Voir aussi à la fin de cet article les blogs trouvés en faisant des recherches sur internet ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Le film de l'Univers remonté à l'envers vu par les frères Bogdanov.
Remonter le temps? On le fait souvent en se remémorant une date, un évènement ou en expliquant ce qui s'est passé à un moment déterminé de notre vie, à un moment de l'Histoire...Mais imaginer comment je pourrais voir le monde en revenant en arrière progressivement depuis 2009 est inhabituel et semble assez difficile à réaliser, même dans l'imaginaire. Mais je trouve cette idée fascinante. Alors, avec les frères Bogdanov, imaginons que nous sommes à Paris, quelque part au pied de le tour Eiffel...
C'est là que va commencer le voyage fantastique. L'Univers existe depuis 137 millions de siècles (100 millions de milliards de secondes, ce qui semble peu face aux 3 milliards de secondes de durée moyenne d'une vie humaine). En fait, tous les éléments de l'Univers, jusqu'au moindre détail est inscrit dans le passé, le long de ce que les physiciens appellent une "ligne d'Univers" . la ligne d'univers, cette belle expression introduite par Einstein, désigne la trajectoire d'un objet lorsqu'il voyage à travers l'espace-temps en 4 dimensions. On peut aussi parler du cône d'Univers: La topologie du cône de lumière trouve son origine dans les relations d'antériorité et postériorité des évènements relativistes, ce qui permet de faire la distinction entre un évènement dans le passé d'un autre ou dans le futur de celui-ci. De ce point de vue, une voiture, par exemple, possède sa ligne d'Univers, bien à elle, et totalement unique: à chaque instant, elle s'est trouvée "quelque part", dans l'espace et dans le temps, et, en un certain sens, cela reste vrai à l'échelle de l'Univers entier. Pour remonter dans le passé, nous allons rebrousser chemin le long de notre ligne d'Univers, un peu comme si nous revenions en arrière sur une route.
Avec les années, la science et la technique se retireront lentement du monde, comme une mer qui s'éloigne d'une plage à marée basse. Les objets engendrés par le progrès deviendront de plus en plus simples et finiront par disparaître les uns après les autres chaque fois que nous irons un peu plus loin dans le passé. Le monde verra son niveau total d'information diminuer: son "infosphère" deviendra de plus en plus petite. L'"infosphère" contient deux types d'informations: celle issue de la nature et de son évolution et celle qui résulte des activités humaines. La première correspond à l'information "naturelle", qui "code" les lois (physiques, biologiques, génétiques). La seconde est directement liée à l'action de l'homme sur son environnement. Elle correspond à l'information "artificielle" engendrée, entre autre, par la technologie. Alors que l'accroissement de l'information naturelle s'étend tout au long de l'histoire de l'Univers sur des milliards d'années, celui de l'information artificielle va en s'accélérant.
En remontant vers la passé, le temps jouera une étrange partition à l'envers; il perdra chaque année un peu plus d'intelligence. Le nombre d'équipements 'technologiques" et leur capacité diminuent et l'information globale du monde se réduit, et ce parce que "l'infosphère" devient de plus en plus petite. Par exemple, au XVIIIème siècle, "l'homme moyen" (avec les précautions à prendre sur le sens de ce mot) manipulait tout au long de sa vie la même quantité de bits d'information qu'un citoyen de 2009 en une seule journée, jusqu'à ce que l'Univers se disloque en particules de plus en plus élémentaires.
2) Pour commencer le voyage.
Pour commencer le voyage, avec les frères bogdanov, prenons comme repère cet énorme rocher qui affleure entre les herbes du jardin de Chaillot, tout comme les blocs mythiques de Fontainebleau; sur la guérite d'entrée, la peinture est un peu défraîchie et près de là, une marchande de journaux se tient dans son kiosque. Premier bond en arrière: un journée dans le passé. Test de mon téléphone: il fonctionne parfaitement. La dizaine de mails que je viens de recevoir (véridique) s'ajoute aux 200 milliards de mails et de spams échangés en un jour dans le monde en 2009. Depuis le départ, rien n'a encore changé si ce n'est que des détails, à peine visibles. En particulier l'information ne varie pas dans ce laps de temps de la journée.
Mon ordinateur portable, doté d'un disque dur de 300 gigabytes, que j'interroge maintenant, me renvoie des images de la tour Eiffel. En unités informatiques, le "byte" représente 8 bits, c'est à dire 1 octet ou encore un caractère (lettre a par exemple). Un mot ordinaire représente une dizaine de bytes, un page imprimée autour de 2000 bytes. Le mégabyte représente 1 million de caractères (un livre de 500 pages en moyenne et le gigabyte 1000 fois plus, soit 1 milliard de caractères (1000 livres de 500 pages environ). Si un portable affiche 32 gigabytes, cela signifie qu'on a dans notre poche l'effarante quantité de 32 000 livres. Au-delà, on trouve le térabyte (1000 gigabytes) ou encore une bibliothèque de plus de 1 million d'ouvrages correspondant à une forêt de plus de 100 000 arbres. Puis, toujours plus haut le petabyte soit 1 milliard de livres, à peu près tous les livres de toutes les bibliothèques et librairies de France) et l'exabyte, 1000 petabytes, soit 1000 milliard de livres. Le stockage de de la totalité des informations existant en 2009 sur terre et sous tous les supports (disques durs, livres...) représenterait environ 500 exabytes. C'est à la création de cette quantité d'information phénoménale que la civilisation humaine a abouti, et elle ne cesse d'augmenter exponentiellement.
3) Deuxième bond en arrière.
RoadRunner
Abandonnons ces questions vertigineuses pour effectuer un deuxième bond en arrière de un an. Là encore, le décor n'a guère évolué le détails ne sont plus les mêmes, la peinture dans le square du Trocadéro est un peu plus fraîche, mais la marchande de journaux est toujours là. En dehors de quelques détails, il serait impossible de dire que nous avons plongé de un dans le passé. Portant le flux d'informations numériques qui parcourt notre monde a déjà diminué: près d'une centaine d'exabits en moins, soit environ 100 000 milliards de livres de 500 pages chacun! C'est époustouflant et vertigineux! Il faut ici rappeler que selon les chercheurs de l'Université de Berkeley, le volume d'informations stockées depuis des milliers d'années (sous forme écrite ou numérique) par l'humanité entière, s'élève en 2002 à 5 exabytes (en majorité ces informations sont conservées sur support papier, sur CD et sur DVD). En 2008, il représente environ 246 exabytes et il est estimé à 600 exabytes (?) en 2010. A ces chiffres il faut ajouter les flux audio et vidéo qui ne sont pas stockés de manière permanante et sont estimés à environ 300 exabytes en 2008. Et il est prévu que cet écart s'accroisse de 20% par an. Pour donner un sens à ces chiffres, on peut prendre l'exemple de RoadRunner, le supercalculateur le plus puissant du monde en 2008. Il est doté d'une capacité de calcul qui dépasse la pétaflop (roadrunner vu par aietech.com/leblog. ou par le blog de Sylvain Renard). Qu'est-ce à dire? Simplement que pour égaler une seule journée de calcul de RoadRunner, il faudrait demander aux 6 milliards d'être humains de calculer jour et nuit sans interruption, pendant 46 ans.
