaire puisqu'au delà de ces quanta élémentaires il n'y a effectivement rien. Même pas le vide de la physique appliquée ou de la cosmologie, qui n'est jamais vraiment vide.

Les interactions ou relations entre ces entités « discrètes » qui ne sont ni dans l'espace ni dans le temps, peuvent faire émerger le temps, l'espace, l'énergie, la matière et finalement les structures biologiques et cérébrales propres aux humains et à ce qu'ils nomment leur esprit. Les particules classiques et les champs (électromagnétiques, gravitationnels), qui paraissent aujourd'hui pour le public constituer la réalité profonde, disparaissent au profit de ce que la gravité quantique nomme des « champs quantiques covariants », c'est-à-dire probabilistes et variant en relation les uns avec les autres.

La difficulté , notamment dans sa seconde partie, tient à ce que l'auteur entreprend d'expliquer pour le grand public l'état actuel des recherches en voie d'aboutir à ces conclusions. Comme indiqué plus haut, il n'utilise que des concepts et non des formulations mathématiques, mais ces concepts obligent à un tel effort de représentation qu'ils risquent de rester longtemps encore totalement incompréhensibles par la plupart des humains. Il faut beaucoup de temps au lecteur, malgré les explications précises apportées par le livre, à se représenter par exemple ce que sont des champs quantiques co-variants.

Mais ceci, comme le rappelle Carlo Rovelli, a toujours été le sort des hypothèses scientifiques. Comment, dès l'antiquité grecque, des humains croyant constater que la Terre était plate, pouvaient-ils imaginer une autre humanité vivant sous leurs pieds la tête en bas. Quoiqu'il en soit, les lecteurs qui auront la persévérance de suivre Carlo Rovelli dans ses explications ne le regretteront pas. Pour la plupart d'entre eux – ceux qui n'abandonneront pas le livre en cours de route - une vision du monde incroyablement stimulante commencera à se faire jour.

Par ailleurs, les applications de la gravité quantique ne se limitent pas à mieux représenter notre univers quotidien, la matière et l'énergie. Elles concernent bien plus encore la cosmologie. Celle-ci vient d'admettre des notions longtemps contestées. Il s'agit d'abord de celles décrivant un univers en évolution, né d'un Big Bang et éventuellement suivi d'un Big Crunch et pouvant rebondir vers un nouveau Big Bang. Il s'agit aussi des Trous noirs où sous l'effet de la gravité s'effondre la matière, la lumière et par conséquent le Temps. Le mentionnons pas le grand point d'interrogation qui demeure, concernant la " matière noire."

Or si la cosmologie admet les postulats de la gravité quantique, selon lequel notre univers est un continuum spatio-temporel se dissolvant en une nuée de probabilités néanmoins descriptibles par les équations, elle doit aussi faire le lien entre ces hypothèses et les siennes propres concernant l'univers. Elle devrait aussi admettre la possibilité qu'existent ailleurs que dans notre univers, d'autres continuum spatio-temporels analogues au nôtre, ou différents, et vivant la même histoire, ou des histoires différentes, faisant alors émerger d'autres temps et d'autres espaces, avec éventuellement d'autres lois fondamentales. Précisons cependant que si tout ceci parait encore impossible à vérifier expérimentalement, des perspectives en ce sens commencent à apparaitre.

Recherches nouvelles

Carlo Rovelle ne se limite pas à présenter ce qui semble généralement acquis dans la théorie de la gravité quantique. Il mentionne les domaines qui, selon lui, imposent des recherches nouvelles, auxquelles il se consacre désormais. Il mentionne d'abord le concept d'information, bien défini par Claude Shannon en 1948 et que l'on retrouve dans toutes les sciences et techniques d'aujourd'hui. L'information permet l'établissement d'un réseau d'interactions réciproques entre tous les systèmes physiques. Or ceci, selon Carlo Rovelli, permet de comprendre des aspects encore mystérieux de la mécanique quantique, par exemple pourquoi les effets d'une mesure sont toujours finis, et non infinis comme le prévoitcette dernière: parce que l'information est elle-même finie.

Résumons très sommairement sur ce pont l'argument de l'auteur ( p. 228 ) Un système physique se manifeste toujours par la relation qu'il entretient avec les autres. La description de son état est toujours une description de l'information qu'il a d'un autre système, et donc de la corrélation qu'il entretient avec tous les autres systèmes. La mécanique quantique repose sur deux postulats: l'information dans un système physique est finie – on peut toujours acquérir une nouvelle information sur ce système.

Ceci caractérise la granularité de la mécanique quantique, tenant au fait qu'il n'existe qu'un nombre fini de possibilités. Ceci explique aussi l'indétermination, selon laquelle il est toujours possible d'obtenir un nouvelle information sur un système. Or lorsque l'on obtient une nouvelle information sur un système, comme le nombre de celles-ci ne peut croitre indéfiniment, une partie de l'information précédente devient négligeable et s'efface.

Un deuxième thème auquel s'intéresse dorénavant l'auteur est celui du " temps thermique " (p. 232 ). La notion de temps, comme il a été vu, ne joue pas de rôle en gravité quantique. Mais comment comprendre la perception de temps que nous ressentons dans notre expérience quotidienne? Pour Carlo Rovelli, l'origine du temps est semblable à celle de la température. Elle découle du fait que l'on établit des moyennes sur un grand nombre de variables microscopiques. Or dans la théorie thermodynamique, qui joue un rôle de plus en plus grand en physique, la température, spontanément, décroit toujours avec le temps.

Mais pourquoi peut-on dire que la dissipation de chaleur produit du temps, au lieu de dire que le temps produit de la dissipation de chaleur? Parce que la notion de chaleur découle du fait que l'on procède à des moyennes sur de nombreuses variables. L'idée de temps thermique vient elle aussi du fait que nous avons seulement affaire à des quantités moyennes intéressant de nombreuses variables. Ainsi, le temps en général n'est qu'un effet de l'ignorance que nous avons à l'égard des micro-états physique des choses.

Ajoutons que les postulats de la gravité quantique décrits l'auteur justifient un postulat auquel nous avons souvent fait allusion dans cette revue. La physicienne Mioara Mugur Schächter, dans les nombreux travaux qu'elle lui a consacré,l'a nommé principe de conceptualisation relativisée. En simplifiant, nous pouvons dire que cette conceptualisation s'oppose au réalisme dit des essences pour lequel il existe un réel en soi indépendant de l'observateur. De la même façon, Carlo Rovelli, dans son livre, rappelle que pour la mécanique quantique, tout savoir dépend d'une relation entre un objet et un observateur. Il n'est pas possible d'affirmer que l'univers, que la réalité, existent en soi. La connaissance que nous en avons est liée au réseau de relations, d'informations réciproques qui constitue le monde. La gravité quantique n'oblige pas à remettre en cause cette constatation épistémologique découlant de la mécanique quantique. Au contraire, elle lui donne une nouvelle portée.

Commentaires conclusifs

Ajoutons que l'on retrouve dans ce livre tout ce qui fait la force des ouvrages et articles précédents de l'auteur:

* Une connaissance poussée des débuts de la pensée scientifique moderne, datant des premiers siècle de l'Antiquité grecque, avec notamment les grands philosophes, véritablement inspirés, que furent Lucippe et Démocrite. Pour eux, l'univers entier est formé d'un espace vide infini, sans espace ni bords, où circulent d'innombrables atomes. Il rappelle que cette vision prémonitoire fur mal comprise par Platon et Aristote, puis complètement étouffée sous la conquête romaine. A sa suite, le christianisme, relayé par l'islamisme, imposèrent jusqu'au siècle des Lumières et aujourd'hui encore, avec une force renouvelée, des conceptions de l'univers tirées des textes dits sacrés et n'ayant aucune consistance scientifique.

* Un intérêt porté en permanence à la personnalité et à l'oeuvre des grands découvreurs, dont il signale un caractère connu mais mal encore expliqué par la psychologie, l'extrême jeunesse.

