Note de lecture sur l'ouvrage de Thibault Damour et Jean-Claude Carrière

Entretiens sur la multitude du monde
et l'unicité des idées

Paru en sept 2002 chez Odile Jacob

Mon commentaire : 21 octobre 2003

Des tas de gens m'ont déjà remercié de les avoir éclairés sur le livre de Greene "l'Univers élégant". Il y en a pas mal qui sont construits sur ce patron. La recette est redoutable. Cela commence par un discours clair, axé sur l'histoire des sciences et les grandes avancées des siècles passés. Si on est bon vulgarisateur c'est très séduisant et Damour, remarquablement servi par son faire-valoir Jean-Claude Carrière s'en tire aussi bien que Greene. Dans cette première phase du livre le lecteur se dit : "je comprends... je suis intelligent.... comme cet homme est brillant et clair !". Cette entrée en matière permet de créditer la suite du discours d'une valeur semblable. Et si dans cette seconde phase le lecteur, cette fois, ne comprend plus c'est parce que ... la science est devenue "très compliquée" mais "le progrès se poursuit".

Paraphrasant Voltaire, dans Candide, j'aurais tendance à dire :

Ce sont les petites incompréhensions particulières qui forgent la grande compréhension générale.
De sorte que plus la science est incompréhensible, meilleure sont les choses dans la meilleure des science possible.

Cela permet à ces gens de cacher qu'ils s'enfoncent dans l'impasse d'une physique qui n'a plus rien à voir avec l'observation et l'expérience et, barrant la route à tout courant d'idées qu'ils ne contrôleraient pas, sont la cause de la désaffection des jeunes pour une physique qui ressemble plus à ce qu'Alfred Jarry appelait la pataphysique.

Damour est d'un autre calibre que Reeves qui est lui, simplement "déguisé en savant". On doit à cet homme devenu récemment académicien (pour une fois à juste titre) un travail excellent, qui fera date. Il a été le premier à faire les calculs compliqués évaluant la (faible) variation de la période de rotation d'un couple d'étoiles à neutrons du fait de la dissipation d'énergie par émissions d'ondes gravitationnelles. Cela a été mis en évidence quelques années plus tard par deux Américains à qui on s'est empressé de donner le prix Nobel, en oubliant Damour au passage. Scandaleux. Mais l'histoire des sciences est peuplée de scandales de ce genre. Cet ensemble : prédiction théorique plus confirmation observationnelle peut être considéré comme la seule et unique confirmation observationnelle (indirecte) de l'existences d'ondes gravitationnelles. A cause de cela Damour et les deux Américains ont inscrit leurs noms dans l'histoire des sciences. Il est devenu académicien. Il a un poste prestigieux à l'Institut des Hautes Etudes de Bures sur Yvette, véritable Mecque de la physique et des maths en France. Mais est-ce la frustration (compréhensible) d'avoir été exclu du Nobel qui lui fait "tirer sur tout ce qui bouge" ?

Nous ne serons peut-être jamais face à face. En attendant je vais démonter son livre en pièces détachées pour que vous perceviez ses qualités et ses faiblesses.

Le premier échange, au chapitre 1, intitulé "Paysage avant la débâcle" est :

Jean-Claude Carrière - Est-il vrai que, parmi les étudiants, les candidats physiciens se font rare ?

Thibault-Damour - Oui, la baisse est sensible.

Jean-Claude Carrière - Pourquoi ? On dit que la physique a dominé le XX° siècle, qu'elle a bouleversé tous nos rapports avec le monde, jusqu'à nous donner des armes d'apocalypse. Pourquoi cette désaffection ? A-t-elle outrepassé ses propres concepts ? Fait-elle peur ? A-t-elle tout dit ?

Thibault-Damour - Certainement pas. Le champ devant reste immense.

Et les deux se proposent alors de tenter de savoir "où en est la physique". C'est la phrase employée.

Suit alors un discours vulgarisateur assez bien construit où les deux font usage de leur vaste érudition. On découvre "comment les Grecs inventent le concept d'espace", un espace qui est un contenant où se meut la matière. Ces mêmes Grecs inventent l'insécable , l'atome. En même temps les Grecs se dotent d'outils d'exploration et de description de l'espace : le point, la droite, le plan. Thibault précise qu'à cette époque on envisage de mesurer le temps, c'est à dire qu'après s'être doté d'une géométrie (du Grec geos, la Terre) on envisage une chronométrie. Mais, comme le fait remarque Damour, page 16, ces mêmes Grecs passent à côté des notions de force et d'énergie, avec les mesures qui leur seraient associées. Et de montrer que la notion de force apparaît très tardivement, au XVI° siècle grâce à Galilée, Descartes et Newton. Les deux premiers inventent l'inertie. La dynamique prend naissance ( le fameux "F = m G ").

Damour et Carrière passent ensuite au XVIII° avec apparition de l'électromagnétisme, du concept de charge, de "quantité d'électricité". Des lois de conservation apparaissent (Lavoisier). A l'aube de l'époque moderne Mendéléiev classe les atomes. En 1896 Becquerel découvre la radioactivité, en 1895 et 1897 Perrin de Thomson mettent en évidence l'existence de la première particule élémentaire : l'électron" (page 22). Damour décrit l'émergence de la notion de champ. Page 24 on comprend que cette débâcle évoquée dans le titre du chapitre ne se réfère pas à l'époque actuelle mais à la faillite des idées de la fin du dix-neuvième siècle : la causalité, l'unicité de la réalité, le principe de Raison. La pièce est bien amenée, avec son second acte, classique : faillite des concepts issus du dix-neuvième, du déterminisme, entre autre, mise en scène de l'émergence de la vision quantique des choses.

C'est là qu'un "écrivain et scénariste célèbre", J.C.Carrière (4° de couverture du livre) et un "chercheur mondialement connu" s'aventurent dans le monde de la philosophie. Je cite :

1 Jean-Claude Carrière - "Rien n'est sans raison" proclame l'espère humaine, qui se conduit elle-même d'une manière totalement irrationnelle. Mais que veut dire exactement le mot "raison" ? Il n'a pas le même sens que le mot "cause" ?

2 Thibault Damour - Il fait plutôt référence à cette nécessité, qui est la nôtre, d'appréhender le monde à travers une représentation logique, cohérente.

3 Jean-Claude Carrière - Ce besoin est en nous. Et il paraît supposer, non seulement que l'univers est logique, mais que cette raison est une sorte de dimension a priori, comme l'Espace et le Temps majuscules, un esprit virtuel qui attendrait les choses pour les organiser, pour les mettre en place, ou tout du moins, s'il ne les crée pas, pour les accepter ou les rejeter. Un peu comme le Dieu de Descartes, qui a mis les lois dans la nature, mais en y échappant, en restant à l'extérieur.

4 Thibault Damour - Je ne pense pas que le principe de raison présuppose l'existence de cet esprit virtuel, qui transcende la nature.

5 Jean-Claude Carrière - Une deuxième attitude consisterait alors à dire : il y a des lois sans Dieu. Mais la raison reste toujours présente, pressante, et ne cesse de demander pourquoi.

6 Thibault Damour - Ce questionnement perpétuel de la science, initié par les Grecs, est devenu de plus en plus exigeant au XX° siècle. Il va jusqu'à demander le pourquoi de l'existence de lois physiques.

7 Jean-Claude Carrière - Jean-Claude Carrière - Le pourquoi du comment.

8 Thibault Damour - Si vous voulez.

9 Jean-Claude Carrière - S'il n'y a pas de lois, comment l'esprit pourrait-il parler de ce qui par définition lui échappe ? De ce qui n'a pas besoin de lui ? De ce qui le dépasse et l'égare ?

10 Thibault Damour - En fait, il est possible de concevoir une structure de la réalité physique qui soit complètement aléatoire au niveau fondamental.

11 Jean-Claude Carrière - Une structure où les lois physiques n'émergeraient qu'à des échelles plus grandes ?

12 Thibault Damour - A des échelles susceptibles d'être observées par nos instruments. Mais revenons pour le moment à la débâcle.

J'ai numéroté les répliques car je voudrais apporter un commentaire à certaines. A la phrase 4 Damour dit " Je ne pense pas que le principe de raison présuppose l'existence de cet esprit virtuel, qui transcende la nature".

On entre là dans le domaines des philosophades, chères à Hawking. On se souvient de la réponse qu'avait fait Laplace à Bonaparte, dans les Jardins de la Malmaison, lorsque le Premier Consul lui avait demandé, à propos de sa description de la mécanique du système solaire, tel Jacques Chancel : "Et Dieu dans tout cela ?". Laplace avait répondu "qu'il n'avait pas eu besoin de cette hypothèse dans ses calculs". C'était l'époque où Laplace croyait dur comme fer dans le déterminisme en tant que "loi du monde" et que si on connaissait les conditions initiales et les lois, tout était déjà joué. Mektoub. A la phrase 10 Damour va nous dévoiler sa propre croyance : "En fait, il est possible de concevoir une structure de la réalité physique qui soit complètement aléatoire au niveau fondamental". L'académicien a un autre dieu : le dieu Hasard. Car la science, comme toute pensée n'est qu'un système organisé de croyances.

Enfin, une dernière remarque à propos de la phrase 6 : "Ce questionnement perpétuel de la science, initié par les Grecs, est devenu de plus en plus exigeant au XX° siècle. Il va jusqu'à demander le pourquoi de l'existence de lois physiques". Il s'agit alors d'une référence à un théorème célèbre dû à la mathématicienne Emmy Noether. Celle-ci a montré, en tant que conséquence de la théorie des groupes que l'existences de grandeurs (de quantités mesurables) était liée à l'existence de symétries dans la nature. Quand on évoque l'existence de grandeurs physiques on débouche sur des lois de conservation, qui sont nos lois physiques, même si celle-ci se sont "déployées" au fil des années (comme le principe de conservation de la masse a laissé place à celui du principe de conservation de l'énergie-matière, par exemple). Le mot "symétrie" a un sens plus vaste, pour les mathématiciens que pour un non-mathématicien. Ainsi l'existence d'une grandeur : l'énergie-matière est-elle liée à une "symétrie temporelle" qui ne signifie pas que "les choses se déroulent de la même façon quand on commute le futur et le passé" mais simplement que si on laisse simplement le temps s'écouler et qu'il ne se passe rien, les choses restent en l'état. Si on considère une particule et qu'elle se déplace sans interagir en suivant simplement sa "ligne d'univers", alors son énergie se conserve. Le fait qu'un objet puisse être déplacé dans l'espace implique que son impulsion soit conservée. Donc s'il y a lois, c'est qu'il y a des invariances de grandeurs ou de combinaisons de grandeurs. Si ces grandeurs existent c'est qu'il y a des symétries sous-jacentes. Ainsi pourrait-on transformer la phrase de Damour en "Il va jusqu'à se demander le pourquoi d'une telle structure géométrique".