C'est étourdissant! En prenant alors le portable, on peut constater que la communication est claire. Pourtant, quelques services ne fonctionnent plus: la TV n'est plus accessible en 2008 et le système de géolocalisation ne fournit aucune donnée valable. Et la même chose vaut pour la WIFi de la Tour Eiffel: elle n'a pas encore été mise en service.
1999, souvenirs d'un tempête dévastatrice, année de soutenance des thèses pour les frères Bogdanov, Jacque Chirac en est à le quatrième année de son premier septennat. Supposions que nous émergions le 11 août au matin. Et là, première découverte: "il est plus de 11 heures, mais il fait presque noir. La Tour Eiffel disparaît, engloutie par les ombres en plein jour". C'est en effet la dernière éclipse totale de soleil du millénaire (voir aussi éclipse de soleil 11 août 1999 ou 11 août 1999)
Le gardien du square est déjà dans sa guérite, mais il est beaucoup jeune. La vielle marchande de journaux est assise, elle aussi, à la même place. Elle se ressemble déjà. Dans la guérite, un détail est frappant: à la place de l'écran plasma, près de la fenêtre, un gros poste de télévision donne les images d'un match de boxe dont les couleurs sont un peu artificielles et beaucoup moins nettes. Combien d'informations a-t-il perdues par rapport à l'écran plasma de 2009?
Ce n'est pas seulement la télévision du gardien qui a perdu de l'information, c'est le monde tout entier: l'infosphère a perdu plus de 300 exabytes en 10 ans. Pour s'en rendre compte, il suffit tout d'abord d'afficher notre téléphone.Les réseaux 3G et Edge ne s'affichent plus à l'écran. A la place nous voyons seulement pointer deux barres qui indiquent que nous captons Itineris, le seul réseau disponible à cette époque. Si alors nous pressons sur la touche de l'icône de Safari, nous pouvons constater qu'Internet ou internet (sur wikipedia), ne fonctionne plus (seule la page d'accueil, stockée en mémoire, s'affiche à l'écran). Mais aucune autre ne vient prendre le relais. La messagerie visuelle, la TV, le GPS, le service Météo, YouTube, l'Apple store, l'Ipod, Spot'Finder, etc., ne fonctionnent pas non plus, bien sûr. Cela traduit une nouvelle baisse de la jauge d'information. Alors qu'en 2009, l'humanité aura généré une centaine exabytes d'information nouvelles, bien plus que des 10 000 années qui précèdent (et qui s'ajouteront aux 246 exbytes d'informations déjà stockées), en 1999, elle aura seulement généré 1,5 exabyte, soit 250 mégaoctets de nouvelles données de toutes sortes par habitant.
Un autre indicateur est le nombre de visiteurs à la tour Eiffel: 5 millions de personnes l'ont visitée en 1999, bien moins que le 8 millions escomptés en 2008. par ailleurs, certaines transformations commencent à se faire sentir. Les voitures sont légèrement différentes et les véhicules auxquels nous sommes habitués aujourd'hui ne sont pas encore nés, bien que de nombreux modèles connus en 2009 circulent déjà dans les rues.Les téléphones portables existent déjà, mais ils sont lourds, très encombrants et leurs écrans paraissent ridiculement petits. Les baladeurs numériques (Ipods et autres minuscules MP3) avec leurs écrans plats et leur mémoire vertigineuse n'existent pas encore (peut-être en rêve?). Pour le moment on doit se contenter de ces gros boîtiers en métal qu'on appelle les "walkman", un mot aujourd'hui disparu dans lequel on glisse les disques. Il y a pire, ce sont les lecteur de minicassette: finis les milliers de morceaux stockés sur un timbre poste, on a accès à une vingtaine de chansons au plus, et il faut faire défiler la bande magnétique durant de longues minutes.
5) Mais remontons 20 ans plus tôt,en 1979 pour voir vraiment des transformations du paysage.
Arrêtons nous en 1982. La gardien du jardin est un jeune homme. La guérite vient d'être repeinte et à l'intérieur, le poste de télévision est tellement gros qu'il est placé sur un support spécial et il délivre une image floue aux couleurs factices. On est bien loin de performances obtenues 10 ans plus tard. Quant à la marchande de journaux elle est beaucoup plus jeune et marche à présent sans canne. Sur l'esplanade du Trocadéro, le panorama est toujours le même, l'Ecole militaire, la Tour Eiffel, le Champ-de Mars, à ceci près que "la dame de fer" n'a pas encore été repeinte.
Mais les vrais changements sont ailleurs. Les voitures sont maintenant méconnaissables si on excepte quelques modèles qui ont traversé le temps, comme la légendaire "Coccinelle". Pour le vêtements, les hommes portaient à l'époque de larges cravates multicolores et les femmes déambulaient en vestes épaulées et en jupes droites , légèrement au dessus du genou. En 1979, une des différences qui sautent aux yeux est l'absence de téléphone, plus un seul mobile dans les mains ou à l'oreille des passants. "L'ordinateur portable n'est encore qu'un souvenir enfoui dans l'avenir". La puissance des machines qui existent à cette époque a été divisée par un million. Il n'y a ni baladeurs numériques, ni consoles de jeux, ni GPS... Si nous déverrouillons notre iPhone, rien ne marche. L'écran d'accueil est bien allumé, avec toutes ses icônes, mais aucune fonction de communication n'est accessible, il n'y a plus de réseau. Le monde à cette époque est profondément différent. La science n'est pas diffusée comme en 2009, avec les possibilités dues à internet. Dans le kiosque de la marchande de journaux, le magazine Science et Vie n'a consacré qu'un entrefilet à l'expérience du physicienAlain Aspect de l'Institut d'optique d'Orsay. L'expérience d'Aspect est, historiquement, la première expérience qui a réfuté de manière satisfaisante les inégalités de Bell dans le cadre de la physique quantique, validant ainsi le phénomène d'intrication quantique, et apportant une réponse expérimentale au paradoxe EPR, proposé une cinquantaine d'années plus tôt par Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen. Cette expérience a été réalisée par le physicien français Alain Aspect à l'Institut d'optique à Orsay entre 1980 et 1982. Cette validation de la non-séparabilité quantique, c'est à dire le fait que deux objets quantiques qui ont interagi dans le passé, comme deux particules, ne peuvent être représentées indépendamment l'une de l'autre: même séparés dans l'espace, ils doivent être représentés globalement, comme s'il ne s'agissait que d'un seul et même objet. Le marchande de journaux peut-elle considérer cette inséparabilité autrement que bavardage? Le Figaro et France-Soir sont deux journaux différents et pourra-t-elle jamais les considérer comme un seul et même objet. C'est sans doute ce qui m'a amené à écrire mon blog pour mes poser des questions sur les limites de le connaissance et sur le monde quantique.
