Quantique entretien avec Jean-Marc Lévy-Leblond


11 Mar 2015

(Extrait de la revue Autrement : La science et ses doubles. No 82. Septembre 1986)

Jean-Marc Lévy-Leblond Directeur des collections « Science Ouverte » et « Points-Sciences » au Seuil. Physicien, essayiste et directeur fondateur de la revue Alliage.

La pointe la plus « dure » de la science, la physique, se trouve aujourd’hui aux prises avec les fondements mêmes du réel. On nous avait pourtant appris que la science nous débarrassait de la métaphysi­que…

Jean-Marc Lévy-Leblond. – Mais la métaphysique a toujours existé en amont de la physique, il n’est donc pas étonnant de la retrouver en aval lorsque se posent des pro­blèmes conceptuels aigus ! Ensuite, le credo scientiste n’a été lui-même qu’une illusion particu­lière et datée. Vers la fin du XIXe siècle, les épigones d’un posi­tivisme étroit — qui n’était d’ail­leurs pas celui d’Auguste Comte — se figuraient que la science avait résolu ou allait résoudre tous les problèmes ; il ne restait plus qu’à compter les atomes et « ajouter quelques décimales » aux mesures… On s’est vite aperçu que c’était absurde, mais il en est resté l’impression que la science, parce qu’elle prétendait disposer d’une méthode et d’un formalisme rigoureux, pouvait se débarrasser de tous les flous. Les physiciens, par exemple — jusqu’à ma génération comprise — ont été éduqués dans l’idée que la science, c’était enfin le lieu où pouvait se révéler une vérité absolue.

Ce sont les grands fondateurs du début du siècle, les Einstein et Bohr, qui ont « poussé » la physique vers ses formulations les plus déconcertantes. Comment est-on passé des équations aux métaphores ?

On y est toujours passé, je crois, mais cette fois la mutation a été plus radicale. En effet, si à l’épo­que d’un Newton, la physique se crée, deux siècles plus tard, il y a un acquis de la science, le para­digme newtonien-maxwellien. La difficulté pour des gens comme Einstein ou Bohr, c’est qu’ils n’ont pas seulement à créer une physique, ils doivent en créer une nouvelle contre une ancienne. C’est là qu’un certain nombre de métaphores vont jouer le rôle de « béquilles » conceptuelles pour une transition entre les deux physiques. C’est particulièrement net chez Niels Bohr. En simpli­fiant beaucoup, on peut dire qu’Einstein était resté un homme du XIXe siècle, la relativité étant comme l’apogée un peu inatten­due de la physique newtonienne. En revanche, avec la physique quantique, la démarcation d’avec le sens commun est double : non seulement les objets du monde physique ne sont pas ce qu’ils paraissent être, mais ils ne cor­respondent pas non plus à ce qu’en disait la physique précé­dente. Bohr et ses acolytes vont avoir à penser le réel contre des idées qui semblaient avoir acquis une validité absolue.

Dure époque, car la relativité vient de mettre à mal les notions classiques d’espace et de temps, de matière et d’énergie…

C’est l’image qu’en retient le pro­fane mais je crois qu’il faut resi­tuer les faits. On pourrait dire que la véritable rupture entre le sens commun et la théorisation scientifique de l’espace et du temps avait déjà été accomplie par Galilée et Newton. Quand Einstein arrive, il ne fait que rele­ver les conséquences de ces ab­stractions pour leur donner une sorte de cohérence finale. La rela­tivité einsteinienne surprend parce que la révolution opérée par Galilée et Newton au XVIIe siècle n’a toujours pas été intériorisée par la conscience commune. Aujourd’hui encore, nous raisonnons en aristotéliciens dans la vie courante — et heureu­sement ! Non seulement nous ne sommes pas einsteiniens, mais nous ne sommes même pas encore galiléens ! L’intérêt majeur de la relativité, c’est de montrer à quel point la physique classique est déjà abstraite. D’ailleurs, à part quelques combats d’arrière-garde, la relativité fut admise par l’ensemble des physiciens très rapidement, en quelques années, après les fameux articles de 1905. Avec la physique quantique, c’est très différent. Non seulement son élaboration a pris une bonne vingtaine d’années, de 1905 à 1925, mais elle a été combattue bien longtemps après, et les débats d’idée ressurgissent aujourd’hui. C’est qu’il y va d’un autre enjeu dans la physique.

Quel est le critère vraiment subversif, le « virus quantique » ?

C’est de s’en prendre à la nature même des objets de la physique, à leur mode d’existence, et non plus seulement aux catégories sensorielles à travers lesquelles ils sont perçus.

On héritait du XIXe siècle deux formes théoriques : les particules et les ondes. Avec cette double conceptualisation, la physique a édifié le modèle de l’électro­magnétisme, dont les vérifications expérimentales et les triomphes techniques sont tels que l’on croyait pouvoir dire : c’est bien ainsi que le monde est fait.