Suite de l'ouvrage : on annonce les "bouleversements inouïs" (page 28). Quel style Dityrambique ! Au passage Damour s'en prend à l'astrologie. Puis il fustige des manuels scolaires où il trouve, dans un ouvrage destiné aux terminales S, datant de 1999 : :

"Les astronomes se préoccupent des origines et de la création du monde : l'expansion de notre univers suggère l'idée d'une explosion originelle : le Big Bang, qui aurait engendré l'ensemble des galaxies". L'académicien s'insurge en dénonçant "cette illustration scientifiquement fausse du concept de Big Bang".

Au point où nous en sommes et vu les problèmes graves que connaît actuellement le "modèle standard" d'où ce concept découle il paraît hasardeux de prôner "une vision scientifiquement vraie du concept de Big Bang". Qu'on le veuille ou non, le mythe de la caverne est tout près. Il existe un phénomène : le redshift, le rougissement des objets lointains, qu'on interprète comme un phénomène d'expansion, sans être à même de dire quelle est la portion de l'univers qui se dilate. Le monde perceptible est un théâtre d'ombres et les phénomènes que nous croyons y déceler impliquent des hypothèses sur le système de décodage.

Carrière renchérit en parlant d'une "falsification du savoir" lorsque Damour évoque le fait que manuel passe sous silence la révolution quantique. Le chapitre 2, qui suit, est consacré à une évocation de l'univers de la Relativité, où s'opère la fusion de l'espace et du temps en une même entité : l'espace-temps. Damour se hasarde alors à donner son interprétation personnelle de la conscience de l'écoulement du temps telle qu'elle s'effectue chez l'homme. Carrière parle du "caractère irréversible de notre mise en mémoire".

Thibault Damour, page 51 - Nos opérations de mémorisation se produisent dans des systèmes nerveux d'un type particulier, les nôtres, qui sont en perpétuelle interaction, qui échangent des informations à la fois avec le milieu extérieur et avec d'autres sous-systèmes des corps qu'ils habitent. L'ensemble des lignes d'espace-temps représentant la structure et l'évolution d'un tel système nerveux, du fait de l'absence d'équilibre thermodynamique et de l'accumulation d'informations, une dissymétrie entre le "bas" (de l'espace-temps) et le "haut".

Jean-Claude Carrière - Et cette dissymétrie serait la racine de la sensation illusoire - que nous partageons tous - d'un écoulement temporel ?

Thibault Damour - Exactement.

Jean-Claude Carrière - Vous êtes en train, dirait-on, de nous définir la Maya, ce fameux filet d'illusions dans lequel, selon les penseurs indiens toute notre connaissance du monde est enfermée à notre insu.

Thibault Damour - Oui, il y a de ça.

Continuant à commenter cette pensée de Damour : "si nous avons conscience du temps c'est parce que nous nous faisons partie d'un ensemble hors d'équilibre thermodynamique".

Il existe en physique ce qu'on appelle le second principe de la thermodynamique, qui dit que tout système évolue de telle manière que son entropie croisse (un concept particulièrement épineux à saisir pour un non-physicien. Voir mon commentaire destiné à l'étudiant en sciences). Dans un système en état "d'équilibre thermodynamique" l'entropie reste constante même si "des choses se passent", que des électrons continuent à orbiter autour des atomes ou que des molécules continuent à se mouvoir et à s'entre-choquer dans un gaz. Mais un physicien est confronté à deux état d'un système isolé possédant la même entropie il ne pourra plus étrablir une chronologie entre ces deux-là.

En fait, comme il est montré dans la remarque mise en lien, destinée à l'étudiant en sciences il est : impossible de dissocier l'idée que nous nous faisons du sens passé-futur de notre conscience des phénomènes qui la crée. Tout ce que nous pouvons dire c'est "selon notre observation, en comparant deux situations, l'une située dans notre passé et l'autre dans notre futur, l'entropie croît. Et nous avons érigé cela en principe a priori". Ce que nous dit Thibault c'est que le second principe ferait en quelque sorte partie de notre "câblage encéphalique" et qu'en comparant deux engrammes correspondant à deux états d'entropie la conscience en déduirait ce qui appartiendrait au passé et ce qui appartiendrait au futur. Le système se mord un peu la queue car, comme dans un programme il faut une chronologie sous-jacente, à travers laquelle un être explore ses souvenirs, en évalue l'entropie et décide alors de ce qui appartient au passé et de ce qui appartient au présent (voir l'évocation des ordinateurs contrôlant le compte à rebours des navettes américaines, dans le fichier en lien), en supposant que ses souvenirs ne contiennent aucune ... prémonition, c'est à dire d'information appartenant au futur ! A moins que cette exploration soit programmée de telle façon que l'être en question retienne "le souvenir de plus faible entropie" comme "la situation présente". Au passage, un système qui serait "en état d'équilibre thermodynamique" aurait une entropie constante. Il n'évoluerait pas (au sens de la thermodynamique).

Dans une seconde note j'évoque les pathologies qui pourraient découler d'un faux contact encéphalique.

A la page 52, une idée qui me plaît beaucoup. Je ne sais pas si elle est de Damour. De nos jours on discute beaucoup à propos d'un phénomène d'émergence. C'est l'idée que quand un système atteint un certain niveau de complexité "quelque chose de nouveau apparaît". Cette idée est évidemment très difficile à illustrer. Mais Damour le fait en évoquant le concept de température (la mesure de l'énergie cinétique moyenne d'agitation thermique de constituants). Ce concept, par exemple pour un gaz, ne vaut que si on a un nombre suffisant de molécules (pour l'étudiant scientifique : voir la note en lien). Si on est face à une, deux, cinq molécules on ne peut parler que des énergies cinétiques individuelles de celles-ci, qui peuvent changer si ces molécules peuvent entrer en collision. Confronté à un milliard de molécules ont peut faire apparaître des quantités macroscopiques comme la densité, la température, etc...

Le passage au macroscopique correspond à la manifestation d'un phénomène d'émergence. Il en est de même en psychologie. Trois personnes forment un ensemble d'individus. Cent mille constituent "une société".

Au chapitre 3 les auteurs abordent le monde de la Relativité Générale. Une vulgarisation assez bien faite, rendue alerte par la technique du dialogue entre le savant et le naïf, le maître et l'élève. Page 82 on trouve quelques remarques sur lesquelles il conviendrait de s'attarder. Thibault Damour commence par critiquer les idées de SF en rappelant que dans notre vision du monde il est interdit de dépasser la vitesse de la lumière, parce qu'il faudrait pour ce faire déployer une énergie infinie.

Thibault Damour - Il est possible que loin dans l'espace ou dans l'espace temps "le temps s'écoule à l'envers".

Jean-Claude Carrière - Sérieusement ?

Quelques balivernes plus loin :

Thibault Damour - Notre compréhension actuelle de l'évolution thermodynamique à partir du Big Bang rend peu probable cette observation. Le domaine serait situe trop loin de nous pour que nous puissions voir des civilisation lointaines vivant à l'envers, des corps sortant de la tombe pour entrer dans une matrice. Mais rien n'exclut a priori que cette inversion soit réalisée quelque part dans l'espace.

Jean-Claude Carrière - Ou dans le temps

Thibault Damour - Au voisinage d'un Big Crunch très lointain, qui serait organisé comme le renversement temporel de notre Big Bang de proximité.

C'est Andréi Sakharov qui, en 1967, émit le premier l'idée que notre univers puisse posséder un jumeau rétrochrone, les deux étant reliés par une "singularité". C'était sa vision du "Big Bang", de "ce qui devait se passer lorsqu'on remontait les événements à rebrousse-temps". Thibault Damour reprend l'idée à son compte en projetant ce "pont spatio-temporel" dans un Big Crunch lointain, échappant totalement à l'observation. Pourquoi ne pas réexaminer l'idée de Sakharov en se penchant sur "ce Big Bang de proximité" ? Le texte de Damour évoque une grande envolée de SF, digne d'un Hubert Reeves, dans le style "rien n'exclut que très loin dans l'espace-temps ma tante en ait et qu'elle soit mon oncle". Sans grand intérêt.

Dans la suite Thibault Damour entreprend de vulgariser la mécanique quantique. A ce sujet je voudrais rappeler la position de Richard Feynman, qui avait coutume de dire :

- Si un jour vous rencontrez quelqu'un qui prétend avoir compris la théorie quantique, vous serez face au plus grand des menteurs car personne n'y a jamais rien compris.

Le fait que cette théorie fonctionne, soit prédictive (par exemple à travers le célèbre paradoxe EPR, d'Einstein-Podowlski-Rosen) ne la rend pas nécessairement plus claire pour autant. Le mathématicien Jean-Marie Souriau, qui connaît bien la physique m'avait répondu, quand je lui avais demandé s'il lui semblait possible de vulgariser la physique quantique :

- Comment veux-tu qu'on explique quelque chose qu'on ne comprend pas ? ....

Thibault Damour manie bien les images et Carrière joue bien son rôle de naïf un peu perdu. On retrouve tous les classiques, comme l'image du chat de Schrödinger et bien d'autres choses du même genre. En fait notre académicien déploie la magie paradoxale de la mécanique quantique sans pour autant l'expliquer plus avant que ses prédécesseurs. C'est matière à évoquer la multiplicité d'histoires parallèles qui impliquent autant d'embranchements qu'emprunte notre "conscience de notre devenir" à chaque instant. C'est comme si il disait "vous étiez déjà déconcertés par des paradoxes ? Eh bien nous avons beaucoup beaucoup progressé. Ceux-ci en cachaient en fait d'autres encore plus déconcertants". Il manque dans ce discours la modestie d'un Feynman, mais le texte reste plaisant. C'est meilleur que dans l'ouvrage de Pharabod "Le Cantiques des Quantiques".