* Un plaidoyer constamment argumenté en faveur du rôle véritablement civilisationnel de la science, tenant non seulement à ses applications, mais à sa méthode, la méthode scientifique expérimentale. Or aujourd'hui l'on constate que cette méthode est plus que jamais battue en brèche, non seulement par les religions mais par un mysticisme para-scientifique voire anti-scientifique qui ne cesse de proliférer et se répandre, grâce notamment aux réseaux numériques.

* Un plaidoyer enfin en défense et illustration de l'athéisme, dit aussi matérialisme scientifique. Si les individus sont en droit d'avoir toutes les croyances qu'ils veulent, ils ne doivent pas faire interférer ces croyances avec les processus de la science expérimentale.

Questions complémentaires

La lecture de Par delà le visible, incite le lecteur à se poser, à tort ou à raison, certaines questions débordant quelque peu le cadre de l'ouvrage, mais sur lesquelles nous aimerions connaître le point de vue de Carlo Rovelli. En voici quelques unes, en désordre:

* Comment expliquer que les grandes avancées de la science ont le plus souvent été dues, non à des progrès dans l'instrumentation, mais à des visions s'étant imposées à certains esprits, souvent très jeunes, en contradiction avec les convictions régnantes les plus affirmées. Pourquoi ainsi Démocrite a-t-il puis concevoir un univers vide peuplé d'atomes, alors que la mythologie régnante faisait appel à des Dieux ou esprits sur le modèle humain? La même question se pose à l'égard de Einstein et les pères fondateurs de la mécanique quantique, ayant très jeunes bouleversé les conceptions dominantes. Leur cerveau était-il particulier? Des psychologue ont évoqué une certaine forme d'autisme. Avaient-ils pour des raisons encore inconnues, la possibilité d'accéder ne fut-ce que par éclairs, à des « réalités » plus profondes 3).

* Concernant les théories de la gravitation quantique, Carlo Rovelli a-t-il été compris les raisons pour lesquelles Lee Smolin paraît avoir abandonné la théorie des boucles, et peut-être même abandonné le sujet lui-même, tout en refaisant du Temps le cadre immuable de toutes évolutions, comme le suggère son dernier livre 4) Des synthèses seraient-elles envisageables?

* Nous avons compris que Carlo Rovelli conservait l'approche de la mécanique quantique faisant de l'observateur un couple indissociable de l'observé. Mais qui, dans l'hypothèse d'un univers primordial constitué d'interactions entre « champs quantiques covariants », joue le rôle de l'observateur. S'agit-il d'un rôle alternativement partagé par tous?

* Comment en ce cas l'univers sort-il d'un état résultant d'interactions a-temporelles et à-localisées entre champs quantiques covariants, à un état comportant l'espace-temps einsténien et les champs quantiques de la mécanique quantique, introduisant le Temps et le déterminisme fut-il probabiliste? Ce passage est-il obligé? Autrement dit, tout ce qui constitue notre univers, faisant émerger le temps, la gravité, les champs et les particules, se produit-il en permanence, de façon probabiliste, dans l'univers primordial ?

* Nous avons compris que pour la gravité quantique, ce que notre physique nomme des lois fondamentales de l'univers sont des émergences, pouvant se retrouver différentes dans d'autres univers. Mais ne doit-on pas évoquer l'existence de lois plus fondamentales présidant à l'organisation de l'univers décrit par la gravité quantique (p. 171 et suivantes). On retrouve le problème de la poule et de l'oeuf, auquel Lee Smolin veut échapper.en refaisant du Temps une constante des constantes. Mais en ce cas la question resterait posée. D'où viendrait le Temps?

Enfin, de façon plus pratique, pourrait-on commencer à imaginer les conséquences applicatives que pourrait avoir la théorie de la gravité quantique. Il serait inimaginable qu'elle n'en ait pas. Nous pouvons pour notre part penser qu'elles seront, si l'humanité ne périt pas dans l'intervalle, beaucoup plus importantes encore que celles de la relativité et de la mécanique quantique. Les auteurs de science-fiction ne manqueront d'ailleurs pas de broder très vite sur ce thème.

Notes

1) Voir à cet égard la page 66 qui présente le concept de « temps étendu », permettant de préciser la structure de l'espace temps. « Pour chaque observateur, le présent étendu est la zone intermédiaire entre le passé et le futur » . On est loin de la conception devenue courante de l'espace temps, selon laquelle l'espace varie en fonction du temps. De même, le livre mentionne le concept de 3.sphères (p. 88) permettant de mieux se représenter l'espace-temps einsténien, concept généralement non évoqué par les commentateurs des travaux d'Einstein.

2) La théorie des cordes, autre approche de la gravité quantique, abondamment financée aujourd'hui par les laboratoires de recherche, grâce à l'habile publicité qu'ont su lui donner certains chercheurs, comme Brian Greene, paraît aujourd'hui en voie d'abandon. Carlo Rovelli n'est pas le seul à le suggérer.

3) Nous avons abordé la question du rôle du cerveau dans la construction des connaissances scientifiques, en relation avec la matière organique et physique dont ce même cerveau est constitué, notamment dans l'article précité.

4) Voir aussi l'article précité.

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22 janvier 2015 4 22 /01 /janvier /2015 20:54

Editions Matériologiques 2014

La présentation de cet ouvrage est proposée ici dans le cadre d'un entretien avec Michel Gondran, à partir de questions posées par Jean-Paul Baquiast (ici AI)

23/01/2015

Introduction par l'éditeur

Depuis le congrès Solvay de 1927, le point de vue de Bohr, Born, Pauli et d’Heisenberg s’est imposé à toute la science contemporaine contre celui d’Einstein, de Broglie et de Schrödinger? : il faudrait dorénavant renoncer au déterminisme et à l’existence d’une réalité objective, mais aussi à la possibilité d’une compréhension du monde physique.

L’objectif principal de ce livre est de faire connaître l’onde pilote de Broglie-Bohm, une interprétation alternative qui conserve déterminisme et réalisme et qui faisait dire à John Bell : « Pourquoi l’image de l’onde pilote est-elle ignorée dans les cours? ? Ne devrait-elle pas être enseignée, non pas comme l’unique solution, mais comme un antidote à l’autosatisfaction dominante? ? Pour montrer que le flou, la subjectivité, et l’indéterminisme, ne nous sont pas imposés de force par les faits expérimentaux, mais proviennent d’un choix théorique délibéré? ? »

Ce livre étudie les limites de l’onde pilote de Broglie-Bohm et en cherche un dépassement. La « ?théorie de la double préparation? » proposée par Michel et Alexandre Gondran dépend des conditions de préparation du système quantique et correspond à une réponse à la « ?théorie de la double solution » que de Broglie a recherchée toute sa vie. Elle permet de mieux comprendre les points de vue d’Einstein, de Broglie et de Schrödinger.

Enfin, les auteurs montrent qu’il existe des interprétations de la relativité générale compatibles avec la théorie de la double préparation. Elles permettent une vision commune entre mécanique classique, mécanique quantique et relativité générale dans un espace à quatre dimensions.

Michel Gondran est mathématicien et informaticien, ancien conseiller scientifique d’EDF et ancien maître de conférences à l’École polytechnique en mathématiques appliquées. Alexandre Gondran est enseignant-chercheur en mathématiques et informatique à l’École nationale de l’aviation civile à Toulouse.

Pour en savoir plus

* Courte présentation dans la Jaune et la Rouge, revue de l'Ecole Polytechnique française

* Rappel des grandes lignes d'un entretien précédent, sur ce site, avec Michel Gondran, daté du 3 décembre 2009

Entretien

AI Cher Michel Gondran, merci d'avoir accepté de nous dire quelques mots concernant votre livre. Nous avions parlé de votre démarche dans un entretien précédent, que nous proposons à nos lecteurs de lire ou relire. Beaucoup d'éléments en demeurent d'actualité. Cependant La Mécanique Quantique, écrite avec votre fils, que vous venez de faire éditer, représente si l'on peut dire un accomplissement, et mérite donc quelques commentaires de votre part.

