4 février 2007
Les recoupements avec la philosophie de Rudhyar continuent ... Je lisais mon magazine préféré "La Recherche" tandis que j'étais dans le RER ce matin, quand tout à coup, je suis tombée sur le dossier "Les lois physiques existent-elles ?". En voici quelques extraits, dont le contenu m'a bien entendu ramenée à Rudhyar, un peu comme quand une sorte de puzzle s'était dessiné devant vos yeux depuis un moment, et que tout à coup vous trouvez l'agencement des dernières pièces qui terminent la figure ... Les amateurs de Rudhyar apprécieront, et pour les novices qui souhaitent apprécier eux aussi, les recoupements peuvent se faire en lisant dans ce site par exemple dans le Rudhyar Tribute, les contributions d'Ann Kreilkamp ou de Jeff Jawer, parce qu'ils explorent les concepts philosophiques les plus complexes de Rudhyar, ceux qui trouvent une résonnance particulière dans le concept d'émergence en physique.
Extraits du dossier "Les lois physiques existent-elles ?" dans La Recherche de février 2007 (dans l'article du philosophe de la physique Michel Bitbol et dans l'entretien que Robert Laughlin a accordé à La Recherche)
Défendue avec passion par le Prix Nobel de physique 1998, Robert Laughlin rejoint par d'autres scientifiques de premier plan, une théorie novatrice est en train de bousculer la physique. Ces "iconoclastes" déclarent dépassé le réductionnisme qui appréhende le monde sensible à partir de quelques lois fondamentales. Ils postulent au contraire une physique en forme de poupées russes, où chaque loi est propre à un niveau d'organisation particulier. Une science pour le siècle à venir, qui se préoccuperait davantage des phénomènes observables à l'échelle humaine.
En deux mots : les lois de la nature existent-elles ? Ou sont-elles "émergentes" à l'image de ces poupées russes indéfiniment imbriquées ? Un débat brûlant, au confluent de la physique et de la philosophie, décisif pour notre compréhension de la matière et de ses lois, a surgi avec force depuis quelques années. En mars 2005, Robert Laughlin - Prix Nobel pour ses travaux de physique de la matière condensée - a lancé un débat passionné, décisif pour notre compréhension du monde, qui ne cesse de s'amplifier dans la communauté scientifique. Dans un livre intitulé "Un univers différent" chez Fayard, il soutient que toutes les lois de la nature sont "émergentes". Elles résultent d'un comportement d'ensemble, et sont pratiquement indépendantes de celles qui régissent les processus individuels sous-jacents. L'affirmation de Laughlin paraît défier le bon sens, parce que si l'on admet que des lois sont "émergentes", il faut bien qu'il y ait un niveau d'organisation inférieur d'où elles émergent. Et que, sauf à amorcer une régression à l'infini, on doit tenir l'un de ces niveaux pour ultime et fondamental, les lois qui le régissent ne pouvant plus émerger de rien d'autre.
(...) Aucune théorie fondamentale ne serait alors vraiment fondamentale. Toutes les lois acceptées à l'heure actuelle seraient émergentes. Deux conceptions du "futur" s'opposent à partir de là. La première, inspirée par le programme réductionniste, consiste à croire qu'on finira par édifier une théorie unifiée fondamentale, qu'on identifiera les particules élémentaires dont tout le reste est fait, qu'on parviendra à énoncer des lois ultimes de la nature. Peut-être les lois de la théorie des "supercordes" ou de l'une de ses héritières.
La seconde conception envisage au contraire la possibilité qu'il n'y ait aucun niveau fondamental à atteindre, ni lois ultimes à formuler, ni éléments au sens strict ; que tous les niveaux soient émergents, que la structure de toutes les lois dérive de leur "protection" vis-à-vis d'un milieu sous-jacent, et que les particules de n'importe quel type soient décomposables à condition d'accélérer suffisamment les particules qui servent à les sonder.