La jauge de notre "retour dans le passé" indique que l'infosphère est alors, en 1979, environ 500 fois plus petite que celle de l'année 2009 et le nombre de visiteurs de la Tour Eiffel est tombé de 8 millions à 3 429 517 personnes. Dans le chapitre suivant, nous continuerons notre voyage de 1979 à 1830...
Compléments à cet article: a) sites trouvés en faisant des recherches sur internet pour ces articles, b) texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale, c) mon article: Les limites de la connaissance 6-2) Réalisme et monde quantique: éléments de physique quantique .
Il parle des travaux du Singularity Institute dans la Silicon Valley sur la singularité finale. Elle est envisagée comme prochaine au vu de la montée exponentielle des performances des ordinateurs en matière d’intelligence artificielle.
Je pense que j’ai quelque avance sur eux car depuis 40 ans j’ai inscrit la problématique Béna dans une symétrie et une interaction entre la singularité initiale et la singularité finale. Je n’ai pas cessé d’instruire cette problématique. Elle me semble découler du principe fondamental de symétrie qui fonde les indéterminations quantiques.
Dans une communication lors d’un colloque à Genève en 1992 j’ai proposé d’appeler Mur de Boltzmann le mur qui cache une implosion finale d’information, comme le mur de Planck cache une explosion initiale d’énergie. La constante de Boltzmann est en effet le tiers terme d’accord qui fonde l’équivalence démontrée par Brillouin entre la quantité d’information et la quantité de néguentropie.
C’est la logique trialectique qui est l’outil conceptuel nécessaire pour éclairer cette équivalence et ce bouclage interactif de l’histoire de l’Univers. Les brillants "singularitariens" de Californie ne semblent pas avoir compris que leur vision d’un Oméga exige l’élucidation de la logique d’un processus d’informatisation amorcé en Alpha dès le Big Bang. Il reste que leur audace téléonomique rejoint la mienne et que je me sens moins seul.
Remarqué aussi dans le même numéro du Monde le "manifeste" de Salim Abdelmadjid . Deux signes d’un réveil. Il est grand temps. Amitiés à tous.
Ma réponse à cet article de Xavier Sallantin: J'ai trouvé cet article très intéressant. Il m'a aidé à rédiger un article pour mon blog sur le livre des frères Bogdanov "au commencement du temps".
c) Mon article: |Les limites de la connaissance 6-2) Réalisme et monde quantique
Eléments de physique quantique
Dans cet article, ont été présentées les premières notions pour essayer d'appréhender le monde quantique. Dans le prochain article, nous verrons une ébauche d'analyse des implications ontologiques. Seront évoquées les théories à variables cachées et la non-séparabilité ainsi que le problème de la mesure.
Préambule
La science nous permettra-t-elle un jour de tout savoir? Ne rêve-t-elle pas d'une formule qui explique tout? N'y aurait-il rien qui entrave sa marche triomphale? Le monde deviendra-t-il transparent à l'intelligence humaine? Tout mystère pourra-il être à jamais dissipé?
Hervé Zwirn pense qu'il n'en n'est rien.La science, en même temps qu'elle progresse à pas de géant marque elle même ses limites. C'est ce que montre la découverte des propositions indécidables qui ont suivi le théorème de Gôdel. Ou celle des propriétés surprenantes du chaos déterministe. Ou encore les paradoxes de la théorie quantique qui ont opposé Einstein et Bohr en mettant en cause toute notre manière de penser.
L'analyse de ces limites que la science découvre à sa propre connaissance conduit à poser une question plus profonde: qu'est ce que le réel?
(Je voudrais ici faire partager ma lecture de Hervé Zwirn).
Les limites de la connaissance 6) Réalisme et monde quantique
6-2: éléments de physique quantique
1) Les systèmes et les états. L'état d'un système.
a) l'état en physique classique.
- Un système est un morceau de réalité, selon l'expression de David Ruelle, qu'on isole par la pensée. La description physiquedoit préciser les entités corps matériels, champs, etc...) et ses propriétés physiques qu'il faudra décrire et prédire, avec différents niveaux de précision (par exemple une boule en métal aimantée se déplaçant sur un billard, en considérant que la boule est assez petite pour être un point matériel et le champ magnétique trop faible pour influencer le mouvement). La représentation adoptée sera celle d'un point matériel M de masse m glissant sur une surface plane dont les seules propriétés considérées sont la position ou la vitesse à chaque instant. Ce qu'on cherche à décrire, c'est l'évolution des propriété physiques retenues comme faisant partie du système (la position et la vitesse de la boule...). La donnée des valeurs de chacune des grandeurs physiques appartenant à un système constitue"l'état " du système à cet instant. Cette notion d'état est fondamentale. En physique classique, il semble aller de soi qu'à tout instant un système est dans un état bien défini, les grandeurs physiques qui lui sont attachées possèdent des valeurs déterminées précisément. Un boule possède une position et une vitesse parfaitement définies, même si nous ne les connaissons pas. Il y a une correspondance parfaite entre la boule réelle et sa description par la donnée de son état. On peut ainsi associer à la boule une trajectoire qui est l'ensemble de ses positions successives au cours du temps. Toute liste de valeurs ne représente pas forcément un état réel, deux nombres décrivant une position située en dehors du billard ne correspondent pas à un état possible (c'est un état descriptible en termes linguistiques) . Le modèle doit spécifier quelles contraintes pèsent sur sur ces valeurs et préciser comment elles varient.
Certains formalismes sont tels qu'en faisant la somme (éventuellement pondérée, on l'appelle alors une "combinaison linéaire") de deux états possibles, on obtient un nouvel état possible du système. Si E et E' sont deux états représentés respectivement par des listes de valeurs (x,y,....t) et (x',y',....t'), L'état E = E' est représenté par (x+x', y+y',...t+t'). Une combinaison linéaire est un somme pondérée de type aE + bE'. Elle correspond à la liste de valeurs (ax + bx', ay +by',...at +bt'). Si on assimile l'état du système, en tant que liste de nombre, à un vecteur, les états forment un espace vectoriel dit "espace des états". Un exemple en électrostatique est l'état d'un ensemble de corps conducteurs à l'équilibre.
- En physique classique, on constate "un engagement ontologique" fort quant aux propriétés des systèmes physiques et aux états correspondants: à tout système peuvent être attachées des propriétés qui lui appartiennent en propre et qui prennent à tout moment des valeurs bien définies (vitesse, position, moment cinétique, température...). De plus, elles sont simultanément définies et mesurables. Le fait de mesurer la valeur d'une de ces propriétés ne modifie en rien la valeur possédée par les autres propriétés et ne change pas l'état du système mesuré (Si on mesure la valeur d'une propriété qui stipule que la valeur de cette propriété est α, on est assuré de trouver α et réciproquement, si on a mesuré la valeur α pour une propriété, on est sûr que le système est dans un état qui correspond à cette valeur pour la propriété en question. A tout système correspond un état bien défini et réciproquement il est possible d'interpréter la liste des nombres entrant dans la description d'un état comme celles de l'état d'un système dont les propriétés à cet instant ont les valeurs correspondantes. Ces valeurs peuvent ne pas être possibles pour le système, mais elles sont interprétables en termes de sens. Un état où la boule de billard est à l'extérieur du billard n'est pas possible, à cause des contraintes où elle est emprisonnée sur la table, mais un tel état est descriptible en termes linguistiques ).