On retiendra, page 87, l'évocation de l'idée Kantienne consistant à prendre une pensée pour une réalité.

Thibault Damour - Dans une construction intellectuelle, qui repose à son tour sur une construction mathématique a priori, lorsque cette réalité mathématique change, la réalité physique change aussi.

A un moment, en s'efforçant de se mettre au niveau de Carrière, qui joue les béotiens de manière bruyante, s'extasiant devant tant de science, Damour semble effleuré par le vertige de la gémellité. Il évoque page 126 des mondes "de types I et II". Quelques lignes plus haut il écrivait "Un monde c'est l'ensemble des co-interagissants". Puis il envisage deux univers qui, "habitant dans le même espace" n'interagiraient qu'à travers la force de gravitation". Et d'ajouter :

Thibault Damour - En utilisant des détecteurs très sensibles on pourrait mesurer la faible force gravitationnelle qui s'exercerait entre deux corps nous pourrions nous apercevoir que notre corps "gravite" vers un autre corps invisible.

Jean-Claude Carrière - Situé pratiquement au même endroit de l'espace ?

Thibault Damour - C'est l'idée de deux mondes, dans le même espace, qui sont presque aveugles l'un à l'égard de l'autre.

Cette démarche évoque "les Somnambules" de Koestler. Damour frôle l'idée, puis s'en éloigne, faute de pouvoir en faire quelque chose. Cette idée gémellaire est mienne depuis vingt cinq ans. Je l'ai poussée fort loin (On a perdu la Moitié de l'Univers, 1997, Albin Michel, forme vulgarisée de travaux publiés dans des revues à comité de lecture). On envisage effectivement deux "feuillets d'univers" comparables au recto et au verso d'une surface, qui ne peuvent s'influencer qu'à travers le champ de gravité, les photons parcourant l'un des feuillets ne pouvant passer vers l'autre. J'ai bien expliqué cette "invisibilité géométrique" en montrant tout le profit (à travers l'interprétation qui peut être faite des observations grâce à ce modèle) qu'on pouvait tirer en jouant avec une "matière gémellaire", à énergie négative, qui repousse la nôtre. J'avais envoyé tout cela à Damour mais il n'y a pas pire aveugle que celui qui ne veut pas voir.

S'il se refuse à envisager ce que Souriau appelait un "bivers", Damour se lance à partir de la page 127 dans une évocation d'un "multivers", où "d'infinivers" où une infinité d'histoires possibles coexistent.

Jean-Claude Carrière - En s'ignorant.

Thibault Damour - Pour le moment.

On verra par la suite que Thibault Damour pense que l'approche via les supercordes constitue l'avenir de la physique, à travers un changement de représentation. Mais il reste sourd à la suggestion gémellaire. Pourtant la seconde approche est très féconde alors que la première est totalement stérile et conduit à une sorte de confusion mentale "au milieu des millions de théories possibles", comme dirait Greene.

Il y a une volonté de séduction et d'épate dans le discours qui évoque une phrase de Kipling dans "Histoires comme ça" :

Tout ceci étant grosse astuce et force magie

définition de la mécanique quantique qui n'aurait peut être pas déplu à un Feynman.

Page 136 Damour nous redit comment il voit l'humain :

Thibault Damour - Les corps humains sont des structures localisées le long de grands écheveaux dans l'espace temps. Ces structures obéissent à un fonctionnement très complexe qui repose sur la thermodynamique des phénomènes irréversibles et possède des sous-structures appelées "mémoires" qui gardent les traces des événements - mais qui ne les gardent que d'un seul côté de l'espace temps.

Avec Changeux nous avions le "Neuranthrope". Damour invente le "Thermanthrope".

Page 149 il écrit ensuite des choses qui me font immédiatement réagir. Je commence par le citer :

Thibault Damour - En regardant les choses de plus près on s'est aperçu que les particules qui "remontent le temps" sont légèrement différentes des particules normales, de celles qui "descendent le temps". Par exemple, si la particule normale a une certaine charge électrique (ou tout autre type de charge), la particule qui remonte le temps a une charge opposée.

Jean-Claude Carrière - Et une masse différente ?

Thibault Damour - Non, la masse reste la même. La théorie quantique prévoit que pour toute particule - disons l'électron - il doit exister ce que nous appelons son "antiparticule". L'antiélectron, rappelez-vous, s'appelle positron. De même le proton a un antiproton.

Jean-Claude Carrière - L'antimatière est donc de la matière qui remonte le temps ?

Thibault Damour - Nous devons cette idée au physicien Suisse Stuelckelberg. Elle fut grandement amplifiée par un Américain, Feynman.

Ce qui est dramatique, à ce stade du livre, c'est que Thibault Damour utilise son statut de "savant" pour faire passer des idées fausses. J'éclaircirai tout cela dans "Journal d'un Savanturier" en donnant dans la piste "grand public" des images didactiques, dans la seconde "piste" (page htm associée par lien) les idées générales des calculs et dans la troisième tous les détails des calculs. Mais tout cela a déjà fait l'objet d'une présentation dans un congrès international. On comprend maintenant pourquoi les physiciens théoriciens sont en train de se fourvoyer gravement. Cette perception erronée de l'antimatière est la source même de cette dérive.

Je ne peux inscrire les arguments à l'appui dans la trame d'un discours destiné à un public assez vaste. Le lecteur scientifique ou l'étudiant en sciences pourra trouver plus de détails dans un dossier antimatières (au pluriel). Là, je prends carrément le risque de mettre en avant mes propres travaux, que j'aurais bien aimé avoir la chance de soumettre au feu roulant de la critique par exemple lors d'un séminaire à l'Institut des Hautes Etudes de Bures sur Yvette, où Thibault Damour occupe la chaire "astrophysique-cosmologie" et décide donc de qui peut s'exprimer dans ce cadre et qui ne le peut pas. Au cas où mon discours "ne tiendrait pas la route", en particulier au plan mathématique (et l'IHES de Bures est une Mecque de qualité internationale en la matière) cela serait une excellent occasion de me discréditer définitivement. Le défi est lancé, vis à vis duquel un silence hautain ne constitue pas une réponse.

En quelques phrases : Une particule qui "remonte le temps" emprunte une trajectoire " antichrone "qui est " T-symétrique " par rapport à celle d'une particule normale : " orthochrone ".

Si une particule suit une trajectoire "en mroir" par rapport à une particule normale les deux trajectoires seront P-symétrique (P pour parité). Enfin si une particule se comporte comme si elle avait un charge (électrique) opposée on dira que c'est la C-symétrique d'une particule ordinaire. Un positron est le C-symétrique d'un électron. Un antiproton est le C-symétrique d'un proton. C'est "l'antimatière au sens de Dirac".

Plus tard, comme le rappelle Damour le Suisse Stuelckelberg puis l'Américain Richard Feynman reprirent cette idée, sans qu'on ait jamais très bien élucidé ce que pouvaient signifier cette façon de cheminer à rebrousse-temps. Les choses ont été éclaircies par le mathématicien Jean-Marie Souriau en 1968 (et publiées en 1972 sous forme d'un ouvrage paru en Français aux éditions Dunod, intitulé "Structure des Systèmes Dynamiques", devenu ... introuvable). Souriau y a montré qu'une T-symétrie entraînait automatiquement une inversion du signe de l'énergie et de la masse, si la particule en possède une. Ainsi une particule qui remonte le temps est-elle une particule qui se comporte comme si elle possédait une énergie et une masse négatives.

La PT-symétrique d'une particule de matière est bien une particule d'antimatière, mais dotée d'un énergie négative.

De même la CPT-symétrique d'une particule de matière n'est pas identique à cette même particule ( "Théorème CPT", un "théorème de physiciens", selon Souriau) mais la même particule, dotée d'une énergie inverse (et d'une masse inverse, si celle-ci en possède).

Revenons à l'ouvrage de Thibault Damour. Le pauvre Carrière s'accroche comme il peut, le lecteur non-spécialiste aussi. Avoir voulu caser sur deux cent pages pages l'histoire de la physique de l'antiquité au préphoton, au faiblon (cités page 197) et au gluon a quelque chose de surréaliste. A la fin de ce chapitre 5, page 170, Thibault Damour s'interroge :

Thibault Damour : Qu'est-ce qui détermine la valeur des coefficients de couplage aux diverses bifurcations de ligne que nous connaissons à ce jour ? L'ensemble des particules a quelque chose de baroque.

Jean-Claude Carrière - Qui vous dérange ?

Thibault Damour - Nous aimerions trouver un fondement théorique plus approfondi. Inutile de le nier.

Dans le chapitre 6 Damour s'interroge sur le "vrai avéré" en science et cite en exemple le calcul de la précession de l'orbite lunaire, puis ses propres travaux sur les pulsars doubles (sans se citer lui-même), puis le calcul du moment magnétique de l'électron (produit de l'électrodynamique de Feynman) à propos duquel il écrit :

Thibault Damour - Ceci se traduit par un accord entre théorie et expérience jusqu'à la onzième décimale. A mon sens c'est un des triomphe de la science.

Jean-Claude Carrière - Et cela repose sur tant de complexité, de subtilité, de confirmations et de vérifications qu'il est impossible d'imaginer que cet accord soit fortuit.

Thibault Damour - C'est impensable. Le calcul du moment magnétique de l'électron (de même que les deux autres exemples évoqués dans le livre) montre que la réalité physique peut être comprise en détail et qu'elle peut être l'objet d'une description rationnelle, mathématisée.

Jean-Claude Carrière - C'est le cas dans aucun autre domaine de la connaissance ?

Thibault Damour - Dans aucun. Ces exemples, qui sont relativement simples à décrire avec des mots devraient au moins être signalés dans l'enseignement secondaire. Ils illustrent la profondeur et la signification de l'entreprise scientifique.

Jean-Claude Carrière - Le réel peut être rationnellement décrit par notre raison, mise devant son propre tribunal.