Sur la forme et la méthode

1. Il ne s'agit pas à proprement parler d'un livre grand public, sur le modèle dit de la popular science très utilisé par des scientifiques anglo-saxons. Quel lectorat visez vous?

MG pour Michel Gondran. La partie historique , les 80 pages sur la mécanique quantique et 50 pages sur la relativité, est lisible par tout public (popular science). Cette histoire des Sciences est alors réellement utilisé dans le reste du livre pour construire une solution. Cette partie s'adresse à un "public motivée" (niveau LaRecherche/Pour La Science) , et en particulier à tout scientifique ou lecteur curieux en quête de clés pour comprendre les lois de la nature. Il devrait être indispensable aux étudiants, chercheurs et enseignants en physique et en histoire des sciences.

2. AI. Pour être plus précis, nous voyons dans le livre deux types de contenus différents, mais se complétant. Le premier est à la portée de tout lecteur s'intéressant à l'histoire de ce tournant capital de la science. Il comporte un recueil d'une très grande richesse, traduit en français, de nombreuses correspondances échangées entre les pères de la mécanique quantique, ainsi qu'avec Einstein et ses élèves. Comment avez vous fait pour vous procurer cette documentation?

MG. J 'ai mis une dizaine d'années avec mon fils pour réunir la documentation. On la trouve en partie dans les nombreux livres de souvenirs et/ou de philosophie des pères fondateurs de la mécanique quantique, comme les livres de Louis de Broglie, les lettres entre Einstein et Born, les Oeuvres choisies d'Einstein présentés par Françoise Balibar, Olivier Darrigol et Bruno Jech, les actes du congrès Solvay de 1927, "La parti et le tout" d'Heisenberg....et aujourd'hui Internet aide beaucoup pour compléter sa bibliographie en rendant accessible les travaux d'un grand nombre d'historiens des sciences comme Michel Paty, Olivier Darrigol et Michel Blay.

Cependant l'originalité de notre historique sur la mécanique quantique par rapport aux historiques habituellement présentés dans les livres de cours, est que nous mettons en avant les points de vue d'Einstein et de de Broglie au même niveau que ceux de Bohr, Born, Heisenberg et Pauli de l'Ecole de Copenhague. Ce sont ces points de vue d'Einstein et de de Broglie qui ont été combattus et oubliés que nous rappelons avant de les réhabiliter dans le reste du livre.

3. AI Dans le même temps, vous procédez à un rappel indispensable, vu la difficulté de la question, de ce que furent les découvertes de la relativité einsténienne et de la MQ. Les lecteurs, notamment les enseignants, vous-ont-il fait part de l'intérêt qu'ils devraient trouver sous ces angles à votre livre?

MG. Beaucoup de lecteurs, et en particulier les enseignants, nous ont fait part de l'intérêt de nos citations. Deux groupes de citations ont particulièrement surpris et donner à réfléchir les lecteurs spécialistes du sujet: Les citations de Popper sur l'expérience EPR et la relativité et les citations d'Einstein sur l'éther de la relativité générale.

En mécanique quantique, les citations de Popper de 1982 distinguent l'expérience EPR initiale d'Einstein ne faisant intervenir que les positions et les vitesses de l'expérience EPR-B de Bohm et Bell ne faisant intervenir que les spins; et Popper propose une interprétation nouvelles des expériences d'Aspect de l'expérience EPR-B en la considérant comme une expérience critique validant l'existence d'un référentiel privilégié. Ce référentiel est analogue à celui proposé par Poincaré en 1909 et en contradiction avec le point de vue d'Einstein de 1905 sur la relativité restreinte.

Cependant Einstein revient sur son point de vue dans diverses citations de 1916, 1920, 1924 en déclarant la nécessité d'un éther pour la relativité générale; et se trouvant ainsi en accord avec le point de vue de Poincaré et l'interprétation de Popper de l'expérience EPR-B.

Ces points de vue de Popper, d'Einstein et de Poincaré sont éludés dans tous les livres de cours sur la relativité; on n'y trouve que le point de vue initial d'Einstein de 1905 pour lequel l'existence d'un éther n'est pas nécessaire pour la relativité restreinte! et non son point de vue de 1920: "pour la relativité générale, l'existence d'un éther est nécessaire".

De plus, nos travaux ont déjà été réutilisé dans l'enseignement du secondaire ; notamment un exercice du bac scientifique de physique en Amérique du nord de cette année reprend notre description et nos simulations de l'expérience des fentes de Young réalisée avec des électrons (cf. http://labolycee.org/2014/2014-AmNord-Exo1-Sujet-DualiteOndeParticule-6pts.pdf).

4. AI Comptez vous mettre en place un site internet interactif d'échanges sur le livre?

Oui, nous préparons avec Alexandre un site pour présenter les points importants du livre et proposer les articles scientifiques sur lesquels il est bâti. Nous mettrons aussi en place un blog d'échanges avec les lecteurs les plus intéressés.

5. AI. L'essentiel de l'ouvrage est cependant constitué d'analyses à proprement parler scientifiques, s'appuyant sur des ressources mathématiques assez ardues. Les mathématiques de la MQ et de la relativité ont toujours été présentées comme les plus difficiles qui soient. Aviez vous d'emblée les bases nécessaires, compte tenu de vos activités précédentes, ou avez vous du être obligé de les acquérir? Dans ce cas, de quelle façon?

MG. Pour la mécanique quantique, je maitrisais une mathématique nouvelle, l'analyse Minplus. C'est une théorie mathématique que j'ai développée dans les années 1990-1995, à la suite de Maslov. Elle permet d'étudier les problèmes non linéaires de la physique par des approches linéaires. Le principe est de remplacer la structure de corps classique sur les réels par la structure algébrique Minplus où l'addition ordinaire est remplacée par l'opération Min et la multiplication ordinaire par l'addition. L'équation d'Hamilton-Jacobi qui donne les trajectoires des particules en mécanique classique est non linéaire dans l'algèbre classique avec l'addition et la multiplication ordinaire. Dans la structure algébrique Minplus, l'équation d'Hamilton-Jacobi devient linéaire. Les intégrales habituelles sont remplacées par des intégrales Minplus.

En particulier, on peut montrer que "l'intégrale de chemins de Feynman" va tendre vers une "intégrale de chemins Minplus", si on fait tendre la constante de Planck vers zéro. C'est l'existence de cette nouvelle mathématique qui m'a encouragé à m'attaquer aux bases de la mécanique quantique.
Pour la mécanique quantique relativiste, j'ai découvert l'intérêt des algèbres de Clifford. Pour la relativité générale, il a fallu acquérir les bases nécessaires.

D'un autre point de vue, les modèles mathématiques utilisés pour la mécanique quantique sont plus complexes à maîtriser car ils sont abstraits ; et cette abstraction est la base de la l'interprétation habituelle (interprétation de Copenhague), dans le sens où le modèle mathématique ne représente pas la réalité mais est simplement un outil pour prédire ce que les instruments de mesure sont capable de mesurer. L'interprétation de Broglie-Bohm redonne du sens aux équations mathématiques car dans cette interprétation augmentée, elles décrivent la réalité ; en rétablissant les trajectoires, les équations ont un autre sens, plus concret; on peut faire des images de la physique quantique. En quelque sorte, on remet un peu les pieds sur terre.

6. AI. Vous remerciez en introduction un certain nombre de scientifiques. Avez vous discuté avec eux vos idées en profondeur, ou vous êtes vous borné à des échanges de généralités? Plus généralement, quel accueil la communauté scientifique fait-elle pour le moment à votre livre?