La première option a pour elle le bon sens et l'héritage de la pensée atomiste, mais c'est à elle que revient la charge de la preuve. La seconde option est vertigineuse, mais elle peut se prévaloir du simple fait de l'inachèvement persistant de la physique, de son allure de poupées russes imbriquées et indéfiniment hiérarchisées. (...) Selon la thèse des lois de l'émergence, il n'y a même plus lieu d'opposer un niveau de base, absolu, à des niveaux supérieurs, relatifs et épiphénoménaux. Car toutes les déterminations et toutes les lois sont relatives à des moyens d'accès expérimental ou à un domaine d'énergie exploré.
En allant au bout de cette thèse, dire qu'on peut trouver pour n'importe quelle loi une base d'où elle émerge ne signifie pas que la nature est un puits sans fond dans l'absolu. Cela signifie seulement : a) que le cours des recherches relativement auxquelles chaque niveau d'organisation est défini n'a pas de point d'arrêt "prévisible" ; et b) que cela n'a de toute manière pas de sens de parler de la nature indépendamment des recherches qu'on peut y conduire. Ici, le seul "fondement", d'ailleurs mobile, de l'édifice légal des sciences est la pratique de la recherche.
(détail d'une toile de Claude Monet représentant un parterre de fleurs)
La Recherche : Comment définissez-vous le concept d'émergence ?
Robert Laughlin : L'utilisation de ce terme s'est beaucoup développée ces dernières années jusqu'à embrasser de nombreuses acceptions. Par "émergence", j'entends un principe physique d'organisation : l'apparition de lois qui ne peuvent pas être déduites de principes physiques plus fondamentaux. La nature est remplie d'objets qui, par analogie, pourraient être comparés à des peintures "impressionnistes". Rendu par Monet, un champ de fleurs suscite notre intérêt car il apparaît comme un tout parfait. Les taches de peinture ont réanmoins des formes aléatoires ; elles sont imparfaites. Cette imperfection montre que l'essence même du tableau est son niveau d'organisation : ce que nous voyons est davantage que de simples taches. Pour ainsi dire, le tableau "émerge" d'un ensemble de taches apparemment désordonnées.
(Les iris du jardin de Claude Monet)
La Recherche : Quel exemple donneriez-vous d'un phénomène physique "émergent" ?
Robert Laughlin : Le phénomène de cristallisation, répartition ordonnée des atomes dans certains solides, est particulièrement intéressant. Il est facile d'expliquer que les atomes tendent à cristalliser parce qu'ils interagissent les uns avec les autres selon des règles bien définies. En revanche, il est très difficile de démontrer que ce type d'organisation ne souffre aucune imperfection. Or, la perfection de l'arrangement des atomes est extrêmement importante : l'exactitude des lois relatives à la rigidité d'un solide cristallin en dépend. Si l'arrangement n'est pas parfait, la rigidité n'est plus garantie. Et vous ne voudriez pas que ce soit le cas lorsque vous vous trouvez à plusieurs kilomètres d'altitude à bord d'un avion ! Nous nous reposons sur les lois de la rigidité, même si ses fondements ne sont pas simples à comprendre, même si, autant que je sache, il est impossible de les déduire de la physique atomique. Cette impossibilité va à l'encontre du réductionnisme en science, principe selon lequel toutes les lois de la physique peuvent être déduites de lois plus fondamentales. Ceux qui y adhèrent font la même erreur lorsqu'ils affirment que la matière vivante n'est qu'une forme complexe de chimie, et que la chimie n'est qu'une forme complexe de physique.
La Recherche : A quel moment de votre carrière scientifique vous êtes-vous approprié le concept d'émergence ?