Thibault Damour - Il serait bon d'insister sur cette valeur unique et irremplaçable de la science, sur le succès remarquable d'une approche rationnelle rigoureuse.

Jean-Claude Carrière - Alors qu'on fait tout le contraire.

Thibault Damour - La science, dans ses échappées conceptuelles, peut être aussi belle que les plus hautes oeuvres de la culture universelle.

On arrive au chapitre 7 , le dernier, intitulé "Vers une Théorie du Monde". C'est Carrière qui ouvre le feu :

Jean-Claude Carrière - Dans la seconde moitié du vingtième siècle la science n'a cessé de chanter victoire et sans doute à juste titre (...). Jamais elle n'a pu rendre compte, avec autant de précision, des phénomènes naturels, depuis la danse invisible des atomes jusqu'à l'inexorable expansion de l'univers. Avec ce paradoxe que nous avons déjà évoqué : c'est dans cette même période que l'enseignement de la science a régressé, laissant ouvert un veste territoire que l'ignorance s'empresse d'envahir.

Thibault Damour - Le plus surprenant, dans cette période, est que je ne connais aucun exemple où l'explication scientifique ait été prise en défaut.

Qu'ont-donc nos jeunes, qui n'entendent pas, apparemment, ces cris de victoire ? Moi non plus d'ailleurs. En lisant ces lignes j'ai l'impression que des gens comme par exemple Souriau et moi d'un côté, Thibault Damour et Jean-Claude Carrière de l'autre semblons appartenir à des univers différents. La question à cent francs reste l'unification entre gravitation et monde quantique.

Jean-Claude Carrière -A-t-on essayé de concilier ces deux théories ?

Thibault Damour - Naturellement. On a d'abord essayé de décrire d'une manière quantique l'espace-temps courbe d'Einstein, de le décrire lui-même comme "flou", comme une superposition de configurations possibles.

Quand je lis ces lignes j'ai l'impression que c'est la pensée qui suit de tels chemins qui devient floue en se présentant comme "la superposition de toutes les pensées possibles". Dans le passage suivant, Thibault Damour ajoute :

Thibault Damour - Dans le cas extrême, le Big Bang ou les trous noirs, on a envisagé un éventuel Big Crunch caché à l'intérieur d'un trou noir, mais cette description est si délicate que l'on ne sait pas comment procéder.

Pas étonnant. Cette phrase, c'est vraiment... n'importe quoi. Commentaire de Souriau :

- Jean-Claude Carrière s'est fait avoir, c'est tout.

Page 199 Damour annonce que le graviton a été défini sans ambiguïté. Et d'ajouter :

Thibault Damour - ... ainsi en arrive-t-on à une théorie quantique du graviton.....

Jean-Claude Carrière - Lequel peut donc interagir avec toutes les particules connues.

Thibault Damour - En principe. Mais nous nous heurtons ici à un très sérieux problème. Quand nous essayons de calculer une amplitude quantique, n'importe laquelle, en tenant compte des processus compliqués où apparaissent des gravitons émis et réabsorbés par la même particule, ou des gravitons virtuels, le livrant à toutes sortes de looping dans l'espace-temps nous trouvons que le résultat de notre calcul nous donne une quantité infinie. La "renormalisation" ne marche pas avec des interactions mettant en jeu des gravitons virtuels. Sérieux échec.

Jean-Claude Carrière - Il y aurait donc incompatibilité profonde entre la théorie de la gravitation d'Einstein et la théorie quantique ? Entre les deux merveilles de la physique du XX° siècle ?

Thibault Damour - Et cela constitue un véritable scandale pour l'esprit (...).

Jean-Claude Carrière - Ces deux théories sont vraies, mais sont incompatibles (...).

En théorie quantique des champs les forces mettent en jeu des particules virtuelles jouant le jeu de "go-between" entre les particules. Dans le cas de la force électromagnétique la particule "go-between" associée est le photon. Deux particules électriquement chargées vont ainsi interagir en échangeant des photons virtuels. En matière de gravitation le go-between "existe", c'est le graviton, "parfaitement défini". Mais cet idiot refuse de jouer son rôle. Au lieu de dire plus modestement que de ce côté-là c'est un peu l'impasse Damour, alias de Capitaine Fracasse, crie "au scandale pour l'esprit". Quant à Carrière, c'est Panglosse. Tout est pour le mieux dans le meilleur des univers possibles et nous l'ignorions. Le livre date de septembre 2002. Je ne sais pas où ce scénariste a été chercher que la science volait de victoire en victoire en matière de cosmologie, à l'époque où le modèle standard fait eau de toutes parts. J'ai appelé Souriau à qui j'ai lu quelques pages. Il s'est mis à rire. Ca me rassure. Je ne suis pas seul à avoir mauvais esprit.

Mais nous ne sommes pas au bout de l'ouvrage.

Thibault Damour - Une seule théorie, aujourd'hui, me semble réussir à dépasser ces incompatibilités. Elle apporterait aussi une réponse à l'autre insatisfaction profonde, la première, celle qui est due à l'aspect compliqué, baroque, apparemment arbitraire de la théorie quantique.

Jean-Claude Carrière - Il s'agit, j'imagine, de la théorie des cordes ?

Thibault Damour - Précisément. Elle est en construction. De nombreux théoriciens, dans le monde entier, y travaillent depuis qu'elle a été initiée en 1968 par Gabriele Veneziano (c'est à dire il y a 35 ans). La théorie est très riche. Chaque année nous en découvrons un aspect nouveau, qui modifie la définition même de la théorie (...).

Jean-Claude Carrière - Elle sera la théorie du XXI° siècle ?

Thibault Damour - C'est probable. Elle contient déjà en germe des structures remarquables et des propriétés physiques fascinantes.

Il faut du courage pour finir cet ouvrage bourré d'annonces ronflantes de ce genre et dont la dernière partie est consacré à la première théorie à géométrie variable de l'histoire des sciences. Comme dans le cas de celui de Greene la montagne accouchera à grand fracas d'une souris.Vous lirez cependant, page 204 :

Jean-Claude Carrière - Pour reproduire la réalité il faut maintenant faire intervenir une tension ?

Thibault Damour - Dont nous ne connaissons pas précisément la valeur. Mais elle est certainement considérable, de l'ordre (en comptant en tonnes) de 10 à la puissance 37. Un 1 suivi de trente sept zéros.

Jean-Claude Carrière - Impressionnant ! (...)

Thibault Damour - La longueur associée à une corde est de l'ordre de 10-32 centimètre. C'est dix puissance dix huit fois plus petit que la longueur associée au proton

La relation de Planck est :

Energie = h n = h c / l

l est une longueur d'onde. En physique quantique plus les longueurs associées aux phénomènes sont petites, plus l'énergie à mettre en oeuvre est élevée. Cette énergie se chiffre en joules ou en "électrons-volts". Quand on envisage une longueur d'onde aussi faible l'énergie requise fait disjoncter le plus fou des physiciens. Quand on veut casser des protons il faut mettre en oeuvre des Gev, des giga-électrons-volts. Ca tient déjà de la place et ça coûte pas mal d'argent. Pour mettre en évidence l'existence des supercordes il faudrait aligner 1014 Gev. Surréaliste...

Continuer est fatiguant. C'est "la version française de Misho Kaku". On apprend que dans cette théorie quantique des cordes les particules correspondent à des modes vibratoires. Et Thibault Damour d'ajouter :

    Le problème est que l'immense majorité des particules qui correspondent aux modes vibratoire des cordes ont des masses supérieures ou égales à la "masse fondamentale" : la masse de" Planck (10-8 kilo).

Quand on sait qu'un proton possède une masse au repos de 10-27 kilos on voit que la mise en évidence de tels objets relève de la fiction. Après avoir évoqué les heurs et malheurs de la théorie des cordes Damour entraîne Jean-Claude Carrière dans le monde des supercordes. Page 214 :

Jean-Claude Carrière - Est-ce que cette théorie conduit à de super-résultats ?

Thibault Damour - A des résultats remarquables. La structure logique y est encore plus contrainte que dans la théorie des cordes.

Jean-Claude Carrière - L'arbitraire s'éloigne...

Thibault Damour - Presque toute la structure des la théorie est fixée. Nous devrions dire : des théories. Il y en cinq possibles.

Jean-Claude Carrière - Cette théorie permet-elle de comprendre pourquoi la matière contient un photon, trois faiblons (...) et huit gluons ?

Thibault Damour - Pas encore dans le détail...

Damour reprend le leit-motiv de la théorie des supercordes :

Thibault Damour - Ces dimensions supplémentaires seraient refermées sur elles-mêmes, sur des distances si courtes, si indiscernables qu'elle restent invisibles à tous nos instruments d'observation.

Jean-Claude Carrière - Une théorie peut-elle être invisible ?

Thibault Damour - Ou peut-être n'en voit-on qu'un tout petit morceau. Nous prévoyons en tout cas que la totalité de l'iceberg est plus grande que ce que nous en voyons.

Jean-Claude Carrière - Le contraire serait étonnant (...)

Thibault Damour - Un dernier point qui là aussi peut conduire au vertige (...). Elle prédit l'existence d'une "tour" infinie de particules, de masses de plus en plus grandes. Selon la théorie des supercordes à l'ordre zéro (simplement pour des particules de messe nulle), découverte par Gross et ses collaborateurs, la théorie prévoit l'existence de 8.064 états de particules. Quand nous montons d'un cran, en prenant en compte les premières particules massives nous en sommes déjà à plus de 18.883.584 états de particules ! Après quoi, l'augmentation est exponentielle (...).

Un peu plus haut Jean-Claude Carrière avait évoqué la réaction d'un roi d'Espagne qui, confronté au modèle des épicycles de Ptolémée, lequel se fondait déjà sur l'engrènement de 48 cercles, avait dit "si Dieu m'avait consulté avant de créer le monde j'aurais recommandé quelque chose de plus simple".

Cette théorie des épicycles a fait de l'usage pendant très longtemps. En fait elle est infiniment perfectionnable puisque tout écart par rapport au modèle peut être négocié en ajoutant un ou des cercles supplémentaires. En utilisant un ordinateur on pourrait très bien faire des prédictions astronomiques extrêmement précises en gérant... des millions de cercles. Si quelqu'un posait la question "combien de cercles seront-ils nécessaire pour décrire la voûte céleste ?" la réponse immédiate serait "une infinité".