MG. Nous n'avons remercié en introduction que les scientifiques ou amis qui ont relu une partie de l'ouvrage et nous ont fait des remarques. Nous avons discutés nos idées avec un certain nombre de grands scientifiques spécialistes de la mécanique quantique comme Jean Dalibard, Roger Balian, Gilles Cohen-Tannoudji, Franck Laloé ou Bernard d'Espagnat. Cependant, bien que ouvert à la discussion, ces spécialistes ne sont pas d'accord avec notre point de vue. Nous ne les avons pas remercié pour ne pas induire le lecteur sur leurs positions.

Ces spécialistes, comme les lecteurs dont on a eu le retour, s'accordent sur l'intérêt de nos simulations de toutes les expériences fondamentales de la mécanique quantique ainsi que sur le choix et l'intérêt de nos citations.

7. AI. Vous faites régulièrement allusion dans le livre à des logiciels vous ayant permis de tester vos scénarios. D'où provenaient ces logiciels? Pourraient-ils être mis à la disposition de lecteurs curieux?

MG Tous les programmes informatiques qui nous ont permis de réaliser les simulations numériques de notre livre et de nos articles ont été développé par Alexandre en langage C pour l’essentiel. Nous avons cherché des solutions explicites pour ne pas avoir à résoudre des équations aux dérivées partielles par discrétisation de l'espace. Nous mettrons les codes sources de nos programmes à la disposition sur le site.

8. AI. Vos travaux vous ont conduit à retrouver ceux, malheureusement mal connus aujourd'hui, du physicien français Louis de Broglie. Avez vous eu des contacts avec sa famille et s'est-elle intéressée à la réhabilitation à laquelle vous vous êtes livré? Sur ce point, ne pensez vous pas, comme certains le disent, que Louis de Broglie ait été mal reçu par l'establishment scientifique non francophone du fait de sa mauvaise pratique de l'allemand et de l'anglais.

MG. Je n'ai pas eu de contact avec la famille Louis de Broglie, mais quelques uns avec la fondation Louis de Broglie. J'ai en particulier publié deux articles dans les Annales de cette fondation.

En 1923 au moment de sa thèse et en 1927 au moment du congrès Solvay qui a été si décisif pour asseoir l'interprétation de la mécanique quantique, la science mondiale se faisait encore en français. Les rapports des congrès Solvay de 1911 et de 1927 sont en français. Celui de 1927 n'a été traduit en anglais qu'en 2009!

Je ne pense pas que de Broglie ait été mal reçu par l'establishment scientifique non francophone du fait de sa mauvaise pratique de l'allemand et de l'anglais. Comme nous le rappelons dans la partie historique, il s'est rallié de 1928 à 1952 à l'interprétation de Copenhague. Son retour vers une interprétation réaliste et déterministe à partir de 1952 n'a pas été compris. Il en était bien conscient quand il écrit en 1961 sur sa direction de recherche et le regard de l’histoire : « L’avenir, un avenir que je ne verrai sans doute pas, tranchera peut-être la question : il dira si mon point de vue actuel est l’erreur d’un homme déjà assez âgé qui reste attaché aux idées de sa jeunesse ou, au contraire, s’il traduit la clairvoyance d’un chercheur qui a réfléchi pendant toute sa vie sur le problème le plus fondamental de la physique contemporaine ». Et il ajoute en 1966: « Renoncer à chercher des liens de causalité unissant les phénomènes décelables me paraît ne pouvoir être qu’une attitude provisoire... L’on doit toujours penser qu’un nouvel effort nous permettra, un jour ou l’autre, de pénétrer davantage dans l’analyse détaillée des liaisons causales qui assurent la succession des phénomènes physiques ».

L'objet de ce livre a été de poursuivre dans la direction qu'il proposait.

Même dans le cas où l'interprétation de de Broglie serait fausse (dans le sens où elle ne représenterait pas la réalité, car celle-ci serait voilée, comme le dit d'Espagnat, c'est-à-dire non accessible directement, mais seulement périodiquement, au moment de la mesure), la solution de de Broglie reste et restera toujours une solution épistémologiquement valable et qui doit (et devra) être enseignée car c'est la seule, actuellement qui explique simplement la statistique des résultats ainsi que le modèle sous-jacent à cette statistique, qui lève le voile en quelque sorte.


Sur le fond

9. AI Page 297 du livre, vous dites avoir obtenu une interprétation des résultats expérimentaux que personne ne discute, ceux de la MQ et ceux de la relativité, interprétation qui serait commune à celles de ces deux grandes « théories » scientifiques, ainsi qu'à la physique classique. Il s'agit du point du livre qui nous paraît essentiel. Sans forcer sur les mots, nous pourrions qualifier ce résultat de révolutionnaire, compte tenu des différences jusqu'ici jugées radicales qui opposent les diverses interprétations. Pourriez vous nous résumer cette interprétation?

.MG. Pour réconcilier les deux révolutions de la physique fondamentale du xxe siècle, la mécanique quantique et la relativité générale, il est nécessaire au minimum de les rendre cohérentes entre elles. On ne peut en effet se contenter de considérer comme simultanément valables deux théories
qui ont des visions radicalement différentes sur le fonctionnement de l’univers : la relativité générale considère en effet le monde comme déterministe et réaliste, tandis que la mécanique quantique le considère comme non déterministe et non réaliste.

Surmonter cette contradiction nécessite le rapprochement de ces visions de l’univers, soit en rendant la relativité générale non déterministe et non réaliste, soit en rendant la mécanique quantique déterministe et réaliste. La plupart des approches actuelles pour construire la relativité quantique consistent à rendre non déterministe et non réaliste la relativité. Elles ont échoué pour le moment. Nous avons montré dans ce livre que l’autre alternative était possible : rendre déterministe et réaliste la mécanique quantique sans en changer les équations. Nous proposons en effet deux interprétations déterministes et réalistes possibles de la mécanique quantique: l'interprétation de " l'onde pilote de Broglie-Bohm" et la "théorie de la double interprétation".

Pour construire une gravité quantique, nous montrons au chapitre 10 qu’il existe une interprétation de la relativité générale compatible avec nos deux interprétations déterministes et réalistes de la mécanique quantique: c'est une interprétation de la relativité générale admettant un référentiel et un temps privilégiés et prolongeant l' interprétation de Lorentz-Poincaré de la relativité restreinte. Ce point de vue correspond au retour d'un certain éther pour la relativité générale et il est en accord celui d'Einstein de 1916, 1920 ("pour la relativité générale, l'existence d'un éther est nécessaire"), 1924 et avec l'interprétation de Popper de l'expérience EPR-B.

Nous avons ainsi montré qu'il peut exister une interprétation commune aux mondes classique, relativiste et quantique.

Le réel nous est donc doublement voilé. Voilé en mécanique quantique, comme le pense d’Espagnat, car la fonction d’onde est une variable cachée (non directement mesurable) non locale, mais aussi voilé en relativité car le temps et l’espace que nous mesurons ne sont qu’un temps et un espace apparents, l’espace vrai et le temps vrai du référentiel et du temps privilégiés nous étant (encore) inconnus.

Bien qu’encore partielles, ces propositions obligent à reconsidérer les problèmes épistémologiques posés par la mécanique quantique et la relativité.

10. AI Nous faisons régulièrement écho sur ce site aux recherches de physiciens, dont certains sont français, cherchant à dépasser les interprétions classiques tant de la relativité que de la MQ dans des synthèses pouvant contribuer à l'étude de la gravitation dite quantique et au delà, aux hypothèses relatives aux multivers. Ces travaux ont une retombée immédiate en cosmologie, mais ils intéressent aussi la physique dite microscopique. Pensez vous que l'interprétation que vous venez de résumer pourrait s'intégrer dans certaines de ces recherches.

MG. La plupart des approches actuelles pour construire la relativité quantique consistent à prendre l'alternative de rendre non déterministe et non réaliste la relativité. C'est l’autre alternative que nous suivons et elle ne peut donc pas s'intégrer dans les recherches que vous citez.