Appareil de stern et gerlach
-En mécanique quantique, la situation est différente. Non seulement il existe des systèmes qui ne sont dans aucun état défini mais, de plus, certains états précis ne sont pas interprétables en termes linguistiques classiques. Il n'est plus possible de considérer que les propriétés d'un système possèdent toutes simultanément des valeurs définies. Mesurer une propriété peut avoir comme conséquence de changer une autre propriété. Cela pose donc le problème de la signification qu'il faut accorder au concept d'état quantique et à celui de propriété possédée par un système.
L'état d'un système est quelquefois appelé sa fonction d'onde (cette dénomination provient de la mécanique ondulatoire de Schrödinger) . Un des principes de la mécanique quantique qu'on appelle "le principe de superposition", stipule que toute combinaison linéaire d'états quantiques possibles du système est un état quantique possible du système. Il en résulte que les états quantiques forment un espace vectoriel qu'on appelle "espace de hilbert des états". Ce principe n'est pas accessoire mais il constitue un des fondements de la mécanique quantique. Certains états (on les appelle "états superposés") obtenus par combinaisons linéaires d'états donnés, bien que possibles selon la théorie ne sont pas interprétables en termes classiques (cela signifie qu'ils ne correspondent pas à des valeurs définies des grandeurs physiques concernées).
Vu son importance, ce principe est détaillé ci-dessous, il sera par la suite largement commenté.
En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut possèder plusieurs valeurs pour une certaine quantitéobservable (spin, position, quantité de mouvement etc.)
Comme tout vecteur de tout espace vectoriel, ce vecteur admet une décomposition en une combinaison linéaire de vecteurs selon une base donnée. Or, il se trouve qu'en mécanique quantique, une observable donnée (comme la position, la quantité de mouvement, le spin etc..) correspond à une base donnée de l'espace de Hilbert.
Par conséquent, si l'on s'intéresse à la position (par exemple) d'une particule, l'état de position doit être représenté comme une somme d'un nombre infini de vecteurs, chaque vecteur représentant une position précise dans l'espace. Le carré de la norme de chacun de ces vecteurs représente la probabilité de présence de la particule à une position donnée.
En notation bra-ket la superposition d'un état quantique se note :
ci étant le coefficient complexe de la combinaison linéaire, et les vecteurs de la base choisie (qui dépend de l'observable).
Cette combinaison linéaire est nommée état de superposition, car la particule peut être vue comme étant simultanément, avec des probabilités diverses, en plusieurs endroits. L'état de superposition s'applique de la même façon à toutes les autres observables imaginables : vitesse, spin, ... et même mort/vivant dans le cas du célèbre Chat de Schrödinger.
2) Le spin et les états superposés.
De façon générale, un objetpossède un spin s'il est invariant sous une rotation d'angle . Une étoile à cinq branches possède un spin 5 car il est suffisant de lui faire faire une rotation de
Le spin est une propriété des particules qui ne peut être décrite qu'en physique quantique.Intuitivement, on peut se représenter une particule comme une boule tournant sur elle-même. Le spin serait alors l'équivalent de son moment cinétique de rotation propre.
spin de l'électron
Cette notion a été historiquement proposée pour les électrons par Uhlenbeck et Goudsmit en 1925 pour rendre compte des spectres atomiques, notamment le dédoublement des raies spectrales du sodium. Elle s'est appliquée ensuite à toute particule quantique (proton, neutron, noyau, photon, ...). Très vite après son introduction, Pauli développa l'idée de spin en lui donnant une formulation algébrique. Il essaya surtout de se dégager de la représentation initiale qui en était faite, et qui perdure encore quand il s'agit de l'expliquer "qualitativement". En effet le spin est couramment présenté comme le moment cinétique propre d'un objet tournant sur lui-même comme les planètes ou les balles de tennis. Cette interprétation est très insuffisante pour expliquer nombre de phénomènes. Le spin est en fait une grandeur dont le sens n'apparaît clairement et naturellement que lorsqu'on se place dans le cadre de la mécanique quantique relativiste (Dirac en 1928, Wigner en 1939). Ceci implique que le spin est un "objet" purement quantique dont la compréhension physique reste, encore à l'heure actuelle, à compléter. Malgré cela, la réalité du spin est prouvée et il est surprenant que les règles le concernant soient relativement simples. En particulier, le spin est quantifié, c'est à dire, puisque c'est un vecteur, que ses projections sur un axe ne peuvent prendre que des valeurs particulières, entières ou demi-entières. Une particule de spin demi-entier est un fermion, une particule de spin entier est un boson.
C'est un peu comme une boule qui ne pourrait tourner sur elle-même qu'à des vitesses multiples de de 1 tour par seconde (1/2 tour/s pour les fermions). Elle pourrait ainsi tourner à 0,1,2 ou 10 tours/s mais pas à 2,3 tours/s. La projection sur un axe du spin d'un boson de spin entier ne peut prendre que les valeurs n,n-1,...0,-1,-2...-n et (n/2 pour des fermions). Il s'exprime en unités n = h/2π, h étant la constante de Planck.
La mesure de la projection sur un axe du spin d'un électron se fait au moyen d'un appareil de Stern et Gerlach (voir image en illustration du chapitre 1).
On fait passer l'électron dans un champ magnétique orienté selon l'axe voulu. Celui-ci est dévié vers le haut ou vers le bas selon que son spin est +1/2 ou -1/2. On observe son impact sur l'écran pour connaître la valeur de son spin selon l'axe considéré. Notons |+>z et |->z les états où la projection du spin suivant Oz est égal à +1/2 et -1/2. L'état de combinaison linéaire 1/√2 [+>z + |->z ] est un état possible (combinaison linéaire). Cependant, il ne correspond à aucune valeur définie de la projection su spin suivant Oz. La théorie prédit que le résultat sera tantôt 1/2, tantôt -1/2, avec une répartition égale entre les deux valeurs. Plus généralement, une mesure du spin suivant Oz d'un électron dans l'état [Cosα|+>z + Sinα|->z ] donnera +1/2 avec une probabilité Cos²αet -1/2 avec la probabilitéSin²α. Cela signifie que si on considère un ensemble de N électrons, dans l'état en question et qu'on effectue une mesure de spin suivant Oz, on obtiendra en moyenne, NCos²αélectrons dont le spin suivant Oz est 1/2 et NSin²α. dont le spin suivant Oz est -1/2.