Personnellement il me semble que la théorie quantique s'essouffle et qu'il devient nécessaire d'opérer un nouveau changement de paradigme aussi différent qu'a pu l'être cette nouvelle mécanique vis à vis de celle du dix-neuvième siècle. Quand on y regarde de près, les grandes avancées théoriques impliquent des idées simples. Mendéléiev ayant décrit les substances du monde à l'aide d'une centaine d'atomes, la physique nucléaire a réduit cette vision en faisant apparaître des "nucléons" en assez petit nombre. Considérant l'approche "supercordes" on a du mal à croire à des théories qui se traduisent par une telle inflation du nombre des "particules élémentaires". Ce qui est compliqué à ce point, et où aucun principe directeur, aucune prédiction d'observable ne semble se dégager après trente cinq années est suspect.

Thibault Damour nous a fait grâce de sa théorie de l'avant Big Bang" qui, de son propre aveu, "n'est pas encore tout à faite mûre". Décidément, dans ce monde-là, toutes les pommes son vertes et on comprend que les jeunes ne soient guère tentés de se joindre à cette schizophrénie générale, que Souriau résume en une phrase :

C'est l'intersection d'un physique sans expérience et d'une mathématique sans rigueur

Ce qui est fantastique c'est que ces gens fassent la pluie et le beau temps dans notre physique contemporaine. Dépourvus de réelles idées ils font barrage à celles des autres, même (et surtout) si celles-ci rendent compte des observations.

Le livre se termine par une forme d'épilogue où les deux compères tentent de tirer le bilan, fort mince, de leur dialogue.

Jean-Claude Carrière - Dites-moi si je me trompe. Il me semble que la science s'éloigne de nous, qu'elle s'enferme dans une sorte de réserve, comme les indiens, ou dans un camp fortifié, plus ou moins luxueux, bien protégé du monde.

(que Souriau :compare à un véritable hôpital psychiâtrique)

Ce qui est amusant c'est que des gens qui s'avèrent incapables de nous fournir une vision qui ait un rapport quelconque avec le réel s'inquiètent de la montée de l'obscurantisme. Suit une cascade de phrases qui sont un modèle du genre. Alors que la théorie des supercordes n'a encore rien produit, dans la mesure où c'est une théorie qui a pour but de tout expliquer (TOE : Theory Of Everything) Carrière s'inquiète de ce qui pourrait se produire si celle-ci parvenait soudain à maturité.

Jean-Claude Carrière - Et à supposer que la théorie ultime soit établie, cela pourrait marquer la fin de la recherche dans votre territoire ? Autrement dit, sentez vous un double danger, externe et interne ?

On a envie de s'écrier "y a-t-il un philosophe dans la salle ?"

Thibault Damour - La théorie du Tout pourrait au contraire, il me semble, relancer la recherche (...). N'oubliez pas que les théories d'Einstein contenaient mille choses qu'Einstein lui-même ne soupçonnait pas? La théorie ultime, si nous l'établissons un jour serait sans doute du même ordre : très fertile (...).

Jean-Claude Carrière - Des physiciens l'exploreraient pendant des siècles pour en decouvrir les secrets.

Thibault Damour - Si on leur en donnait les moyens.

Jean-Claude Carrière - Nous sommes peut-être à la veille d'un nouveau silence.

Thibault Damour - Peuplé de dangereux bavards

Les dernières pages, où le mot métaphysique est lancé est digne d'une philosophie de comptoir de bistrot.

Thibault Damour - Nous commes à la recherche de "l'harmonie du monde", comme le disait Poincaré, une harmonie dont l'expression serait la loi. Une loi simple, qui tient en quelques lignes sur du papier, et qui contraste violemment avec la complexité de l'univers.

Jean-Claude Carrière - Cet univers dont on ne comprend pas pourquoi on le comprend (...)

Thibault Damour - Et où la merveille éternelle, le vrai miracle, est qu'il n'y a pas de miracle (...)

Jean-Claude Carrière - Aux dernières nouvelles les cordes seraient donc l'étoffe du monde (...). La physique peut elle nous aider à vivre ? (...)

Thibault Damour - Oui, sans aucun doute. Et pas seulement en améliorant les conditions ordinaires de notre vie. Elle nous aide, comme exercice mental, à relativiser et, idéalement, à abolir le vieillissement et la mort. Elle remet en question, à chaque pas, notre raison (de nos jours, cela semble être franchement le cas). Elle nous conduit à tous les vertiges et à de profondes joies. Elle nous oblige à tendre vers une harmonie et à trouver les moyens de la dire. En un mot elle peut nous ouvrir à l'Etre - en dehors du temps (...).

Non, vous n'avez pas rêvé. Les phrases citées, reproduites en italique sont bien dans l'ouvrage, sans distorsions ni coupures. Comme disait un jour un de mes amis philosophe, qui s'était hasardé à m'accompagner à un congrès de physique théorique :

- Je connais maintenant les bas-fonds de la pensée.


Le roi est nu.

  Le grand public entend épisodiquement évoquer cette fameuse théorie des cordes avec comme toile de fond la possibilité de voir un jour émerger une "théorie globale" ou "Théorie du Tout" (Theory Of Everything). Comprenons bien ce que les "scientifiques" entendent par là. Cette théorie engloberait tout, expliquerait tout, serait tout capable d'interpréter et de prédire, non seulement les phénomènes physiques mais, implicitement, la pensée, la conscience, le fait que nous éprouvions des sentiments, le sens de la vie et de la mort, le pourquoi de l'univers. Une "Théorie du Tout" éluciderait tous les mystères.

   Quand une théorie s'avère incapable d'expliquer, de modéliser quoi que ce soit ce que qui est, aucun phénomène physique, aucune observation elle tente de justifier son existence, sans raison d'être et de se développer en se dotant d'une prétention illimitée. C'est comme si les gens des supercordes disaient :

- Pour le moment nous n'expliquons rien, nous ne prédisons rien qui puisse être expérimentable ou observable, mais le jour où, au XXI° siècle, notre théorie sera mûre nous expliquerons tout, nous interpréterons tout et nous prédirons tout.

   On peut se demander pourquoi une démarche aussi surréaliste (le mot est juste) a pu s'imposer dans la physique contemporaine. La raison est que depuis trente cinq ans les physiciens théoriciens n'ont rien d'autre sur quoi "phosphorer". Ils tournent parfaitement à vide et ces grandes phrases, ces rodomontades ne sont là que pour marquer une crise scientifique majeure qui a pris naissance après la dernière avancée de la physique théorique : la théorie quantique des champs de Feynman, à laquelle Damour se réfère d'ailleurs en évoquant "ce calcul si précis du moment magnétique de l'électron" présenté comme un triomphe de la "physique contemporaine" alors que c'est un triomphe de la physique d'il y a un demi-siècle. La mécanique de son livre est la même que celle de l'ouvrage de Greene "L'univers élégant": Essayer de se servir des succès du passé pour camoufler les échecs du présent.

  Il ne serait pas de bon ton, à une époque où les hommes vivent un bon en avant technologique saisissant (pensez au téléphone portable), avec toutes les retombées catastrophiques potentielles que cela implique (nucléaire, OGM) d'avouer qu'au plan fondamental c'est au contraire une faillite généraliséee dans les domaines de la physique de la matière et de la cosmologie). J'irai même plus loin en disant que la biologie est aussi dans une impasse. Le phénomène est le même dans ces trois directions.

- En biologie l'homme se dote d'outils de plus en plus sophistiqués pour analyser les structures vivantes (comme les systèmes à résonance magnétique nucléaire, la micro-chirurgie, le clonage, etc...). Appelons cela de la techno-biologie, ou de "l'engineering biologique" pour reprendre le mot consacré. Dans ce domaine, certes, c'est l'explosion. Mais il semble que plus nous savons intervenir sur la vie, moins nous la comprenons. Je citerai brièvement un exemple. On vient de "décrypter totalement le génom humain". Est-ce à dire que nous le comprenons ? Pas du tout. Comme le fait remarquer Testard dans son livre "des Hommes Probables" (Seuil) :si un enfant a, à la naissance, telle séquence génétique il contractera une maladie appelée glaucome deviendra aveugle. Mais si cette séquence est présente deux fois il ne développera pas cette maladie. Conclusion : face aux mécanismes de la génétique nous en sommes au stade d'un (dangereux) bricolage. Les mécanismes profonds, régulateurs, éventuellement téléonomiques nous échappent totalement.

- En astrophysique et en cosmologie des instruments de plus en plus puissants (télescopes spatiaux, optique adaptative) exclusivement nés de programmes militaires (guerre des étoiles, surveillance à partir de l'espace, armes à énergie dirigée) ont amené une moisson croissante de données que personne ne sait interpréter. Le "Modèle standard" est en perdition, de plus en plus chaque année. On est obligé de recourir à un avalanche de mots : matière sombre, whimps, quintessence, énergie noire, etc...

- En physique théorique l'expérimentation est arrivée à une impasse technologique, les énergies requises pour vérifier les suggestions des théoriciens confinant au délire le plus complet. Je rappelle que la moindre expérience qui pourrait permettre de mettre en évidence l'existence d'une corde nécessaiterait 1014 Gev !

  Quand on lance des critiques tous azimut la moindre des choses serait de désigner une issue possible. En astrophysique et en cosmologie je ne peux que me référer à mon propre cheminement, très riche en confirmations observationnelles (lire la présentation vulgarisée de 1997 : "On a perdu la moitié de l'univers, Albin Michel), un effort qui se heurte depuis des années, non pas aux critiques, qui seraient bienvenues, mais à l'hostilité silencieuse du monde scientifique.