Par contre, l’introduction d’une gravité quantique fondée sur un référentiel privilégié change complètement le cadre de référence de la cosmologie. Tous les problèmes actuels en cosmologie (énergie sombre, matière noire, expansion de l’univers, constante cosmologique, etc.) se posent dans ce cadre d’une manière radicalement différente. Des solutions simples et entièrement nouvelles sont alors possibles. C’est une des voies de validation de cette approche.

11. AI. Dans notre entretien précédent, vous disiez ne pas pouvoir donner de sens à ce que l'on nomme couramment un q.bit, et a fortiori aux applications de la MQ à la cryptologie et aux calculateurs quantiques. Néanmoins dorénavant, ce thème est souvent évoqué. Ainsi la Chine vient d'annoncer à la dernière Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing (QCMC 2014) son intention de proposer un réseau mondial utilisant des communications quantiques pour 2030. S'agit-il d'un simple effet d'annonce?

MG. En information quantique, nous distinguons deux domaines, l'utilisation de l'intrication pour détecter une intrusion dans une communication et l'ordinateur quantique parallèle basé sur le qubit et l'intrication. Notre critique s'adresse seulement à l'ordinateur quantique parallèle.

Nous avons en effet montré qu'il y a un problème d'existence pour le qubit construit sur le spin. Dans notre interprétation de la mécanique quantique, la fonction d’onde ne suffit pas pour représenter un système quantique et il faut ajouter la position de la particule dans sa fonction d’onde ; une particule ne donnera qu’une valeur du spin, et donc du qubit. Pour obtenir les deux états du qubit, il faut donc utiliser physiquement au moins deux particules, l’une qui correspond au spin + et l’autre qui correspond au spin - .

Pour nous, le qubit individuel n’existe pas car il faut ajouter la position de la particule à la fonction d’onde ; seul existe le qubit statistique, comme celui de l’ordinateur de Chuang. Notre interprétation est en accord avec les résultats expérimentaux des différents ordinateurs quantiques de la littérature. En effet, les seuls ordinateurs quantiques qui ont implémenté l'algorithme de Shor avec succès sont des ordinateurs basés sur un qubit statistique, c'est à dire un qubit réalisé avec un très grand nombre d'objets quantiques individuels: cent millions de molécules actives diluées dans un solvant pour la technique développée par Chuang et ses collaborateurs utilisant la RMN (résonance magnétique nucléaire), un milliard d'atomes d'aluminium pour les qubits solides basés sur la technique des nanojonctions Josephson.

Les résultats de la RMN étant statistiques, on a alors une explication très naturelle de la chute par deux de l’intensité du signal de l’ordinateur de Chuang. C'est la raison de l' abandon de cette approche par Chuang. Dans ces conditions, l’ordinateur quantique parallèle ne fait pas mieux qu’un ordinateur classique non parallèle.

La faisabilité de l’ordinateur quantique parallèle dépend donc de l’interprétation de la mécanique quantique : faisable dans l’interprétation de Deutsch et des univers parallèles de Hugh Everett, improbable, voire impossible, dans l’interprétation que nous proposons.

12.AI. Enfin, pour conclure, avez vous l'intention, soit seul soit avec votre fils, de donner des prolongements à votre livre? Pour reprendre le propos introductif, nous sommes certains qu'une version sur le modèle de la popular science trouverait de nombreux preneurs.

Merci pour cette demande, mais nous sommes un peu tiraillé de deux cotés. Nous allons d'abord réaliser le site internet, et nous aviserons avec les réactions des lecteurs.

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18 janvier 2015 7 18 /01 /janvier /2015 19:48


Jean-Paul Baquiast 18/01/2015

Cette note, compte tenu des circonstances durant lesquelles elle a été écrite, est nécessairement sommaire. L'auteur s'est borné à présenter quelques pistes qui, pour bien faire, mériteraient d'être discutées. Mais le temps manque. Automates intelligents

Il est désormais courant de considérer qu'Internet incarne la contre-culture, tant en Europe que dans des Etats considérés comme « autoritaires »: Russie, Chine notamment. Les limites que cherchent à imposer ces Etats à Internet ou à leurs utilisateurs en seraient d'ailleurs la preuve. Les praticiens d'Internet que nous sommes savent cependant que l'affirmation, à supposer qu'elle corresponde à un grand fond de vérité, mérite cependant d'être nuancée.

Nous nous bornerons ici à une analyse de la situation observable en France, chaque pays pouvant avoir des cultures et des contre-cultures différentes. Il est difficile de les juger à partir d'observations plus larges qui seraient nécessairement limitées au peu de choses que l'on peut connaître en France, à défaut d'être un professionnel de la sociologie comparée.

Précisons d'emblée que nous ne mentionnerons pas dans cet article les usages que font de l'Internet les organisations criminelles et terroristes. Il pourrait être tentent d'assimiler ces organisations à des formes de contre-culture. Elles représentent au contraire des formes modernes, utilisant les technologies numériques, de « cultures » connues depuis la fin du 19e siècle, qui relèvent du crime et de la terreur.

1. En quoi consiste la « culture » à laquelle s'opposerait une contre-culture issue de l'Internet?

Il s'agit de toutes les cultures « officielles », c'est-à-dire développées par des institutions bien établies, héritées d'époques antérieures et encore reconnues comme légitimes par une majorité des citoyens. Il n'est pas question ici de les condamner systématiquement, mais seulement d'évoquer les domaines dans lesquels une contradiction, prenant la forme de diverses contre-cultures, peut s'imposer (voir 2. ci-dessous).

* Les cultures correspondant à ce que l'on pourrait appeler l'expression de l'ordre public dans la société française. Elles existent aussi dans d'autres pays européens, et d'une façon bien plus minoritaires, dans d'autres parties du monde. Mais en France, elles sont véritablement devenues inséparables de l'âme de la nation, forgée au fil de l'histoire. D'où le fait que les contester provoque en général l'indignation de la population. Elles incarnent le pouvoir de l'Etat, des administrations et des services publics. Elles expriment aussi les valeurs que ces institutions ont la charge de protéger, liberté, égalité, fraternité , laïcité, parité entre les sexes...

* D'autres cultures sont beaucoup plus circonstancielles. Elles doivent être critiquées car elles sont souvent imposées par des intérêts économiques minoritaires mais puissants s'étant arrogé des droits aux dépens de minorités dominées. Elles exercent cependant une influence considérable sur la société, vu les modes de vie consuméristes devenus majoritaires. Il s'agit en premier lieu de la culture du capitalisme libéral.

Le capitalisme libéral ne peut être globalement contesté aujourd'hui, car il est le cadre dans lequel s'exerce l'activité des entreprises « privées » de toutes tailles. Sur un plan plus politique, il s'exprime par le concept de libéralisme, ou liberté d'entreprendre et d'exercer des activités économiques, dans le cadre de lois sociales, fiscales et visant à la protection du milieu, lois déterminées par l'Etat (soit dans le cadre national, soit dans le cadre européen).

* Mais le libéralisme a aujourd'hui dégénéré en néo-libéralisme, économique et financier. La France, immergée dans la « mondialisation » est soumise au jeu de grandes entreprises internationales ou multinationales. Celles-ci ne sont pas nécessairement illégitimes, mais elles imposent des cultures, aujourd'hui anglo-saxones, demain peut-être chinoises, souvent en contradiction avec les cultures économiques et sociales nationales.Plus graves, parmi ces entreprises internationales, se trouvent les entreprises financières, souvent spéculatives, dominant aujourd'hui toute la société et tentant d'y imposer leur propre culture. On parle à leur égard du pouvoir des Banques et des Bourses, dont le centre se trouve aujourd'hui à Wall Street.