La conclusion est que dans un tel état superposé, la projection du spin suivant Oz ne possède aucune valeur définie. On peut être tenté de de dire que la superposition ne serait que l'expression formelle du mélange de plusieurs états différents, mais dont chacun correspondrait à une valeur bien définie du spin. C'est inexact.
Considérons, d'un côté, un ensemble E de N électrons dans un état superposé, et de l'autre, un ensemble E' de N électrons dont un proportion Cos²α est dans l'état |+>z et une proportion Sin²α est dans l'état |->z. Si la superposition n'est qu'une manière formelle d'exprimer un mélange, les deux ensembles doivent être identiques et toutes les prédictions qu'on peut faire sur les deux ensembles doit coïncider. C'est bien le cas sur les mesures qui donnent 1/2 avec une proportion Cos²α et 1/2 avec une proportion Sin²α pour les 2 ensembles.En revanche, les prédictions concernant un autre axe, par exemple Ox, seront différentes. Une mesure suivant Ox sur l'ensemble E donnera comme résultat 1/2(Cosα+ Sinα)²et-1/2(Cosα- Sinα)². Alors que la même mesure sur l'ensemble E' donnera 1/2 et -1/2 à égalité.
On peut montrer, de manière générale, qu'il est impossible de construire un mélange statistique d'électrons dont chacun est dans un état de spin défini suivant Oz et tel que les prédictions soient identiques pour ce mélange statistique et pour l'ensemble d'électrons dans l'état superposé correspondant. Il est donc impossible d'interpréter un ensemble de N électrons dans l'état superposé [Cosα|+>z + Sinα|->z ] comme un mélange d'électrons dont une partie serait dans l'état |+>z (et aurait un spin +1/2), et une partie dans l'état|->z (spin -1/2). Il en résulte que le spin suivant Oz d'un électron dans l'état superposé [Cosα|+>z + Sinα|->z ] ne peut être considéré comme possédant une valeur définie.
L'étrangeté de ce constat augmente encore si on raisonne sur la position de l'électron. Si |x> l'état d'un électron occupant la position x et |x'> celui d'un électron dans la position x', |x> +|x'> est aussi un état possible (principe de superposition). Quelle position occupe un électron dans un tel état? La mécanique quantique répond: une fois sur 2 en x et une fois sur deux en x'. L'électron dans cet état n'occupe aucune position définie dans l'espace. Considérer qu'il est à la fois dans les 2 endroits ou qu'il est un peu dans chaque position n'a pas grand sens. On préfère considérer qu'un tel état quantique ne s'interprète pas en termes macroscopiques habituels. Les objets auxquels nous sommes habitués ne se trouvent jamais dans un état comparable. Réinterprétation de l'expérience des trous d'Young. On a vu que quand on éclaire les trous, on peut voir par lequel passent les électrons. Notons |1> l'état de l'électron qui correspond au passage de l'électron par le premier trou et |2> celui qui correspond au passage par le deuxième trou. |1> + |2> est un état possible de l'électron. Par quel trou est passé l'électron qui est dans ce état? Il est impossible d'interpréter l'état superposé comme correspondant à un électron qui est passé par un des trous. Cette indétermination est valable pour toutes les propriétés physiques du système.
3) Le principe de réduction du paquet d'ondes. La mesure quantique.
En mécanique classique, on suppose qu'il est toujours possible de mesurer la valeur d'une propriété sans perturber le système. Un mesure ne fait que constater la valeur et n'a aucune influence sur l'état du système. En mécanique quantique, il en va différemment.
Le processus de mesure est régi par le principe de réduction du paquet d'ondes (ainsi appelé en référence à la fonction d'onde du système). Il énonce quelles sont les valeurs qu'il est possible de trouver quand on mesure une propriété sur un système dans un état donné et quel sera l'état du système après la mesure, en fonction du résultat trouvé. De plus, en mécanique classique, les grandeurs observables sont des nombres ou des vecteurs (listes de nombres). Le formalisme quantique associe à chaque grandeur physique observable d'un système (position, impulsion, spin, énergie...) un opérateur appelé justement "une observable". Un opérateur est une fonction de l'espace des états dans lui-même qui fait correspondre à chaque vecteur d'état un autre vecteur d'état. On appelle vecteur propre d'un opérateur un vecteur tel que l'action de l'opérateur a pour effet de la multiplier par une constante. Si P est un opérateur et un vecteur d'état, sera un vecteur propre (ou "état propre"), Si = λ . La constante λ est appelée "valeur propre" associée au vecteur propre . Un opérateur a en général plusieurs valeurs propres.
Le principe de réduction du paquet d'ondes stipule que:
a) Mesure d'une observable A: les seuls résultats qu'on peut trouver sont les valeurs propres de A.
b) Si on trouve la valeur propre a comme résultat de la mesure, le système se trouvera après le mesure dans l'état propre de A correspondant à la valeur propre a.
c) La probabilité de trouver la valeur propre a comme résultat de la mesure = (carré d'un nombre qui s'obtient à partir de l'état initial et des états propres de l'observable A).
Commentaires:
a) Pour le spin, seules les valeurs +1/2 et -1/2 (valeurs propres de l'observable associée au spin de l'électron suivant une axe) sont possibles; Dans le cas où on mesure l'énergie d'un système et où l'observable associée le "hamiltonien", a des valeurs propres discrètes, le système ne pourra posséder que certaines énergies bien définies, c'est l'origine de la quantification de l'énergie.
c) Dans le cas le plus général où l'observable possède plusieurs valeurs propres distinctes, il n'est pas possible de prévoir avec certitude le résultat de la mesure. La mécanique quantique ne fournit que la probabilité de tel ou tel résultat, la prédiction non déterministe, de nature probabiliste.
4) Les observables incompatibles.
En général, appliquer à un vecteur d'état l'opérateur A, suivi de l'opérateur B n'est pas équivalent à lui appliquer d'abord B, puis A. cela signifie que qu'en général AB n'est pas égal à BA (AB ≠ BA). Lorsque AB = BA, on dit que les opérateurs commutent. Or, le formalisme quantique implique qu'il n'est pas possible de connaître simultanément la valeur de deux grandeurs physiques d'un système lorsque les observables associées ne commutent pas. En effet, il n'est possible de connaître la valeur d'une grandeur physique qu'en la mesurant. Consédérons alors le système dans un état . On peut commencer par mesurer A. Le principe de réduction dit que le résultat peut être une des valeurs propres associées à A. Mais li on a obtenu a comme résultat, l'état du système ne sera plus mais deviendra l'état propre associé à a. Si on mesure maintenant B, on peut obtenir comme résultat l'une quelconque des valeurs propres associées de B. Supposons que nous ayons obtenu b. Le système se retrouve alors, après les deux mesures faites dans cet ordre, dans l'état propre associé à b.