  Il s'agit là d'un domaine où j'ai quelque compétence. Pour les deux autres : physique de la matière et biologie, je pense que les scientifiques devraient envisager un changement de paradigme aussi profond qu'a pu l'être le passage de la physique classique à la physique quantique. Malheureusement, ce sont les succès mêmes de la physique quantique qui paralysent cet effort. Comme jadis les épicycles de Ptolémée elle fonctionne "trop bien". Je rappelle un fait d'histoire. La théorie de Ptolémée était géocentrique. Autour de la Terre un ensemble horloger de cercles engrenant les uns sur les autres donnaient les mouvements des planètes (et du Soleil). Ce système était hélas "infiniment perfectionnable". A l'opposé les tenant de l'hypothèse héliocentrique, ne pouvant qu'imaginer que les trajectoires des planètes que sous forme d'orbites circulaires produisaient des prédictions erronées. Il fallut l'apport de Kepler pour que l'on envisage des trajectoires elliptiques, ce qui n'avait, convenons-en, rien d'évident. Ainsi, pendant des siècles, une vision plus proche de la réalité fut-elle freinée par la suprématie d'une ... vision fausse donnant des résultats plus précis ! Ainsi, de manière extrêmement paradoxale ça n'est pas parce qu'une modélisation donne des résultats excellents, à une échelle limitée, qu'elle constitue la panacée absolue (la quantification des champs).

   Mais alors, quelle pourrait être l'issue ? Un changement de paradigme passe par une révision très profonde de la vision du monde. Songeons au saut conceptuel qui consiste à remplacer les particules par des paquets d'ondes et à ce que représente "le principe d'incertitude". On peut songer à un saut comparable, jadis suggéré par Heinsenberg lui-même : que ce ne soit pas les phénomènes qui soient quantifiés (les quanta ou paquets d'énergie) mais le support, le contenant lui-même, l'espace-temps. Quand la physique "sécrète" des grandeurs comme la longueur de Planck et le temps de Planck, en deça desquels la description du réel semble si "surréaliste" la nature ne nous dit-elle pas tout simplement "l'espace et le temps sont quantifiés, faits de cases". Le problème est que nous ne savons pas gérer une telle idée. Mais nous devrions l'envisager, en débattre.

   Le progrès passe aussi par la révision et l'extension du cadre géométrique. Damour se sert beaucoup de ce saut conceptuel très important que constitua la fusion de l'espace et du temps en une même entité : l'espace-temps, idée très difficile à saisir pour un non-initié. Tous les physiciens, de nos jours, pensent que le "réel" possède plus de quatre dimensions (je penche personnellement, pour d'autres raisons que celles invoquées par les superstring men pour le chiffre de dix). C'est à envisager. Mais là encore on se heurte à un problème : les physiciens théoriciens ne sont pas des géomètres aguerris et les géomètres ne se sont que peu souciés de physique théorique (si on excepte un homme comme le mathématicien Jean-Marie Souriau). Or ce pont est essentiel.

   Dans l'approche que j'ai suivie en astrophysique et en cosmologie j'ai mis en oeuvre une modification de la conception géométrique de l'univers (géométrie gémellaire, concept de courbures conjuguées). Ces idées ne passent pas parce que les cosmologistes contemporains (Thibault Damour inclus) ne les comprennent simplement pas, leurs connaissances en géométrie avancée étant insuffisantes.

   Revenant à la physique, à la conception de la matière et de l'énergie, de l'espace et du temps, je pense que tout est à refondre et que cette vision de cordes se promenant dans un continuum est simpliste, comme l'était celle de particules ponctuelles se promenant dans un espace vide. Paradoxalement, si les théoriciens sont prêts à envisager dix dimensions, onze, voire vingt-six, ils braquent des quatre fers quand il s'agit de le imaginer sous forme discrète, sous forme de graphe, simplement parce qu'alors les outils mathématiques leur font défaut. Nous avions dit que lorsqu'on envisageait des objets dont la taille devenait inférieure à 10-33 cm ou des phénomènes qui se déroulaient en un temps inférieur à 10-43 seconde (ou, ce qui revient au même, des particules dont la masse excède 10-5 gramme, la masse de Planck) toute description devenait problématique. Reprenant l'idée d'Heinsenberg j'ai suggéré qu'on s'attarde sur l'idée que "le réel" puisse alors nous dire en quelque sorte "vous faites fausse route en gardant en tête votre hypothèse a priori d'un continuum".

    On remarquera qu'on retrouve exactement le même phénomène lorsqu'on tente de greffer sur cet espace-temps supposé continu des dimensions supplémentaires (à commencer par la cinquième dimension introduite dans les années vingt par Kaluza pour inclure l'électromagnétisme dans le modèle cosmologique). La "dimension caractéristique" sur laquelle on tombe est toujours la longueur de Planck. Et nos physiciens théoriciens de dire "il s'agirait de structures trop petites pour pouvoir être obesevées". Les revues de vulgarisation (Pour la Science, La Recherche, Science et Vie, etc) sont pleines de jolis dessins tentant de montrer "ces dimensions enroulées sur elles-mêmes".

   Et si cette idée était simplement absurde. Pourquoi ces "dimensions" ne seraient-elles pas des angles, par ailleurs quantifiés ? Et si on se trompait d'instrument de mesure en tentant de mesure des angles avec un double décimètre ?

   Pendant des siècles l'homme est resté bloqué par l'idée qu'il se faisait de la matière, qu'il imaginait tangible. La mécanique quantique, s'ajoutant au principe d'incertitude a fait disparaître cette vision du tangible. Le contenu est devenu insaisissable, mais nous nous accrochons maintenant à notre vision du contenant, de l'espace-temps lui-même. Le saut paradigmatgique suivant ne consisterait-il pas à remettre en question la structure, la texture même du contenant ? La démarche est pénible, douloureuse et angoissante car elle implique d'abandonner à un certain moment le calcul différentiel, qui ne serait opératoire qu'à partir d'une certaine échelle d'espace et de temps. Peut-on envisager une physique théorique privée de son outil fondamental : le calcul différentiel ? Pour le moment non. Il faudrait nous doter d'autres outils mathématiques. Lesquels ? je n'en sais rien.

    D'autres idées me viennent en tête, qui impliquent un autre saut paradigmatique. La Relativité Restreinte a fait disparaître la notion de vitesse absolue, de référentiel. Tout est devenu relatif, lié à la cinétique de l'observateur. C'est un premier pas. Mais l'hypothèse qui reste tapie dans notre actuelle vision du monde c'est que l'observateur et la chose observée puissent être sinon dissociés, considérés comme d'essences différentes. Pourtant la mécanique quantique nous dit que "l'objet à observer n'est pas défini tant que la mesure n'a pas été effectuée". Autre remarque : la fonction d'onde est une quantité complexe, avec une partie réelle et une partie imaginaire pure. C'est fonctionnel, ça marche. Cette mécanique ne saurait fonctionner si la fonction n'est pas définie dans cet espace-là.

   Attardons-nous sur les mots employés :

           - Réel
           - Imaginaire

   Et si cette dualité n'était là que pour nous rappeler que l'existence de l'objet est inséparable de la perception qu'a l'observateur de son existence, les deux se validant mutuellement. Avant même de remettre en cause la mécanique quantique ne faudrait-il pas s'efforcer de mieux comprendre ce qu'elle signifie, ce qui reviendrait à envisager de la resituer dans une vision géométrie différente

   Je vais tenter un parallèle. Pour le physicien non-relativiste la Relativité Restreinte est paradoxale. Se dire "il est impossibole de dépasser la vitesse de 300.000 km/s" est en soi un paradoxe. Dire "que c'est impossible parce que cela demanderait un énergie infinie" n'éclaire pas plus les choses. La vision paradoxale disparaît lorsqu'on comprend qu'il s'agit d'une impossibilité de nature géométrique, aspect que j'ai tenté d'illustrer dans ma bande dessinée "Tout est Relatif" (incluse dans le CD-Lanturlu ). Si je vous dis "vous ne pouvez pas descendre plus profondément dans la Terre que lorsque vous serez parvenu en son centre, vous le concevez parfaitement. C'est une impossibilité d'ordre géométrque. On ne peut pas descendre plus profondement dans une sphère ... qu'en son centre. Considérée dans un espace-temps correspondant à une vision pré-relativiste la limitation à c se présente comme un paradoxe. En se plaçant dans l'espace-temps de Minkowski, elle s'impose comme une évidence géométrique.

    La mécanique quantique sécrète du paradoxe à tout va c'est que nous la manipulons dans un contexte géométrique inapproprié. Il faudrait refondre notre vision géométrique du monde de telle manière que les paradoxes de la mécanique quantique apparaîssent comme des évidences géométriques. Toute physique implique une géométrie sous-jacente. Les principes de la Relativité Restreinte ne sont compréhensibles, cohérents que si on change de modèle géométrique, si on remplace l'ancienne vision de l'espace-temps par la géométrie minkowskienne. La géométrie qui rend la mécanique quantique moins déconcertyante reste à inventer. Je conjecture que c'est la combinaison de quatre structure géométriques, deux réelles et deux imaginaires pures.

    En biologie il faut s'attendre à des sauts paradigmatiques que personne, actuellement, ne semble disposé à envisager. On s'accroche toujours au néo-darwinisme. Changeux prône l'homme neuronal et Edelman écrit "qu'on jour on saura fabriquer des robots pensants et conscients". Quant à la vie, c'est une simple mécanique, avec des pièces interchangeables, via le modèle clé-serrure. Tout cela alors que nous connaissons une "crise humaine" généralisée, où les délires de l'histoire se conjuguent avec les hystéries religieuses, le réchauffement climatique, l'évolution incontrôlée de la mondialisation, et le jeu dangereux des Folamour dans toutes les disciplines.


Pour finir, pour ceux qui auraient encore des doutes à propos de la théorie des cordes j'ai jugé utile de reproduire la traduction d'un article paru en 1996 dans Scientific American, mais que Pour la Science (qui en est l'adaptation française) ne jugea pas opportun de faire figurer dans ses colonnes (un lecteur me donnera les références exactes de cet article de la revue américaine)

Une nouvelle symétrie, la dualité, est en train de changer les idées que se font les physiciens des particules élémentaires - ou des cordes. Ceci entraîne la recherche vers l'élaboration d'une Théorie du Tout.