* Il faut ajouter depuis quelques années à ces entreprises internationales imposant leurs cultures, celles que l'on qualifie de « géants du web », toutes anglo-saxonnes. Elles ont pénétré en profondeur les cultures nationales de tous les pays, en y rendant quasiment obligatoire des mots d'ordre vantant les aspects quasiment civilisationnels sur lesquels repose leur commerce: transparence obligé, saturation des possibilités de réflexion critique, promotion forcené de biens et services gros consommateurs de ressources, de temps et souvent inutiles, volonté de mise en place finalement, à l'exemple de Google, d'un « cerveau global » dont elles seraient les centres décisionnaires.

Les « réseaux sociaux » fournis gratuitement ou presque à la population par ces entreprises sont aujourd'hui sur l'Internet un media quasi obligé pour une expression souvent conditionnée des citoyens (voir 2. ci-dessous)

* Les entreprises commerciales ne s'interdisent pas d'envahir le domaine de l'art, produisant des formes d'art dites modernes ou contemporaines (Art contemporain), qui sont le plus souvent à finalité commerciale

* Les médias papier, télévisuels ou leurs versions numériques sont généralement considérés comme un troisième pouvoir, à coté du pouvoir étatique et du pouvoir commercial. Ils diffusent en priorité un culture favorables à ces derniers, dont ils tiennent une partie de leurs ressources. Les gouvernements font largement appel à eux pour faire connaître leurs objectifs et le plus souvent vanter leur politique. Mais c'est désormais la publicité commerciale qui inspire, directement ou indirectement, une grande partie des médias. Elle est omniprésente et réduit de plus en plus les possibilités d'exercice d'un journalisme critique et indépendant.

* Il faut mentionner aussi aux sources de la culture française l'influence que continuent à exercer les grandes religions, catholicisme, protestantisme, judaïsme et les valeurs que celles-ci promeuvent, ne fut-ce que pour renforcer l'influence qu'elles conservent sur les populations, malgré un recul de la fréquentation des lieux de culte. L'islam, plus récent, n'impose sa culture que dans les quartiers urbains à forte immigration. Mais il est en plein développement du fait de la difficulté à s'intégrer des populations immigrées. Les valeurs religieuses sont en place depuis des époques reculées et continuent à garder une audience, malgré une baisse de la croyance particulièrement forte en France. Elles correspondent à des besoins d'origine anthropologique encore très répandus.

* A l'écart voire le plus souvent à l'opposé des cultures religieuses, s'est depuis l'époque des Lumières, développée en France, plus peut-être que d'autres pays, une culture de la rationalité, entraînant une forte présence de la culture scientifique et dans certains milieux universitaires et industriels, de la recherche scientifique. Ce trait a beaucoup bénéficié, au début de la 3e République, des efforts gouvernementaux pour promouvoir une instruction publique mise au service des valeurs de la raison critique, de la connaissance et de la laïcité.

* Enfin, nul ne peut nier que les cultures officielles, même en France, reposent sur divers besoins collectifs profonds susceptibles de conduire, en conjonction avec d'autres intérêts plus immédiats, aux conquêtes et aux guerres. Il s'agit de s'affirmer en tant que groupe, se garder de l'étranger sinon l'exclure, rechercher un minimum de pouvoir sur cet étranger. Sous des formes plus pacifiques, ces besoins animent les sentiments nationaux et le patriotisme. Les cultures correspondantes sont présentes partout. Elles ont toujours contribué aux conquêtes et aux guerres.

Des cultures officielles qui font de plus en plus appel à Internet

Depuis quelques années la forte pénétration de l'Internet dans la société française, a servi à l'affirmation de toutes les cultures officielles. Ceci en général pour le meilleur mais souvent aussi pour promouvoir les intérêts immédiats souvent très contestables de ceux qui s'incarnent dans ces cultures. Il ne s'agit pas ici d'évoquer le fait que tous les agents administratifs et économiques utilisent désormais l'Internet pour leur gestion ou les relations avec leurs correspondants, ce qui leur est devenu indispensable, mais le fait qu'ils s'en servent pour répandre dans la population et faire partager leur image et une appréciation favorable de leur action.

* Les pouvoirs publics, en principe chargés de promouvoir la culture du service public, de l'Etat, de la Nation, ont mis longtemps à savoir utiliser l'Internet, en évitant ce qui serait assimilé par l'opinion à de la propagande. Mais désormais ils le font, bien qu'encore parfois maladroitement.

* Les entreprises commerciales, par contre, ont fait dès l'origine de l'Internet appel à lui pour diffuser .de façon souvent envahissante leur image de marque et les publicités pour leurs produits.

* Le troisième pouvoir, celui des médias, mentionné ici, fait montre d'une attitude ambiguë face à l'Internet. Dans la mesure où celui-ci héberge désormais une grande quantité d'auteurs et de blogs qui veulent les concurrencer voire les remplacer, les médias, qu'ils soient d'ailleurs sur supports classiques ou en ligne, ont tenté longtemps de se refermer sur leurs publics, sans guère tenir compte du monde des réseaux. N'ayant pu cependant le faire totalement, ils ont toléré l'expression d'informations et d'idées non nécessairement compatibles avec les leurs, en leur ouvrant des rubriques interactives en ligne. Mais les débats sur ces rubriques sont contrôlés (modérés) par eux, de façon à ce que ce soit l'image et la culture du média qui en sorte gagnante.

* Les religions ont suivi une évolution voisine. Longtemps hostiles à l'expression de leur culture sur l'Internet, de peur de perdre le contrôle, elles l'utilisent de plus en plus systématiquement comme support culturel et missionnaire. Elles suivent en cela l'exemple des églises évangéliques américaines, inspirées par leur proximité avec la Silicon Valley, patrie de l'Internet. Récemment, en France, si l'islam « officiel » est très peu présent sur Internet, celui-ci se trouve désormais envahi par des appels à la guerre sainte qui se revendiquent comme inspirée par une lecture fondamentaliste du Coran. Nous reviendrons sur ce point particulier ci-dessous.

2. L'explosion des contre-cultures profitant de la généralisation de l'Internet

Ces contre-cultures sont devenues très nombreuses et très différentes. Il n'est pas possible dans ce court article d'en faire un recensement. Tout au plus peut-on signaler celles qui sont les plus visibles, du fait qu'elles s'appuient systématiquement sur l'Internet. Certaines de ces contre-cultures restent limitées à des échanges entre affiliés restant confidentiels. D'autres au contraire visent à se faire très largement connaître, au plan national comme international. Elles semblent en ce sens vouloir remplacer les cultures officielles aujourd'hui en place, au risque de se fossiliser à leur tour et susciter des contre-contre-cultures.

Vis-à-vis de ces contre-cultures, deux jugements généraux s'opposent. Selon le premier il s'agit d'une porte salutaire à la créativité, individuelle ou collective, bloquée par les cultures officielles. Selon d'autres, il s'agit de contestations systématiques, provenant d'intérêts économiques et politiques étrangers aux cultures nationales, et tentant de les détruire en se propageant sur le mode épidémique. Ces deux jugements ne sont pas incompatibles. Ils doivent donc tous deux être pris en considération.

* Contre- cultures politiques et géopolitiques. Il s'agit d'abord, pour ceux qui s'y livrent, de discuter ou contredire, si possible avec des arguments solides, les affirmation des gouvernements, des organisations internationales, des think tanks financés par les pouvoirs. Cette contestation, qui n'a pas accès aux médias officiels, rassemble cependant, grâce l'Internet, de plus en plus de citoyens, fussent-ils membres des partis au pouvoir.

Par ailleurs se multiplient les efforts pour définir des programmes ou des formes d'action alternatives. Certaines de ces propositions, quand elles ne versent pas dans l'utopie et avec un peu de savoir-faire de la part de ceux qui les émettent, peuvent être prises en compte (non sans déformations et détournements) par les instances politiques institutionnelles. C'est ainsi qu'aujourd'hui en France grandit un mouvement d'opinion encore souterrain recommandant une alliance avec la Russie, à l'encontre des consignes diffusées par les Etats-Unis. Il commence à être repris par les pouvoirs politiques et les médias,malgré ke fait que pour la majorité de ceux-ci le modèle à suivre est représenté par l'Amérique, tandis que la Russie est encore l'ennemi, comme elle le fut du temps du stalinisme.

