N°73- LA NATURE A-T-ELLE DES PRINCIPES ? Origine et destin des lois de l’Univers
Jean Perdijon - Vuibert/Va Savoir - 05/10 - 120 pages - Tout lecteur

RÉSUMÉ : Le choix des principes sur lequel sont assises les théories conditionne l’efficacité de l’aventure des sciences. De l’infiniment grand à l’infiniment petit leur cohérence ne va pas toujours avec leur compatibilité.

MOTS CLÉ : raison, expérience, méthode, conservation, stationnarité.

L’AUTEUR : Jean PERDIJON est ingénieur des Mines. Chercheur au Centre d’Etude Nucléaire (Grenoble) et enseignait à l’École de Physique (Grenoble).

Si l’on décide (acte de foi) que l’univers est compréhensible par la raison, l’efficacité de l’aventure impose de l’asseoir sur des principes qui assurent une cohérence dans la construction des théories. La valeur de la science (Poincaré) nous dit qu’un principe n’est ni vrai, ni faux, il est commode. Son intérêt est heuristique et il peut-être remis en question. L’auteur nous propose de méditer à l’ombre d’un arbre, dont le tronc fait corps avec le physicien (curiosité, imagination, sens critique). Ramifié ensuite pour puiser sa lumière, sur la raison (ontologie, méthodologie), et sur l’expérience (conservation, stationnarité, interdits). Bien d’autres concepts (causalité, universalité, réalité, localité, économie…) y font nid assurant fondements et historicité à l’aventure scientifique.

La physique bouscule le concept de modèle pour tenter de construire le réel à partir du sensible (chap.1). Le fiasco pointé du doigt, tient à l’ambiguïté du concept de particules (discontinues), difficilement vivables avec celui de champ (continu). Considérées comme source du champ elles deviennent aussi sources d’infinis liés à leur caractère ponctuel. Les principes posés portent sur les objets manipulés par le physicien-observateur (ontologiques= objectivité, réalité, localité, économie, unité, continuité, non singularité). D’autres (chap.2) sont imposés par le raisonnement et la logique (méthodologiques= causalité, stabilité, non contradiction, complémentarité, correspondance, superposition, cosmologique, universalité) et qui sont comme des horizons de validité de la théorie bricolée. La méthode s’appuie sur le réductionnisme dont l’efficacité de la modélisation mathématique et l’abstraction offrent aux concepts un nouveau décor préparant le terrain à d’heureuses étincelles. Émergent des constantes, l’occasion pour Bronstein de construire son cube-frontière sur 3 axes (G,h,1/c), laissant dans l’ombre le k entropique de Boltzmann.

La relativité et la quantique imposent des interdits (chap.3), tous encrés sur d’autres principes (relativité étendue ou covariance des lois, principe d’équivalence, d’incertitude, d’exclusion de Pauli, d’indiscernabilité, et principes thermodynamiques). De nouveaux horizons se dessinent (événements, cosmologique, de Rindler). D’étranges couples se forment : espace-temps, matière-énergie, information-entropie, chaleur-énergie, sur fond d’indétermination par changement d’échelle.

Il se peut que la science soit née de ces astres errants peu solidaires de la sphère des fixes. Pourtant les préférences et la confiance des physiciens tiennent plus à ces grandeurs (chap.4) qui se conservent (masse, charge, énergie…). Emmy Nöther a su associer aux principes de conservation, des groupes d’invariance (Energie/temps, impulsion/Translation, moment cinétique/rotation). Les principes extrémaux (chap.5), tel le principe (moral) de moindre temps, permet à Fermat de retrouver les lois de la réfraction et d’ouvrir sur le concept de stationnarité. (Une grandeur est stationnaire si sa différentielle est nulle lorsque les paramètres dont elle dépend varient de façon infinitésimale). Celui de moindre action (économique, téléologique), offre à Maupertuis et à ses successeurs (Lagrange, Hamilton) de donner un statut aux trajectoires virtuelles que pourraient suivre une particule pendant la même durée. (espace de configuration). Ces 2 principes sous-tendent la mécanique ondulatoire (de Broglie).

Ces principes sont en fait la manière de penser la physique. Ils assurent vie et survie de l’aventure. Ils n’excluent pas une certaine métaphysique dans la confiance qu’on leur accorde, ni des incohérences hors de leurs domaines d’exploitation. Relativité et quantique se battent sur fond d’espace-temps. Mais la confusion règne encore dans leur appellation d’origine que semble peu contrôlée. S’agit-il de principes et de lois de la nature ou de la physique ? L’auteur usant tantôt de l’un, tantôt de l’autre faut-il abuser de cette dualité ? L’Univers n’a peut-être aucune raison d’être raisonnable ? Alors s’il faut spéculer pour avancer, que de choses il faut ignorer pour agir ! L’histoire de cet élève d’Heisenberg pour qui l’espace n’était que champ d’application d’opérateurs hermitiens et qui s’entendit répondre : absurde ! L’espace est bleu, et il y a des oiseaux qui volent dedans ! St Exupéry ne disait-il pas qu’il ne savait la logique des plis de la robe ; ou que la réalité pour un chien c’est son os !

Intéressant dossier (05/10) qui n’est pas sans rappeler celui récemment analysé (L’horizon ou le refus de l’infini - 05/11). Il semble lui faire écho sur de nombreux thèmes glissant sur cet effet-miroir si particulier, avec le principe des 3p évoqué : publier, publier, publier…

Jacques CAZENOVE - 23/06/11.