Tout Expliquer

Auteur : Madhusree Mukerjee "staff writer" (Scientic American, janvier 1996)

   Une légère brise d'air chaud souflfle sous le baldaquin installé en plein air, apportant un soulagement bien insuffisant aux scientifiques réunis dans cette chaleur étouffante. Des intervention parfois véhémentes, qui crépitent comme des rafales, viennent de temps en temps ponctuer les interventions des conférenciers, déroulées sur un ton monocorde.

- Je veux que ma gravité quadridimensionnelle soit canonique à l'infini, dit Renata Kallosh, de l'université de Stanford, tout en griffonant à la craie ses équations sur un tableau noir sommairement dressé sous la tente

   Au loin, les échos d'un concert se font entendre. Soudain la msique va crescendo, puis s'arrête. Jeffrey A. Harvey, de l'Université de Chicago, pose alors une question :

- Cela voudrait-il dire que vos trous noirs auraient une masse nulle, qu'ils se déplaceraient à la vitesse de la lumière ?

   Gary T. Horowicz, de l'université de de Californie, Santa Barbara, intervient :

- Non, ces trous noirs ne possèdent rien. Ils n'ont pas de moment...

- Quelle foutaise ! (Oh, baloney !) lance Leonard Susskind, de Stanford. ...

   Le débat central se met alors à dériver, une de ces questions sans réponse comme il en émerge sporadiquement au sens de la communauté des physiciens théoriciens qui se réunissent régulièrement au Centre de Physique d'Aspen, dans le Colorado, en plein coeur des Rocheuses. Il règne dans l'air un fond d'excitation à peine contenu, l'enjeu étant la "Théorie du Tout", que les théoriciens croient à portée de main ("right around the corner"). Leur fantasme pourrait se résumer à ceci : la Théorie du Tout devrait se réduire à une unique équation, qu'il suffirait alors de résoudre. Un creuset qui devrait contenir, ensemble, trois dimensions d'espace et une de temps, avec des quarks, des électrons, et toutes les particules requises pour structurer tout cela; avec les étoiles et tout le tremblement, la gravité, les forces nucléaires et les forces électromagnétiques, pour tenir le tout; plus bien entendu le Big Bang, dont tout découlerait. Les paradigmes principaux de la physique-incluant ceux de la mécanique quantique et de la théorie Einstenienne de la gravitation- seraient pris en compte, décrits et harmonieusement assemblés.

- Les concepts de la physique, tels que nous les connaissons aujourd'hui, apparaîtraient alors sous un jour totalement nouveau, au fur et à mesure que ce discours se structurerait et se déploierait, prédit Edward Witten, du Institute for Advanced Study of Princeton, New Jersey. ...

   Cette prédiction avait aussi été formulée des décennies plus tôt lorsque la théorie des supercordes était apparue comme une possible "théorie du Tout". Les physiciens avaient alors bricolé (crafted) cette théorie dans l'idée que tout objet élémentaire pourrait être en fait une corde incroyablement ténue. On posait comme principe que les ondulations de telles cordes devaient en quelque sorte produire (yield) toutes les particules et les forces à l'oeuvre dans l'univers. Les cordes (segments ou boucles), dont la dimension caractéristique serait de 10-33 cm, la longueur de Planck, seraient susceptibles de vibrer selon différents modes, à la manière des cordes d'un violon, chaque mode de vibration correspondant à une énergie donnée. D'où un lien avec la mécanique quantique. Mais la théorie des cordes se trouva rapidement engagée dans une direction qui l'amena face à de formidables barrières mathématiques. On obtint alors cinq variantes de la théorie. - Ca n'est vraiment pas esthétique d'avoir cinq théorie unifiées possibles, fait alors vivement remarquer Andrew Strominger, de l'Université de Californie, Santa Barbara. ...Pire encore, ces théories possèdent chacune des milliers de solutions, dont la plupart ressemblent à tout sauf à l'univers connu. Quand on lui avait demandé en 1986 de résumer la Théorie du Tout en au plus sept mots, Sheldon L.Glashow, de l'Université de Harvard, avait donné la réponse suivante, passablement angoissante :

- Oh, Seigneur, pourquoi m'as-tu abandonné ? (Oh, Lord, why have you forsaken me ?) ...

   Apparemment, il semble que Dieu ait entendu cet appel. Une nouvelle symétrie particulière, appelée Dualité, permettrait de lier toutes ces différentes cordes entre elles. Au delà, ce concept de dualité amènerait les physiciens à reconsidérer totalement leurs concepts de particules - ou de cordes. Les objets élémentaires semblent être constitués de la même manière que les particules qu'ils créent. Witten pense que non seulement la dualité nous conduira à la TOE (Theorie Of Everything : la Théorie du Tout) mais qu'elle expliquera de manière lumineuse pourquoi l'univers ressemble à ce qu'il est (why the universe is the way it is).

- Je pense que nous tenons là une explication de l'origine de la mécanique quantique, dit-il avec conviction.

   Mais la théorie mathématique des cordes semble si complexe qu'il semble qu'elle ait largué derrière elle la grande majorité des physiciens et des mathématiciens. Aussi peu de critiques se font-elles entendre. En même temps, le monde revue et corrigé avec ce concept de dualité devient encore plus bizarre. Par exemple les cordes s'y transforment aisément en trous noirs, et vice-versa. Les dimensions additionnelles donnent naissance à de nouveaux mondes : en plus des cordes, d'autres objets comme des bulles et des membranes scintillent dans les couloirs du cosmos. Cette multitude des liens qui apparaîssent serait, pour les physiciens, le signe qu'on s'approche de cette TOE qu'on devrait alors être sur le point d'appréhender.

- C'est comme les arbres d'Aspen, dit Michael J. Duff, de l'Université du Texas. Cette réalité déploie ses racines profondément et nous n'en voyons que la partie émergée. Une nouvelle symétrie

   Le mot "dual", qui a rapidement remplacé le mot "super", usé jusqu'à la corde en matière de théorie des particules, possède différentes connotations pour les physiciens. D'une façon générale on dit que deux théories sont duales si, en dépit d'apparences différentes, elles conduisent aux mêmes prédictions physiques. Donnons un exemple classique. Supposons que nous échangions toutes les grandes électriques et magnétiques dans les équations de Maxwell. Il semble qu'on obtienne alors une théorie différente. Mais si, en plus des charges électriques, on suppose que le monde contient des charges magnétiques, des monopoles, alors les deux théories se rejoignent totalement, deviennent "duales".Plus spécifiquement, la dualité efface la différence existant entre particule élémentaire et objets composites. Le fait de considérer un objet comme une entité fondamentale ou comme un assemblage composite n'est plus qu'une question de point de vue. Des perspectives différentes peuvent ainsi rendre compte d'une même réalité physique. Le premier indice de dualité est apparu lorsque les physiciens se sont mis à travailler sur les théories quantiques des champs, théories qui décrivent les particules élémentaires comme des des fonctions d'ondes déployées dans l'espace-temps. Dans la théorie des champs qu'on appelle la chromodynamique quantique, ou QCD (quantum chromodynamics) les quarks sont des particules élémentaires qui possèdent une charge, analogue à la charge électrique, appelée couleur. Cette charge de couleur fait que les quarks s'attirent très fortement les uns les autres en se combinant en paires ou en triplets pour donner des particules composites, comme les protons. Dans le monde qui nous est immédiatement accessible nous ne voyons par de particules dotées de charges magnétiques ou de couleur.? Mais en 1974 Gerard 't Hooft, de l'université d'Utrecht, Hollande, et Alexander Polyakov, du Landau Institute de Moscou, montrèrent comment les champs pouvaient configurer, nouer les quarks pour en faire des sortes de petites boules dotées d'une charges magnétique de couleur. De tels assemblages, que les spécialistes ont coutume de se représenter comme des sortes "d'oursins", de sphères hérissées de vecteurs, sont génériquement appelés solitons et se comportent comme des particules. Ainsi, une une théorie des quarks fondée sur la couleur peut aussi impliquer l'existence de solitions possédant une charge magnétique de couleur, qu'on nomme aussi monopoles magnétiques. Les monopoles seraient des particules composites, issues des champs d'objets plus élémentaires : les quarks. En 1977 David Olive et Claus Montonen, travaillant au CERN de Genêve, émirent l'hypothèse que les théories des champs mettant en jeu des couleurs pouvaient présenter des propriétés de dualité. Dans cette optique, au lieu de considérer que les quarks pouvaient être des objets élémentaires et les monopoles des particules composites ils pensèrent qu'on pourrait peut-être considérer les monopoles comme étant aussi des objets élémentaires. Ainsi, à l'inverse, pourrait-on partir d'une théorie des champs où l'objet de base serait le monopole et où des assemblages de monopoles donneraient alors des quarks, considérés comme des objets composites. Les deux approches devraient alors conduire au même résultat. La plupart des théoriciens étaient sceptiques. Ils pensaient que même si ce concept de dualité tenait la route, il serait extrêmement difficile à mettre en évidence. Les mathématiques de la QCD (chromodynamique quantique) sont extrêmement "hard" (le mot du texte) et il serait nécessaire de calculer deux ensembles de prédictions pour pouvoir opérer des comparaisons. Et Nathan Seiberg, de l'université de Rutgers, de remarquer "en physique il très rare que vous puissiez calculer quelque chose de manière exacte". Quoi qu'il en soit Ashoke Sen, de l'Institut Tata de Bombay montra en 1994 qu'on pouvait imaginer des situations où on pourrait tester avec précision ce concept de dualité. Ce genre de calcul emporta l'adhésion de la communauté des stringmen.Witten lui-même retourna complètement sa veste et, après avoir dit à tout le monde c'était là une perte de temps se mit à déclarer qu'il s'agissait de la direction de recherche la plus importante, remarque Harvey, sarcastique. Witten, qui a ouvert plusieurs voies de recherches dans la théorie des particules durant les décennies poassées est volontiers considéré comme le "pape" de la théorie des cordes par ses détracteurs. A cette époque Seilberg se mit à développer une méthode extrêmement commode, permettant de racourcir et de simplifier les calculs de QCD. Son travail était basé sur la supersymétrie. Le concept de supersymétrie revient à imaginer que pour chaque type de particule constituant la matière il doit exister une particule qui transmet la force, et vice-versa. Il resterait à démontrer la généralité de ce principe de symétrie dans la nature, mais les théoriciens se réfèrent fréquemment à lui, étant donnée la puissance de ce concept. En utilisant ce principe de supersymétrie Seulberg fut en mesure de construire l'interaction entre entre les particules, Lui et Witten parvinrent à montrer que les versions de la chromodynamique quantique qui incluaient la supersymétrie étaient duales. Ceci offre une conséquence bénéfique immédiate. Les calculs de QCD sont difficiles parceque les quarks interagissent très fortement, sont fortement couplés. Mais les monopoles interagissent faiblement et, avec eux, les calculs sont plus aisés. Ainsi la dualité permettrait aux théoriciens de concentrer leur attention sur les monopoles, tout en ayant du même coup les réponses aux questions qu'ils se posent pour la chromodynamique quantique. Et Harvey de commenter :

- Cela ressemble à un tour de magie et en fait, personne ne sait pourquoi cela marche.