* Contre-cultures économiques ou de politique économique. Internet permet l'émergence et le rassemblement de nombreux idées ou initiatives émanant des consommateurs, des salariés et de plus en plus souvent de représentants d'entreprises, en faveur de solutions rejetées par la culture officielle. C'est ainsi que face à la culture obsessionnelle de la croissance, apparaissent des avocats de la décroissance – décroissance pour eux-mêmes et pas seulement pour les autres. Face au modèle de l'entreprise capitalistique concentrée, dans l'industrie, l'agriculture ou la grande distribution, se multiplient des initiatives d'esprit coopératif, associant souvent petits producteurs et clientèles de proximité. Sans l'Internet, elles auraient beaucoup de mal à se faire connaître.

* Contre-cultures journalistiques, artistiques, philosophiques. L'Internet a dès ses origines encouragé de nombreux créateurs à proposer et tenter de faire partager des thèmes s'écartant là encore de ceux qui encombrent les médias officiels et qui sont soutenus par les catégories sociales dominantes. Il en résulte souvent beaucoup de bruit, de nombreuses contradictions, parmi lesquelles risquent de se perdre les créations susceptibles de changer en profondeur les idées reçus. Mais de ce désordre apparent peuvent finir par s'imposer de réelles nouveautés, correspondant à des besoins sociaux non encore reconnus. Ainsi les blogs qui se multiplient dorénavant concurrencent-ils durement la presse établie, l'art commercial ou la pensée philosophique ayant perdu tout esprit critique.

* Contre-cultures scientifiques. Face à la vulgarisation de la recherche scientifique et à la publicité donnée par la plupart des médias à ses aspects positifs pour la société, prolifère sur Internet la contestation d'une science « officielle » présentée comme inexacte, dangereuse ou attentatoires aux « vérités » inscrites dans les Ecritures religieuses. Le phénomène remonte aux origines de la pensée rationaliste. Depuis des millénaires s'étaient multipliées des formes de connaissances que l'on pourrait qualifier aujourd'hui de pré-scientifiques ou empiristes, fort légitimes à ces époques, faute d'accès à des moyens plus précis d'étude du monde. Elles faisaient largement appel aux démarches magiques, chamaniques et messianiques.

Aujourd'hui, elles ont été repoussées par le rationalisme dans le domaine du para-scientifique ou pire, dans celui de la pensée sectaire. Les nouveaux gourous, refusant toute mise à l'épreuve scientifique, peuvent recruter sur Internet des millions d'adeptes qui espèrent trouver dans les solutions abondamment proposées par eux sur le web des remèdes à leurs maux réels ou imaginaires.

Caractéristiques générales des contre-cultures s'exprimant sur Internet

Ces contre-cultures présentent des caractéristiques générales pouvant expliquer leurs qualités et aussi leurs défauts, sinon leurs dérives. Les sciences dites systémiques s'efforceront de plus en plus de les comprendre en termes globaux, notamment dans la ligne de ce que nous nommons ici l'anthropotechnique. Les propriétés propres de l'Internet peuvent expliquer, voire renforcer le développement de ces contre-cultures.

* Parmi ces propriétés certaines constituent de véritables apports à la créativité intellectuelle. Mentionnons par exemple l'ouverture à tous. Chacun, dès qu'il dispose d'un minimum de langage et d'une entrée sur Internet, peut s'y exprimer, soit pour produire des idées, soit pour discuter celles des autres. Dans le cadre de cette ouverture, il faut rappeler que l'Internet permet désormais, sous réserves des difficultés de compréhension, l'accès à une quantité quasi infinie de sources, contemporaines et historiques, sans lesquelles aucune pensée originale n'est possible. Un autre point doit être rappelé: il s'agit de la contemporanéité ou de l'instantanéité. Il n'est plus nécessaire, que ce soit pour s'informer ou pour s'exprimer, d'attendre les longs délais imposées par les voies de communication traditionnelles.

* D'autres propriétés de l'Internet sont souvent évoquées à titre péjoratif.. Il s'agit d'abord de l'anonymat rendu possible par le réseau à tous ceux ne voulent* pas se désigner ouvertement comme les auteurs des idées qui y sont formulées. Cet anonymat est légitime lorsque certains auteurs, pour des raisons diverses ne sont pas autorisés à s'exprimer, ou n'osent pas s'exprimer sous leur nom véritable. Mais le plus souvent l'anonymat permet le défoulement d'innombrables formes d'agressions ou de contre-vérités manifestes. Il est certes à peu près impossible de supprimer la possibilité de telles expressions anonymes. Il est donc nécessaire de s'y résigner, quitte à afficher soi-même, quels que soient les risques, sa propre identité.

* Un autre défaut d'internet, aux yeux tout au moins de ceux qui recherchent une certaine forme de perfection dans la formulation, est le simplisme des formes d'expression qu'il permet désormais, notamment dans les réseaux sociaux. Comment formuler en quelques mots un jugement équilibré portant sur une question complexe? Or l'affirmation simpliste entraînant des réactions simplistes, ce sont des avalanches de banalités souvent mêlées d'inexactitudes qui déferlent à tous propos. Mais les optimistes pensent que si l'Internet était plus exigeant (sur le modèle des revues scientifiques) plus personne n'oserait s'y exprimer, ce qui serait une perte pour la démocratie.

* Beaucoup regrettent aussi le fait qu'Internet permette à chacun de formuler un point de vue et de le diffuser potentiellement au monde entier en temps réel. Sitôt esquissée dans le cerveau de l'émetteur, le jugement simpliste mentionné au précédent paragraphe peut se trouver matérialisé par un message. Ceci n'encourage pas le nécessaire temps de réflexion non plus que les retours en arrière s'imposant à toute personne un peu réfléchie.

* Les scientifiques ayant étudié la théorie des mèmes initialement proposée par Richard Dawkins, observent un phénomène très différent, qui peut favoriser la prolifération de contres-cultures de moins en moins contrôlées par les émetteurs. Selon cette théorie, rappelons-le, souvent étudiée sur ce site, toute phrase, image, symbole émis dans un réseau permettant la communication de sources à sources, se comporte comme une sorte de virus dans le milieu biologique.

Il s'agit de ce que la théorie nomme des mèmes. Le mème se reproduit sur le mode épidémique, il passe de l'un à l'autre hôte en mutant le cas échéant, il peut contaminer en profondeur et transformer en agent contaminateur tous ceux qu'il atteint, personne physique, parole, texte. Ceci permet de comprendre comment, au sein des cultures dominantes mais plus encore au sein des contre-cultures, des opinions ou images émises par un individu donné peuvent acquérir une diffusion et des formes que voudrait souvent désavouer l'émetteur initial, du fait qu'il ne les reconnaît plus.

Mais il ne peut plus faire. Le milieu est désormais contaminé. Le phénomène de la diffusion mémétique explique ce qui surprend aujourd'hui beaucoup d'observateurs n'ayant pas approfondi la question. Pourquoi par exemple, malgré les censures morales qu'elles déclenchent chez la plupart des internautes, des images de viols, tortures, décapitations prolifèrent si facilement sur le web, avec l'assentiment inconscient de ceux qui les reçoivent et qui consciemment en désapprouvent le contenu et ne voudraient pas les retransmettre.

C'est que l'humain, anthropos, associé au techniques, s'y retrouve avec toutes ses caractéristiques, biologiques et neurologiques, notamment celles par lesquelles les normes sociales aujourd'hui reconnues comme nécessaires dans nos société, voudraient l'en protéger: agressivité, jalousie, haine de l'autre, voire envie de tuer, au moins symboliquement.