Or vers les années 1905/1910, la lumière ou les électrons des ato­mes refusent manifestement de se comporter nettement comme soit des particules, soit des ondes. C’est là que le trouble a saisi les physiciens. Ils ont eu à choisir des stratégies de recherche. Certains, comme de Broglie ou Schrödinger, ont proposé des solutions, parfois hybrides, permettant de maintenir la dichotomie onde/corpuscule malgré les nouveaux phénomènes. D’autres, comme Bohr ou Heisen­berg, ont renoncé aux anciennes constructions théoriques en se disant : « Je voudrais m’en tenir à ce que je peux observer vraiment, c’est-à-dire enregistrer et mesurer et j’essaierai de n’introduire aucune notion qui ne soit directe­ment liée à l’expérience. » C’est la stratégie qui s’est avérée la plus efficace, et curieusement c’est par elle que la métaphysique a fait retour. Par ce déni même de toute attitude métaphysique ! On a com­mencé à avancer sans se préoccu­per des significations convention­nelles, en se contentant de pren­dre acte dans les équations de tout ce que révélaient les expé­riences. Chaque fois qu’une attente ou qu’une certitude préa­lable était anéantie par de nou­veaux résultats en micro-physique, on changeait de cap sans tarder, sur le thème : « Nous n’avons pas à nous prononcer sur la nature réelle des objets quantiques, nous nous contentons de formaliser des résultats d’expérience. » Et la con­ception profonde des objets physi­ques s’en trouvait toujours plus bouleversée, sans qu’on ait l’air d’y toucher.

C’est donc ce refus de « faire de la métaphysique », cette métaphy­sique négative, qui a permis l’édification de la nouvelle théorie. Avec les succès croissants de la quantique, l’attitude heuristique et empiriste est devenue une position de principe et des généra­tions de physiciens ont été éduquées dans l’esprit « ce qui se passe au fond, je ne veux pas le savoir ». C’est ainsi, par exemple, que les notions de « complémen­tarité » ou de « dualité onde-corpuscule » ont servi essentielle­ment à évacuer des questions con­ceptuelles gênantes : ce fut le grand art de Bohr que de permet­tre à la physique quantique d’avancer malgré les critiques — pertinentes — comme celles d’Einstein.

À ce propos, le fameux « principe d’incertitude » de Heisenberg a trou­blé toute une génération de scientifi­ques — sans parler des philosophes… Aujourd’hui on dit que la quantique est la plus précise et la mieux vérifiée des théories sur le plan expérimental. Alors principe d’incertitude ou « super-certitude » ?

Si on décrit un objet en termes classiques, il faut pouvoir lui assi­gner une position et une vitesse. Cela marche pour une bille, comme pour une planète. Mais pas pour un objet quantique, comme un électron… Il se trouve — et c’est Heisenberg qui l’a fait remarquer — que si on essaie de faire une mesure de la position et de la vitesse d’un électron, on n’y arrive pas. Expérimentalement, quand vous mesurez l’une des deux grandeurs, vous modifiez l’autre du même coup. Le « prin­cipe d’incertitude » exprime cette relation entre le degré de préci­sion que l’on peut obtenir sur l’une des grandeurs et l’impréci­sion qui en résulte sur l’autre. Mais ce terme d’« incertitude » laisse entendre que l’électron a une position et a une vitesse : une astreinte technique provisoire ou une conspiration de la Nature nous empêche de les connaître toutes les deux ensemble, mais elles sont censées exister. Or toute la leçon des cinquante der­nières années est que si l’on ne peut pas mesurer simultanément ces grandeurs, c’est au fond qu’elles n’existent pas comme valeurs numériques déterminées. C’est pourquoi on préfère aujourd’hui parler d’« indéter­mination ».

Ce qui ne revient pas à se rési­gner à une quelconque ignorance ! La théorie quantique propose autre chose. Au lieu de nombres simples, on a des matrices, et des spectres de nombres, tout cela dans le cadre d’un formalisme sans faille qui permet des calculs et des prédictions avec un nom­bre impressionnant de décimales. C’est la « super-certitude » dont vous parliez.

Il y aurait, au cœur de la théorie quantique, une sorte de « clause de conscience ». Wigner dit carrément : « Les physiciens ont découvert qu’il est impossible de donner une descrip­tion satisfaisante des phénomènes ato­miques sans faire référence à la conscience. »

Je ne souscris pas à cette affirma­tion. Sous une apparence auda­cieuse, elle cache une attitude à mon avis frileuse de la part des physiciens.

Ce qui s’est passé à la naissance de la physique quantique, c’est qu’on a découvert un monde très différent de notre réalité habi­tuelle, macroscopique. Seulement, il fallait bien faire le raccord entre le monde microscopique et cette réalité, parce que les appa­reils d’expérience (les compteurs de particules, les cadrans de lec­ture, etc.) sont des objets à notre échelle qui répondent, eux, aux notions de la physique classique. Ce raccord était une tâche beau­coup trop difficile dans les années 20 ou 30. On a donc essayé de s’en tirer en éliminant cette question du champ immédiat de la physique. Le hiatus entre le monde quantique et le monde macroscopique était tel que l’on a décidé de passer directement du phénomène à la conscience de l’observateur en éliminant la chaîne intermédiaire représentée par le matériel de mesure.