   Nantis de cet outil de la dualité, Seiberg et Witten réussirent à calculer avec pas mal de détails pourquoi on ne pouvait pas observer de quarks à l'état libre dans la nature, vérifiait ainsi un mécanisme proposé dans les années 70 par 't Hooft et Stanley Mandelstam de l'université de berkeley, Californie. ...Bien sûr, toute la validité d'un tel travail repose sur l'hypothèse que la supersymétrie existe. Cependant Sieberg espère que même si un jour cette idée de supersymétrie s'avère fausse, celle de dualité subsistera : "le résultat qualitatif restera, même si l'aspect quantitatif dépend de la supersymétrie". ...De toute façon, la dualité est beaucoup plus qu'un outil de calcul. C'est une nouvelle façon de considérer le monde, ce qu'Harvey résume en illustrant cette unification entre le "composite" et le "fondamental", qui deviennent de même essence. Même un homme aussi conservateur que Sieberg n'a pas pu résister à l'idée que les quarks eux-mêmes pourraient être des solitons, duals de quelque particule encore plus élémentaire, qui seraient encore plus petites. Nouer des cordes ensemble.Le concept de dualité a pu émerger de la théorie des champs mais, comme le fait remarquer Sen, il émerge encore plus naturellement de la théorie des cordes. Il est alors encore plus passe-partout. La dualité peut permettre d'unifier les cordes de différentes espèces, existant avec des nombres différents de dimensions et dans des espaces-temps de différentes formes. Cet aspect enrichit considérablement le monde des cordes et lui permet d'espérer prétendre au statut de TOE. Lorsqu'elle prit son essor, la théorie des cordes avait beaucoup de mal à se présenter comme une théorie unitaire, étant donné la variété de cordes qui en émergaient ainsi que l'embarassante variété des solutions et des réponses qui en découlaient. Par ailleurs cette plénitude ne pouvait s'opérer que dans le cas où les cordes "habitaient" un espace décadimensionnel. Le monde réel, bien sûr, n'en possède que quatre. Les six dimensions additionnelles sont supposées se replier sur elles-mêmes de manière si fine, si intime, qu'elles peuvent ainsi passer totalement inaperçues pour des observateurs se situant à l'échelle d'êtres humains, ou même de quarks. - Pensez à un tuyau d'arrosage, dit Brian R. Greene, de l'Université de Cornell. De loin, cela ressemble à un objet unidimensionnel, à une ligne. Mais si vous l'observez de plus près vous vous apercevez qu'il s'agit en fait d'un objet bidimensionnel, replié sur lui-même, dont une des dimensions est devenue petite.Hélas pour les théoriciens des supercordes il existe une foule de façons d'enrouler ces six dimensions additionnelles.

- Une bonne dizaine de millier, remarque sarcastiquement Strominger.

   Chacune de ces façons de replier l'espace conduit à des formulations différentes de la théorie des cordes, conduisant à sa propre description de l'espace quadridimensionel, ce qui n'est pas spécialement ce qu'on vise à travers une TOE, une Théorie du Tout. Mais un nouveau type de symétrie, appelée la symétrie en miroir (mirror symmetry), découverte à la fin des années quatre vingt a permis d'espérer réduire quelque peu cette variété de solutions en fondant certaines d'entre elles dans un cadre unique (merge). Par exemple, si une des dimensions devient très petite, très "maigre", une corde qui entourerait celle-ci à la manière d'un bracelet élastique entourant un tuyau d'arrosage pourrait créer les mêmes particules qu'un corde se déplaçant autour d'une dimension plus grasse (fat). La dimensions selon laquelle les cordes se rétrécissent est semblable, dans la théorie des cordes, à un autre paramètre : l'intensité avec laquelle des particules interagissent. En 1990 Anamaria Font, Luis E.Ibanez, Dieter Lüst et Fernando Quevedo, travaillant au CERN, ont montré que quelque chose de semblable à la symétrie miroir devait exister pour les intensités de couplage. De même que des espace plus vastes peuvent avoir la même physique que d'autres, plus petits, une théorie des cordes avec fort couplage pourrait donner les mêmes résultats qu'une théorie à couplage faible. Cette conjecture appliquée aux cordes va dans la même direction que la dualité appliquée à la théorie des champs. De plus, vues de loin, les cordes ressemblent à des particules, ce qui fait que la dualité de la théorie des cordes impliques celle de la théorie des champs, et vice-versa. ...La dualité a aussi émergé d'un domaine totalement différent : la supergravité. Cette théorie unitaire a découlé d'une tentative d'étendre la gravitation d'Einstein de manière à y inclure la supersymétrie (à l'opposé, la théorie des cordes a tenté de modifier la théorie des particules pour y inclure la gravitation). En 1986 Duf, de l'Imperial College de Londres, réussit à construire une description de la supergravité qui mettait en jeu les vibrations d'un objet nouveau : une bulle. Tandis que les cordes se tortillaient dans un espace à dix dimensions, les bulles flottaient dans un espace qui en possédait onze.

- L'immense majorité des gens des supercordes ne préta pas la moindre attention à cet essai, rappelle Duff, principalement parce que personne n'avait la moindre idée de la façon de s'y prendre pour faire des calculs avec des bulles.

   Celui-ci continua néanmoins de travailler sur des théories se référant à des membranes fermées. Il montra qu'une membrane à cinq dimensions ou "five-brane", se déplaçant dans un espace à dix dimensions pouvait constituer une description alternative dans la théorie des cordes. La "five-brane" pouvait recouvrir un espace intérieur bouclé sur lui-même (curled) à la manière de lapeaui d'une saucisse. Mais si cet espace intérieur devenait nul, la membrane finissait par ressembler à une corde. Duff suggéra que cette corde compliquée (convoluted) était la même que l'une qui apparaîssait dans la théorie des cordes, censée posséder une "string-string duality". A la même époque Christophe M.Hull du Queen Mary and Westfield College et Paul K. Townsend de l'université de Cambridge émirent des hypothèses au sujet de plusieurs généralisations possibles de la dualité dans la théorie des cordes. Mais aucun groupe ne prète guère d'attention à ce que font les autres, commente Duff avec une lueur dans le regard. Explosions de dualités. ...Ce fut le cas jusqu'à ce que ce thème ne prenne la vedette en mars 1995, lors d'un congrès qui se tint dans le sud californien. Witten fit le premier exposé, montrant que différents aspects de la théorie convergeaient vers ce thème de la dualité. Il convint que Hull, Townsend et Duff travaillaient dans la même direction et conjectura que les bulle de Duff, dans leur contexte à onze dimensions, pourraient être des solitons d'une corde particulière en dix dimensions. Spieberg prit la parole après Witten. Selon John H. Schwarz, du Catlech, très impressionné il se contenta de dire "qu'il aura mieux fait d'être conducteur de camion". Mais, toujours selon Schwarz (un des pionniers de la théorie des cordes), Seiberg présenta beaucoup de nouveaux résultats en ajoutant " mais j'ai quand même de quoi conduire un tricycle".

   Une explosion d'activité s'en suivit. Chaque jour les scientifiques se connectent sur la banque de donnée de Los Alamos, concernant les preprints, pour y découvrir dix nouveaux articles dans ce domaine. "C'est la première chose que vous faites chaque matin" remarque Anna Ceresole du Polytechnicum de Turin, c'est comme lire votre journal. ce thème de la dualité s'affirme donc, reliant entre eux les cordes, les bulles, les solitons de toutes espèces et de toutes formes. Un solition, qui ressemble à un buldozer poilu, avec les flèches de ses vecteurs derssés, tout le long d'une ligne, s'affirma finalement n'être que le dual d'une corde fondamentale (c'est aussi similaire pour les cordes cosmiques, le dada (fad) de Witten, il y a une dizaine d'années). Différentes espèces de cordes, projetées (squeezed) dans notre monde décadimensionnel, mettaient aussi en évidence la dualité. Et Seiberg de conclure : - Ces choses se produisent pour des raisons différentes, elles concordent, dit Seiberg. J'avoue que cela a quelque chose de magique. Il reste un semblant de méthode derrière cette course folle à la dualité.

- Il faut convenir que beaucoup de théories basées sur les cordes n'ont aucun lien avec les réalités, fait remarquer Seiberg. Nous avons besoins d'avoir une compréhension de l'ensemble de manière à trouver quelle théorie est la bonne.

   La dualité permet de mettre en relation les différentes options, donc de réduire leur nombre. Witten pense que les cinq théories des cordes évoluant dans des espaces décadimensionnels vont finir par s'imposer en tant qu'aboutissement de la démarche.

   Duff a proposé "la dualité de la dualité", concept selon lequel la dualité entre les espaces et celle qui lie les objets composés et les objets dits élémentaires puissent être liées. Parmi les prédictions les plus singulières liées à cette démarche se trouve l'idée selon laquelle la taille d'un espace enroulé (curled) détermine l'intensité des forces d'interaction entre particules, et vice-versa. Ainsi, si une dimension interne est grande, le couplage entre ses particules pourrait l'être aussi. Remarque personnelle : L'auteur a-t-il bien enregistré ? Il semblerait que l'intensité soit plus élevée quand la dimension est plus petite, non?

- La taille des dimensions internes pourrait varier selon l'endroit où vous vous placez, commente Susskind.

                                                                                                                                                    Madhusree Mukerjee

 

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