Nous avons désigné depuis longtemps du terme de systèmes anthropotechniques les symbioses quasiment définitives s'étant établies, depuis l'apparition des premiers outils, entre les humains et les techniques. Aujourd'hui, comprendre le rôle de l'Internet dans la prolifération contemporaine des contre-cultures appelle manifestement le recours à l'approche anthropotechnique.

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13 janvier 2015 2 13 /01 /janvier /2015 10:30

Jean-Paul Baquiast - 12/01/2015
 

Un article récent de Michaël Brooks dans le NewScientist(1) décrit des dispositifs expérimentaux pouvant montrer comment des objets quantiques (q.bits) en superposition ou en cours de décohérence se comportent à l'intérieur d'un champ gravitationnel. Ceci pourrait permettre de faire apparaître un lien entre théorie quantique et relativité jusqu'à présent recherché en vain par les théoriciens de la gravitation quantique.

Il est inutile de revenir ici sur le fait, bien connu de nos lecteurs, que la mécanique quantique et les relativités restreinte et générale ne sont absolument pas compatibles en termes théoriques, tout en étant toutes deux vérifiées dans leurs domaines par des milliers de preuves expérimentales.

Le point nouveau important, souligné par l'article, est qu'aujourd'hui des physiciens autorisés, notamment l'"ancêtre" Roger Penrose, pensent que des dispositifs expérimentaux actuellement en cours de mise au point pourraient prochainement apporter quelques ouvertures tant en termes expérimentaux ultérieurement au plan théorique ultérieurement permettant de commencer à résoudre les grandes énigmes de la gravitation quantique.

Ainsi, en ce qui concerne la superposition, certains physiciens commencent à se demander si une particule qui se trouve en deux états superposés ne ressentirait pas l'effet de la gravité d'une façon différente au regard de l'un ou l'autre de ses états, quitte à retrouver un statut commun au regard de la gravité, lorsque cesse la superposition. En théorie, rien n'interdirait de transposer la solution à l'échelle de l'univers entier, où coexistent, par exemple dans les trous noirs, des phénomènes relevant simultanément de la physique quantique et de la gravité.

De même, en ce qui concerne la façon dont des atomes ou ensembles de particules ressentent l'effet du temps lorsqu'ils se déplacent dans des champs gravitationnels différents(2) d'autres de leurs collègues commencent à se demander si chacun des états d'un atome en état de superposition n'expérimenterait pas des temps différents, selon la vitesse à laquelle ils pourraient se déplacer dans des champs gravitationnels, avant de retrouver un temps identique en se recombinant.

La difficulté consistera évidemment à mettre au point des dispositifs permettant d'une part d'individualiser les états superposés d'une même particule quantique et d'autre part de les soumettre à des champs gravitationnels différents afin de mesurer leurs caractéristiques avant qu'ils ne retrouvent l'état d'une particule macroscopique unique.

 

La réduction de la fonction d'onde - Approche gravitationnelle de la mesure

La nouvelle génération d'instruments auxquels nous venons de faire allusion devrait également permettre d'étudier des situations où ce serait la gravitation qui provoquerait la décohérence d'une particule quantique, autrement dit entraineraient la réduction de sa fonction d'onde. Dans cette perspective, ce pourraient être des phénomènes induits par la gravitation au sein ou autour d'une particule quantique qui se comporteraient en "observateurs".

Dans l'expérience de l'interféromètre à double fente (fentes de Young), l'apparition de bandes d'interférence résulte du fait que des particules (voire des ensembles plus importants de quelques dizaines ou centaines de particules, peuvent passer simultanément par les deux fentes avant de se recombiner en particules uniques sur l'écran(3). Elles se comportent en effet à la fois comme des ondes et des particules. Or si l'on place un détecteur sur le chemin d'une de ces fentes celui-ci provoque la décohérence de la particule qui redevient uniquement une particule et cesse d'être à la fois une onde et une particule. Le détecteur tient le rôle de l'observateur facteur de décohérence dans la théorie quantique classique.

Or la pratique de l'expérience des fentes de Young appliquée à des molécules de près de 800 atomes a montré que les atomes les composant peuvent vivre en superposition, mais décohèrent d'autant plus vite qu'ils constituent un ensemble composé d'un plus grand nombre d'atomes, c'est-à-dire pesant d'autant plus lourd. D'où l'hypothèse que la gravité a quelque chose à voir avec la décohérence.

Plus les ensembles de molécules sont lourds, comme le sont les corps de la physique macroscopique, y compris les êtres vivants, plus vite ils perdent les propriétés quantiques leur permettant de se comporter à la fois comme onde et comme particule. C'est la raison pour laquelle, jusqu'à présent, il n'a jamais été possible d'observer l'état quantique initial de corps macroscopiques composés d'un très grand nombre d'atomes. Ils se retrouvent, si l'on peut dire « observés » par la force gravitationnelle qui réduit presque instantanément leur fonction d'onde.

Pourrait-on tirer de ces conjectures une première suggestion concernant le processus par lequel des particules matérielles émergent dans le milieu quantique (le vide quantique?). Ces particules matérielles s'inscrivent dans un monde où l'on peut parler de temps et d'espace, et donc de gravité, même si les contenus de ces « réalités » n'ont rien d'invariable. Le monde quantique ne reconnaît ni le temps ni l'espace. Nous sommes faits en ce qui nous concerne de particules matérielles (peut-être aussi de particules quantiques, mais la question n'est pas là). Compte tenu des hypothèses brièvement présentées ici, ne serait-il pas possible d'envisager que, dès qu'au cours des fluctuations du monde quantique, apparaissent des molécules composées d'un nombre suffisant de bits quantiques, c'est-à-dire suffisamment «lourdes», celles-ci, soumises au champ gravitationnel, se transforment quasi systématiquemente en molécules matérielles ?
La gravité jouerait ainsi le rôle d'observateur dans la théorie quantique de la mesure.

Le mécanisme serait permanent, ce qui expliquerait l'abondance des particules matérielles dans l'univers observable. Bien sûr, cela ne permettrait pas pour autant d'expliquer l'existence simultanée du milieu quantique et de la gravitation. Il faudrait pour cela faire appel à des descriptions plus complexes de l'univers ou des multivers. Mais cela permettrait de mieux comprendre les interactions entre univers quantique et univers relativiste, objet des travaux de la gravitation quantique.

De nouveaux dispositifs expérimentaux

Cependant, aujourd'hui, dans le cadre de travaux intéressant la réalisation de calculateurs quantiques, les physiciens commencent à mettre au point des dispositifs comportant quelques dizaines voire à terme quelques centaines de q.bit maintenus en état de cohérence par des processus leur évitant d'interférer avec le monde macroscopique. Sur de tels objets, il pourrait devenir possible de tester l'effet de la gravité. Comme d'habitude sur ce site, nous n'essaierons pas de décrire ce que pourraient être de tels dispositifs, renvoyant le lecteur suffisamment informé aux publications des physiciens qui les imaginent(4).

En explorant le web, le lecteur trouvera de nombreuses références aux chercheurs et aux travaux s'intéressant aux nouvelles approches expérimentales permettant de mettre en évidence les relations entre la mécanique quantique et la gravité. Ceux-ci ne devraient pas aboutir très rapidement, mais certainement bien avant des recherches aujourd'hui embourbées dans les arcanes de la théorie, telles celles constituant la Théorie des Cordes. La science perd très vite sa pertinence si elle s'écarte trop durablement de l'expérience.

Références

(1) Michaël Brooks. The secret Life of Reality

(2) Il s'agit du phénomène décrit sous le terme de «dilatation du temps».

(3) Wikipedia :  Fentes d'Young

(4) Voir Physical Review, Cisco Gooding et George Unruh Self-gravitating interferometry and intrinsic decoherence
* Voir aussi le Caslav Brukner Group :  Quantum foundations and quantum information theory
Notamment Experimental Superposition of Orders of Quantum Gates
* Voir aussi Scientific American :  Physicists Eye Quantum-Gravity Interface
* Voir aussi le Markus Arndt's
group

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