Il y a là un refoulé de quarante ou cinquante ans qu’on est en train de réexaminer. C’est le pro­blème d’une réelle théorie de la mesure. Une fois que l’on a dit, comme Wigner : « Ça se passe dans le domaine de la conscience qui observe », ce n’est plus un problème de physique. On n’a plus qu’à choisir entre différentes options épistémologiques ou métaphysiques.

Ce qui m’intéresse, moi, dans cette interaction du microscopi­que et du macroscopique, c’est de demander à la physique : si les objets quantiques sont aussi radi­calement différents des objets classiques, comment se fait-il qu’en très grand nombre, ils redonnent des objets macroscopi­ques de type classique ?

Une des dimensions, la plus médiati­que, du débat sur la « nouvelle physi­que » est son interprétation en termes spiritualistes ou parapsychologiques.

Les grandes avancées scientifi­ques, surtout en physique, ont toujours donné lieu à ce genre d’extrapolations. On en a de très bons exemples avec l’interpréta­tion occultiste des premières découvertes sur l’électricité et le magnétisme au XVIIIe siècle ou des nouveaux rayonnements à la fin du XIXe.

Que des mythologies séculaires s’accrochent à un mouvement des sciences qui leur est devenu étranger est compréhensible. Ce qui peut surprendre davantage, c’est lorsque les acteurs mêmes de la découverte scientifique cher­chent des « métathéories » du côté de l’occulte. À titre individuel, c’est d’ailleurs leur droit le plus strict, mais c’est aussi celui d’autres scientifiques que de récu­ser une telle tentative.

On dirait qu’il y a, pour les tenants du paranormal, un attrait spécial, une tentation du côté de la quantique. Un Costa de Beauregard y trouve une base théorique à la voyance, à la télé­pathie et à la psychocinèse. Un Vigier la combat précisément parce qu’elle prête le flanc à de telles interpréta­tions. Einstein lui reprochait sa cau­salité « telepatisch », Schrödinger sa « magie ». On se dit qu’elle doit avoir quelque affinité ou connivence avec les phénomènes types de l’occul­tisme…

Je ne crois pas que la théorie quantique contienne quoi que ce soit de ce genre et les allégations à ce sujet me paraissent assez délirantes. À mon avis, il faut déjà être sérieusement convaincu à l’égard du paranormal pour le retrouver dans la quantique. On ne peut pas, cela dit, empêcher les croyants de recourir à la caution d’un modèle prestigieux et je ne chercherai pas à en découdre là-dessus. Qu’on me permette cepen­dant d’exprimer mon scepticisme amusé à l’égard d’une mode.

Pas d’« étrangeté quantique », alors ?

Mais si ! Il y a bien, en physique quantique, des choses tout à fait étranges ! Les fameuses corréla­tions à distance, par exemple. Seulement, on a démontré que ces corrélations ne permettent en rien de transporter de l’informa­tion ou de l’énergie plus vite que la vitesse de la lumière et ne con­tredisent donc pas sur ce point la théorie de la relativité. Reste le fait, avec ces corrélations, que le monde n’est plus séparable. Effectivement, cette non­-séparabilité, dont on parle beau­coup maintenant, ressort de la théorie comme des dernières expériences. Il faut se faire à cette idée. Mais encore une fois, plutôt que de placer la balle dans le camp des métaphysiciens, ce qui m’intéresse est de poser le problème en tant que physicien. Le monde est non-séparable, pourquoi a-t-il l’air d’être sépara­ble ? Puisque quelques quantons sont corrélés, non-séparables, après avoir interagi, quel que soit leur éloignement, comment se fait-il qu’en très grand nombre, ils forment des objets concrets, « nos » objets, qui, eux, ont l’air parfaitement séparables ?

Évoquant une certaine collusion de la science et de l’occultisme, vous annon­ciez du même coup : « Les physiciens et les magiciens, ceux qui « y » croient et ceux qui « ny » croient pas, dispa­raîtront ensemble. »

Depuis que j’ai écrit cela — il y a une dizaine d’années — je suis devenu singulièrement plus scep­tique. J’avais le sentiment que les choses pouvaient bouger plus vite.

À long terme, peut-être d’ici un à quelques siècles, je suis persuadé que la science va muter, devenir radicalement autre, car tout laisse penser dès maintenant qu’elle va toucher à ses limites, matérielles et conceptuelles. Mais pour l’ins­tant, je ne reprendrais pas la for­mulation que vous avez citée. Je crois au contraire que nous som­mes condamnés à la coexistence du physicien et du magicien pen­dant longtemps encore ! Et c’est sûrement plus drôle que si l’un éliminait l’autre, ou récipro­quement.

propos recueillis par Joël André