Robert Laughlin : Au sein de mon domaine de recherche - la physique de la matière condensée - ce concept fait l'objet de discussions fréquentes depuis plusieurs dizaines d'années. Pour ma part, j'ai commencé à m'y intéresser de près au début des années 1990. Les développement récents de la théorie des cordes, qui prétend que toute matière est constituée de cordes infinitésimales en vibration, m'ont finalement décidé à écrire un livre sur le sujet. Les théories du "Tout" en général, et la théorie des cordes en particulier, me rendaient de plus en plus perplexe car elles sont "infalsifiables" : aucune expérience ne peut prouver qu'elles sont fausses. J'ai réalisé que les gens acceptaient la théorie des cordes pour des raisons surtout idéologiques. Ce fut pour moi un choc terrible, parce que je pensais que les scientifiques refusaient toute forme d'idéologie. C'était en fait loin d'être le cas : peu ou prou, les êtres humains adhèrent à des systèmes de croyance. Profondément enracinées dans la culture occidentale, les idées "émergentistes" sont elles-mêmes issues des philosophes grecs stoïciens, qui croyaient à un ordre naturel sous-jacent ; celui-ci devenait apparent et "émergeait" grâce à l'étude des lois de la nature.
La Recherche : Dans un livre publié en 2005, vous prédisez la fin de l'ère du réductionnisme.
Robert Laughlin : En réalité, elle est déjà consommée ! Même en physique des particules, discipline considérée comme un haut lieu du réductionnisme, l'approche est phénoménologique. Ce qui est observé expérimentalement est utilisé pour reconstituer des lois physiques fondamentales. Ces dernières sont davantage comprises grâce à un travail d'observation et d'analyse que de prédiction. Aucun physicien, par ailleurs, ne conteste le fait que ces lois sont elles-mêmes émergentes. Les chimistes ont toujours travaillé de cette manière. Ils parlent de la structure des molécules comme si celle-ci représentait l'alpha et l'oméga de leurs recherches. La chimie est en fait un énorme livre de recettes. On ne sait pas vraiment pourquoi ces recettes fonctionnent. Elles marchent, un point c'est tout ! (...) L'une des premières leçons à retenir est de ne jamais supposer que le matériau se comportera de manière "logique".
Les recoupements avec la philosophie de Rudhyar continuent ... Je lisais mon magazine préféré "La Recherche" tandis que j'étais dans le RER ce matin, quand tout à coup, je suis tombée sur le dossier "Les lois physiques existent-elles ?". En voici quelques extraits, dont le contenu m'a bien entendu ramenée à Rudhyar, un peu comme quand une sorte de puzzle s'était dessiné devant vos yeux depuis un moment, et que tout à coup vous trouvez l'agencement des dernières pièces qui terminent la figure ... Les amateurs de Rudhyar apprécieront, et pour les novices qui souhaitent apprécier eux aussi, les recoupements peuvent se faire en lisant dans ce site par exemple dans le Rudhyar Tribute, les contributions d'Ann Kreilkamp ou de Jeff Jawer, parce qu'ils explorent les concepts philosophiques les plus complexes de Rudhyar, ceux qui trouvent une résonnance particulière dans le concept d'émergence en physique.
Extraits du dossier "Les lois physiques existent-elles ?" dans La Recherche de février 2007 (dans l'article du philosophe de la physique Michel Bitbol et dans l'entretien que Robert Laughlin a accordé à La Recherche)
Défendue avec passion par le Prix Nobel de physique 1998, Robert Laughlin rejoint par d'autres scientifiques de premier plan, une théorie novatrice est en train de bousculer la physique. Ces "iconoclastes" déclarent dépassé le réductionnisme qui appréhende le monde sensible à partir de quelques lois fondamentales. Ils postulent au contraire une physique en forme de poupées russes, où chaque loi est propre à un niveau d'organisation particulier. Une science pour le siècle à venir, qui se préoccuperait davantage des phénomènes observables à l'échelle humaine.