On pourrait penser qu'on connaît simultanément la valeur de A et celle de B: a et b. Pour s'en assurer, il devrait suffire de refaire une mesure de A. On remarque d'abord que le résultat de la mesure ne peut donner que l'uns des valeurs propres de l'observable mesurée et que la probabilité d'obtenir une valeur propre dépend de l'état initial et des états propres de l'observable. On n'est donc assuré d'obtenir comme résultat un valeur propre donnée que si l'état initial dans lequel se trouve le système est l'état propre correspondant à cette valeur. Si on effectue 2 fois de suite une mesure de l'observable A, on obtiendra bien deux fois la même valeur puisque le système sera projeté dans l'état propre correspondant et cette deuxième mesure ne pourra que donner le même résultat, ce qui permet d'ailleurs de donner un sens au fait qu'on a mesuré A. Dans le cas où on a fait la mesure de B en second, une nouvelle mesure de B donnera bien le résultat b. Mais si dans ce cas on fait une nouvelle mesure de A, (et si les observables ne commutent pas), l'état propre de B associé à la valeur b dans lequel se trouve le système après la mesure ayant donné cette valeur b est tel que la probabilité d'obtenir une valeur de A différente de a n'est pas nulle (car cet état propre de B n'est pas un état propre de A). Il n'est donc pas légitime d'affirmer que A possède la valeur A, la mesure de B ayant perturbé le système. Il est impossible d'affirmer que A possède une valeur définie.
Résultats: Etat propre avant la mesure Mesure Résultat Etat propre après la mesure
1 |ψ > A a vaut a] |a>[A
2 |a> [A vaut a] A a |a> [A vaut toujours a]
3 |a> [A vaut a] B b |b> [B vaut b]
4 |b>[B vaut b, A ne vaut plus a] A a'≠a |a'> [A vaut a']
On a un résultat similaire au spin. Dans le cas du spin, le fait que la valeur du spin suivant Oz n'est pas définie quand l'électron est dans l'état superposé n'est que la manifestation du fait que dans cet état, l'électron a un spin bien défini suivant l'axe Oi et qu'il est impossible qu'il ait
simultanément une valeur définie suivant Oz puisque les observables associées au spin suivant Oz et suivant Oi ne commutent pas. Il en est de même pour les observables position et vitesse d'une particule.
Le principe de réduction du paquet d'ondes dit comment évolue évolue l'état d'un système lorsqu'on effectue une mesure sur ce système. Mais l'état d'un système évolue en fonction du temps, même lorsqu'aucune mesure n'est effectuée sur lui. Cette loi d'évolution est une équation différentielle, "l'équation de Schrödinger" qui s'écrit en notation moderne (définition wikipedia)
L'état à l'instant t d'un système est décrit par un élément de l'espace complexe de Hilbert (avec la notation bra-ket de Paul Dirac. représente les densités probabilités de résultats de toutes les mesures possibles d'un système.
L'évolution temporelle de est décrite par l'équation de Schrödinger :
Contrairement aux équations de Maxwell gérant l'évolution des ondes électromagnétiques, l'équation de Schrödinger est non relativiste. Cette équation est un postulat. Elle a été supposée correcte après que Davisson et Germer eurent confirmé expérimentalement l'hypothèse de Louis de Broglie.
Sa résolution permet en principe de calculer l'état du système au temps t lorsque l'état initial est |Ψ>. Comme on l'a vu dans l'article sur le chaos déterministe, l'évolution régie par une équation différentielle implique que celle-ci soit déterministe: si on connaît l'état initial, on peut prédire avec certitude l'état à un instant ultérieur.
Dans cet article, ont été présentées les premières notions pour essayer d'appréhender le monde quantique. Dans le prochain article, nous verrons une ébauche d'analyse des implications ontologiques. Seront évoquées les théories à variables cachées et la non-séparabilité ainsi que le problème de la mesure.
Le visage de Dieu: le titre de ce livre est tiré d'une expression prononcée par l'astrophysicien américain George Fitzgerald Smoot en 1992 lors de l'annonce des résultats de l'instrument DMR du satellite COBE. Cet instrument avait pour objectif de déceler les infimes variations de température du fond diffus cosmologique. Le fond diffus cosmologique peut être vu comme l'écho lumineux du Big Bang, qui a depuis était dilué et refroidi par l'expansion de l'univers. C'est ainsi un rayonnement très froid qui témoigne aujourd'hui de l'époque incroyablement dense et chaude qu'a connue l'Univers par le passé.
Cet entretien (20 novembre 1976), semble surréaliste, comme Dali lui-même sans doute. Cela se passait dans le grand hall de l'hôtel Meurice. Le récit pittoresque des frères Bogdanov, cadre bien avec ce qu'on peut trouver à propos de l'hôtel:
Au début des années 1950, les familles royales ont peu à peu cédé la place aux discrets patrons de multinationales, aux vedettes de l'écran et aux artistes, souvent plus excentriques.
Au nombre de ces derniers, Salvador Dalí, le génie « transcendantal » de l'auto-publicité — qu'un de ses anciens compagnons surréalistes avait surnommé « Avida dollars » — fut l’un des hôtes les plus insolites de l'hôtel. Durant plus de trente années, il occupa un mois par an l'ancienne suite royale d'Alphonse XIII dont il constellait les murs de taches de peinture, tandis que ses ocelotsapprivoisés se faisaient les griffes sur la moquette. Avec lui, le personnel — qui lui était très attaché et qu'il honorait d'étrennes sous forme de lithographies signées de sa « divine main » — ne manquait pas de distractions. Soit qu'il leur demandât de capturer des mouches dans les bosquets des Tuileries ou de lui amener un troupeau de chèvres sur lequel il tirait des balles à blanc ; soit qu'il les priât de jeter sous les roues de sa voiture, à chacun de ses départs, des pièces de vingt centimes, afin qu'il puisse se flatter de « rouler sur l'or » !
Pour un hôtel comme Le Meurice, les désirs des clients — si étranges soient-ils — ne sont-ils pas des ordres ? Avec Dalì, un autre client hors du commun fut la milliardaire et mécène franco-américaine Florence Gould, dont les déjeuners littéraires réunissaient des personnalités aussi contrastées qu'Arletty et François Mauriac, Léautaud et Paul Morand, les Jouhandeau et Roger Peyrefitte. Grâce à elle, Le Meurice abrita l'un des derniers salons littéraires de Paris.
Dali: la persistance de la mémoire.
La Question des frères Bogdanov était liée au questionnement concernant le commencement du temps. Comment se représentait-il les relations entre la science et l'imaginaire? Avec la théâtralité qui le caractérisait Dali déroula des phrases sonores, "fortement accentuées": "Bit! bit! bit! d'informations! J'ai toujours eu envie de broyer un hologramme dans un moulin à café et d'en avaler la poudre afin que dans mon corps le plus profond chacune des cellules qui le composent soit imprégnée de l'information. Dans l'échange le plus insignifiant d'ADN, il y a plus d'information que dans tout l'imaginaire."
Dali venait de dire qu'il était un peintre scientifique. Sa toile intitulée persistance de la mémoire résume peut-être sa pensée. Ce tableau, peint en 1931, représente des montres "molles" en train de fondre, très étrangement, sous soleil.
Il continua: "Dans Persistance de la mémoire, je ne me suis pas contenté de peindre bêtement, comme un singe fou et sans talent qui se prendrait pour un Vélasquez, la dilatation ou la contraction du temps relatif. J'ai laissé tout ça à Einstein. Regardez bien ces montres aux heures ramollies comme du beurre sur table au mois d'août. Le temps y fond à vue d'oeil et il continuera de fondre jusqu'à ce qu'il ait totalement disparu, sans laisser de trace. Dans ce vide débarrassé de lui-même, se trouve le secret du monde". Les Bogdanov ont vu là ce qui les conduirait à chercher, avant le Big Bang, l'infini dans le zéro. Le secret du monde est il dans le vide?
Il naît dans une famille catholique de la bourgeoisie stéphanoise : catholique traditionnel du côté paternel, et catholique humaniste du côté maternel, son grand-père maternel faisant preuve d'agnosticisme. Cette diversité dans les expressions de la foi marque l'originalité de sa pensée. Son frère, Henri Guitton, devint un économiste très réputé.
L'astrophysicienTrinh Xuân Thuân accuse les frères Bogdanoff d'avoir plagié son livre La Mélodie secrète(1988) pour leur livre d'entretien avec Guitton intitulé Dieu et la science. Le procès qui s'ensuit les lave largement de ces accusations9.
Pratiquant la peinture depuis son enfance, il y est fortement conduit et encouragé par Édith Desternes, peintre aux résidences parisienne et charitaine, comme lui aux racines bourbonnaises très fortes (à Moulins et au Veurdre), et qui l'invite à exposer régulièrement ses œuvres à la Galerie Katia Granoff de Paris. Guitton a notamment peint un Chemin de croix pour l'église Saint-Louis-des-Invalides : pour chaque station, pour chaque arrêt en ce chemin, il a réalisé une « toile » – une icône – sur laquelle il a écrit une courte phrase que la peinture éclaire et qui révèle ce qu’il a peint. Jean Cocteau l'a aussi incité à décorer la chapelle des Prémontés à Rome, puisque saint Gilbert, patron du Bourbonnais, avait fondé un monastère relevant de l'ordre des Prémontrés près de Saint-Pourçain sur Sioule10.Jean Guitton est mort en 1999, à 97 ans. Marié sur le tard à Marie-Louise Bonnet (1901-1974), il n'avait pas d'enfants.
la Creuse en ballon
La rencontre a eu lieu dans la "chaumière" de Jean Guitton, dans la Creuse, et, au milieu des collines, la campagne était partout. Il les accueille à la descente de leur hélicoptère par: "Combien de temps vous a-t-il fallu pour arriver jusqu'ici?". Puis sans attendre la réponse: "vous savez, c'est le temps qui compte le plus. Avoir du temps est bien plus précieux qu'avoir de l'espace." Puis les frères Bogdanov lui ont fait prendre place à bord de leur Bell 2006 et ile survolèrent les champs de verdure.
Au retour, jean Guitton a simplement avec un sourire un peu nostalgique: "C'est déjà fini...! Vous savez, je n'aime pas les choses qui se terminent. Je n'aime que les commencements." puis il ajouta d'un air songeur: "Je vis dans le temps qui commence. Car il contient la promesse de tout ce qui va suivre.
Il soutint sa thèse en 1933 (au moment où Dali peignait son fameux tableau), sous le titre Le Temps et l'Eternité chez Plotin et Saint Augustin. Quelle en était l'idée directrice? Y avait-il un point commun entre cette thèse soutenue un demi siècle avant la rencontre de Guitton avec les Bogdanov les montre fondues de Dali et le livre "au commencement du temps"?
Ce jour là, guitton, encore occupé à chercher l'éternité dans l'instant, remontant dans la nuit du Moyen-Âge parlait de Guillaume d'Auvergne, puissant seigneur de l'Eglise, conseiller du roi saint Louis et évêque de Paris. Le prélat s'était demandé: "dans le temps qui a précédé le commencement du temps, quelque chose a-t-il existé?." Cette question tracassait et inquiétait Guitton: "Eh bien, à mon tour! Est-ce qu'il a existé un temps avant le temps? Un premier temps qui aurait précédé celui dans lequel nous vivons?" Mais, pensaient les Bogdanov en l'accompagnant dans sa rêverie, où chercher une réponse? Auprès de ses Maîtres en philosophie? Interrogé dès 1930, Bergson n'avait rien répondu. Guitton s'était ensuite tourné vers les scientifiques qu'il connaissait, en particulier Einstein, louis de Broglie, et enfin l'abbé Lemaître (l'un des quatre fondateurs avec la russe Alexander Friedmann), du modèle standard du Big Bang. Mais là encore, aucune réponse vraiment utilisable pour un philosophe.
temps imaginaire (hawking-Hartle)
Ce n'est qu'au début des années 1990, en réfléchissant à leurs futurs travaux de thèse, qu'est venue à l'idée aux Bogdanov autour de laquelle ils ont bâti leur modèle: le temps réel a peut-être commencé par du temps imaginaire. Ce terme au sens mystérieux s'applique à un temps qui n'est ni "fantasmatique" ni un effet de l'imagination. C'est un concept scientifique qui date de la fin du 19èmè siècle, sur la base des travaux de Henri Poincaré qui fera l'objet du chapitre suivant.
Un petit passage par Saint Augustin (et le temps).
Augustin reste connu comme auteur de la fameuse boutade « Qu’est-ce donc que le temps ? Si personne ne me le demande, je le sais; mais si on me le demande et que je veuille l’expliquer, je ne le sais plus » (Confessions). Également célèbre pour la citation suivante : “Ce qui autorise à penser que le temps est, c’est qu’il tend à n’être plus.”
Mais il cherche tout de même à défricher ce mystère. Il admet avec les philosophes que pour l’homme « Il y a trois temps, le présent du passé, le présent du futur et le présent du présent », mais se refuse à considérer que Dieu puisse être, comme l’homme, « prisonnier du temps », et en particulier impuissant à connaître l’avenir. Il estime que l’ensemble des instants de l’univers doit être, pour ce dernier, « omnia simul » : tout est présent à la fois, simultané, sans succession, éternel.
Le chapitre 11 des Confessions indique clairement que pour Augustin Dieu a tiré du néant de concert la matière comme le temps : comment en effet définir quoi que ce soit qui ressemble au temps en l'absence de matière ?
Il exprime la même idée dans De civita Dei, 11,6 : "Sans aucun doute possible, le monde a été fait avec le temps, non dans le temps".
En 1902, Poincaré publie La Science et l'Hypothèse. Même si ce livre est plus un ouvrage d'épistémologie que de physique, il appelle à ne pas considérer comme trop réels de nombreux artéfacts de la physique de son époque : le temps absolu, l'espace absolu, l'importance de l'éther. Einstein s'était particulièrement penché sur ce livre3, et les idées contenues font du livre un précurseur de la relativité restreinte.