En deux mots : les lois de la nature existent-elles ? Ou sont-elles "émergentes" à l'image de ces poupées russes indéfiniment imbriquées ? Un débat brûlant, au confluent de la physique et de la philosophie, décisif pour notre compréhension de la matière et de ses lois, a surgi avec force depuis quelques années. En mars 2005, Robert Laughlin - Prix Nobel pour ses travaux de physique de la matière condensée - a lancé un débat passionné, décisif pour notre compréhension du monde, qui ne cesse de s'amplifier dans la communauté scientifique. Dans un livre intitulé "Un univers différent" chez Fayard, il soutient que toutes les lois de la nature sont "émergentes". Elles résultent d'un comportement d'ensemble, et sont pratiquement indépendantes de celles qui régissent les processus individuels sous-jacents. L'affirmation de Laughlin paraît défier le bon sens, parce que si l'on admet que des lois sont "émergentes", il faut bien qu'il y ait un niveau d'organisation inférieur d'où elles émergent. Et que, sauf à amorcer une régression à l'infini, on doit tenir l'un de ces niveaux pour ultime et fondamental, les lois qui le régissent ne pouvant plus émerger de rien d'autre.
(...) Aucune théorie fondamentale ne serait alors vraiment fondamentale. Toutes les lois acceptées à l'heure actuelle seraient émergentes. Deux conceptions du "futur" s'opposent à partir de là. La première, inspirée par le programme réductionniste, consiste à croire qu'on finira par édifier une théorie unifiée fondamentale, qu'on identifiera les particules élémentaires dont tout le reste est fait, qu'on parviendra à énoncer des lois ultimes de la nature. Peut-être les lois de la théorie des "supercordes" ou de l'une de ses héritières.
La seconde conception envisage au contraire la possibilité qu'il n'y ait aucun niveau fondamental à atteindre, ni lois ultimes à formuler, ni éléments au sens strict ; que tous les niveaux soient émergents, que la structure de toutes les lois dérive de leur "protection" vis-à-vis d'un milieu sous-jacent, et que les particules de n'importe quel type soient décomposables à condition d'accélérer suffisamment les particules qui servent à les sonder.
La première option a pour elle le bon sens et l'héritage de la pensée atomiste, mais c'est à elle que revient la charge de la preuve. La seconde option est vertigineuse, mais elle peut se prévaloir du simple fait de l'inachèvement persistant de la physique, de son allure de poupées russes imbriquées et indéfiniment hiérarchisées. (...) Selon la thèse des lois de l'émergence, il n'y a même plus lieu d'opposer un niveau de base, absolu, à des niveaux supérieurs, relatifs et épiphénoménaux. Car toutes les déterminations et toutes les lois sont relatives à des moyens d'accès expérimental ou à un domaine d'énergie exploré.
En allant au bout de cette thèse, dire qu'on peut trouver pour n'importe quelle loi une base d'où elle émerge ne signifie pas que la nature est un puits sans fond dans l'absolu. Cela signifie seulement : a) que le cours des recherches relativement auxquelles chaque niveau d'organisation est défini n'a pas de point d'arrêt "prévisible" ; et b) que cela n'a de toute manière pas de sens de parler de la nature indépendamment des recherches qu'on peut y conduire. Ici, le seul "fondement", d'ailleurs mobile, de l'édifice légal des sciences est la pratique de la recherche.
(détail d'une toile de Claude Monet représentant un parterre de fleurs)La Recherche : Comment définissez-vous le concept d'émergence ?
Robert Laughlin : L'utilisation de ce terme s'est beaucoup développée ces dernières années jusqu'à embrasser de nombreuses acceptions. Par "émergence", j'entends un principe physique d'organisation : l'apparition de lois qui ne peuvent pas être déduites de principes physiques plus fondamentaux. La nature est remplie d'objets qui, par analogie, pourraient être comparés à des peintures "impressionnistes". Rendu par Monet, un champ de fleurs suscite notre intérêt car il apparaît comme un tout parfait. Les taches de peinture ont réanmoins des formes aléatoires ; elles sont imparfaites. Cette imperfection montre que l'essence même du tableau est son niveau d'organisation : ce que nous voyons est davantage que de simples taches. Pour ainsi dire, le tableau "émerge" d'un ensemble de taches apparemment désordonnées.
(Les iris du jardin de Claude Monet)La Recherche : Quel exemple donneriez-vous d'un phénomène physique "émergent" ?
Robert Laughlin : Le phénomène de cristallisation, répartition ordonnée des atomes dans certains solides, est particulièrement intéressant. Il est facile d'expliquer que les atomes tendent à cristalliser parce qu'ils interagissent les uns avec les autres selon des règles bien définies. En revanche, il est très difficile de démontrer que ce type d'organisation ne souffre aucune imperfection. Or, la perfection de l'arrangement des atomes est extrêmement importante : l'exactitude des lois relatives à la rigidité d'un solide cristallin en dépend. Si l'arrangement n'est pas parfait, la rigidité n'est plus garantie. Et vous ne voudriez pas que ce soit le cas lorsque vous vous trouvez à plusieurs kilomètres d'altitude à bord d'un avion ! Nous nous reposons sur les lois de la rigidité, même si ses fondements ne sont pas simples à comprendre, même si, autant que je sache, il est impossible de les déduire de la physique atomique. Cette impossibilité va à l'encontre du réductionnisme en science, principe selon lequel toutes les lois de la physique peuvent être déduites de lois plus fondamentales. Ceux qui y adhèrent font la même erreur lorsqu'ils affirment que la matière vivante n'est qu'une forme complexe de chimie, et que la chimie n'est qu'une forme complexe de physique.
La Recherche : A quel moment de votre carrière scientifique vous êtes-vous approprié le concept d'émergence ?
Robert Laughlin : Au sein de mon domaine de recherche - la physique de la matière condensée - ce concept fait l'objet de discussions fréquentes depuis plusieurs dizaines d'années. Pour ma part, j'ai commencé à m'y intéresser de près au début des années 1990. Les développement récents de la théorie des cordes, qui prétend que toute matière est constituée de cordes infinitésimales en vibration, m'ont finalement décidé à écrire un livre sur le sujet. Les théories du "Tout" en général, et la théorie des cordes en particulier, me rendaient de plus en plus perplexe car elles sont "infalsifiables" : aucune expérience ne peut prouver qu'elles sont fausses. J'ai réalisé que les gens acceptaient la théorie des cordes pour des raisons surtout idéologiques. Ce fut pour moi un choc terrible, parce que je pensais que les scientifiques refusaient toute forme d'idéologie. C'était en fait loin d'être le cas : peu ou prou, les êtres humains adhèrent à des systèmes de croyance. Profondément enracinées dans la culture occidentale, les idées "émergentistes" sont elles-mêmes issues des philosophes grecs stoïciens, qui croyaient à un ordre naturel sous-jacent ; celui-ci devenait apparent et "émergeait" grâce à l'étude des lois de la nature.
La Recherche : Dans un livre publié en 2005, vous prédisez la fin de l'ère du réductionnisme.
Robert Laughlin : En réalité, elle est déjà consommée ! Même en physique des particules, discipline considérée comme un haut lieu du réductionnisme, l'approche est phénoménologique. Ce qui est observé expérimentalement est utilisé pour reconstituer des lois physiques fondamentales. Ces dernières sont davantage comprises grâce à un travail d'observation et d'analyse que de prédiction. Aucun physicien, par ailleurs, ne conteste le fait que ces lois sont elles-mêmes émergentes. Les chimistes ont toujours travaillé de cette manière. Ils parlent de la structure des molécules comme si celle-ci représentait l'alpha et l'oméga de leurs recherches. La chimie est en fait un énorme livre de recettes. On ne sait pas vraiment pourquoi ces recettes fonctionnent. Elles marchent, un point c'est tout ! (...) L'une des premières leçons à retenir est de ne jamais supposer que le matériau se comportera de manière "logique".
Par Adele
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