On y trouve en particulier ce passage :
« Ainsi l'espace absolu, le temps absolu, la géométrie même ne sont pas des conditions qui s'imposent à la mécanique ; toutes ces choses ne préexistent pas plus à la mécanique que la langue française ne préexiste logiquement aux vérités que l'on exprime en français ».
En 1905, Poincaré pose les équations des transformations de Lorentz, et les présente à l'Académie des sciences de Paris le 5 juin 1905. Ces transformations vérifient l'invariance de Lorentz, achevant le travail d'Hendrik Antoon Lorentz lui-même (Lorentz était un correspondant de Poincaré). Ces transformations sont celles qui s'appliquent en relativité restreinte, et on emploie encore aujourd'hui les équations telles que les a écrites Poincaré. Mais pour expliquer l'origine physique de ces transformations, Poincaré a recours a des contractions physiques de l'espace et du temps, conservant en références un éther et un temps absolu. C'est Einstein qui s'emploie à montrer qu'on retrouve les mêmes transformations en partant simplement du principe de relativité, éliminant les notions de référentiels ou horloge absolu, et faisant des différences de longueur des effets de la perspective dans un espace-temps en quatre dimensions, et non des contractions réelles4.
Dans La Science et l'Hypothèse, Poincaré avait osé écrire (alors que Guitton avait alors tout juste un an): "quelqu'un qui y consacrerait son existence pourrait peut-être arriver à se représenter la quatrième dimension." C'était aussi le problème d'Einstein: visualiser de manière simple, géométriquement la quatrième dimension. Poincaré a été le premier à se poser la bonne question, apparemment banale, mais profonde: comment distinguer le temps de l'espace? Et il a été le premier à fournir la réponse: en représentant le temps comme une quatrième cordonnée d'espace imaginaire! Ce ne fut pas Einstein mais son professeur de mathématique Hermann Minkowski qui qui allait reprendre l'idée et franchir en 1908 l'étape décisive, représenter l'Univers comme une continuum à quatre dimensions liées entre elles par la constante de structure de l'espace-temps qu'est la vitesse de la lumière. La notion de temps d'imaginaire, proprement scientifique est apparue en physique vers la fin des années 50. Il s'agit d'une deuxième forme de temps, différente du temps réel dans lequel nous vivons. La différence, c'est qu'on ne la mesure pas avec des nombres réels, mais avec des nombres imaginaires, nombres étranges ainsi baptisés au VIIè siècle par Descartes et dont le carré est toujours négatif.
Hawking incarne le temps imaginaire. Peut-être le temps dans lequel il vit n'est plus tout à fait le même que le nôtre (il vit muet et paralysé de la tête aux pieds depuis des dizaines d'années). L'auditorium était comble, Gabriele Véneziano se tenait sur l'estrade, à sa droite. Gabriele Veneziano, né à Florence le 7septembre1942, est un physicien italien, considéré comme étant le « père » de la théorie des cordes. Un silence presque parfait, inspiré par la voix artificielle régnait dans la pièce.
Au moment des questions, les frères lui demandèrent si le temps imaginaire pouvait être considéré comme une forme fondamentale du temps. La réponse ne fut pas immédiate et la voix électronique qui permettait au savant de communiquer crépita dans la salle: "Oui c'est cela."
6) Epilogue de l'article.
effet tunnel multicolore
"Le temps imaginaire pourrait être comparé à un temps sans durée, un temps "gelé", où tous les instants seraient en quelque sorte superposés, "enroulés" les uns sur les autres."
La bobine d'un film donne une idée de ce que représente le temps imaginaire: la pellicule enroulée sur elle-même contient toutes les images du film, toute son "histoire." Or, l'histoire est bien située "dans l'espace", celui de la pellicule enroulée. Tant que la pellicule est dans sa boîte, le film n'est pas dans le temps réel. Son "scénario" est bien là, mais il ne s'inscrit pas dans la durée: il est dans le temps imaginaire. En revanche, dès lors que la pellicule est placée dans la lumière d'un projecteur, image après image, le film entre dans le temps réel pour s'y dérouler. Son "histoire" est projetée dans la durée, créant à la fois le souvenir du passé et l'attente de l'avenir.
La physique fait souvent appel au "temps imaginaire" pour expliquer certains phénomènes mystérieux, comme l'effet tunnel (ou www.conspirovniscience.com/quantique/effetTUNNEL.php au cours desquels des particules semblent "sauter" instantanément d'un point à un autre, sans que ce bond s'inscrive dans le temps réel. Il n'est pas étonnant que ce temps apparaisse plus qu'un artifice de calcul. Le théoricien Anthony Zee, élève du physicien mathématicien Edward Witten (médaille Fields) a confié dans son dernier ouvrage: "Certains physiciens, moi y compris, sentons qu'il pourrait y avoir là quelque chose de profond, quelque chose que nous n'avons pas vraiment compris."
l'instant zéro.
Pour les frère Bogdanov, le temps imaginaire renferme une sorte de secret, quelque chose de mystérieux qui pourrait donner une idée même lointaine de ce qui se tient à l'origine de l'univers. Le théoricien Luboš_Motl a soutenu un point de vue similaire dans son dernier ouvrage: "le temps imaginaire cache certains des secrets les plus précieux concernant la naissance de l'Univers." Et ce plus précieux touche-t-il à l'existence de l'instant initial, l'instant zéro? S'agit-t-il d'un "instant imaginaire" que Saint augustin aurait pu décrire, à sa façon, comme une éternité réelle?
"Parler du commencement du temps, c'est aussi se demander si l'univers a un sens, c'est, de la matière à l'esprit, mettre en scène finalement Dieu ou le néant." C'est peut-être la raison pour laquelle cette pensée de Stephen Hawking a eu un si profond retentissement: "Si nous découvrons une théorie complète, elle devrait un jour être compréhensible dans ses grandes lignes par tout le monde et non par une poignée de scientifiques. Alors nous tous, philosophes, scientifiques et même gens de la rue, serons capable de prendre part à la discussion sur la question de savoir pourquoi l'Univers et nous existons. Si nous trouvons la réponse à cette question, ce sera le triomphe ultime de la raison humaine - à ce moment, nous connaîtrons la pensée de Dieu." (S. HawkingUne brève histoire du temps).
Cet article, assez technique, me permet de consulter rapidement internet sur le sujet big bang et le commencement du temps, de retrouver les scientifiques et philosophes concernés. Il est une base de réflexion pour les commentaires, les analyses, et peut être considéré comme un embryon de forum. C'est "ma lecture" du livre des frères Bogdanov.
Voir aussi à la fin de cet article les blogs trouvés en faisant des recherches sur internet ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Le visage de Dieu: le titre de ce livre est tiré d'une expression prononcée par l'astrophysicien américain George Fitzgerald Smoot en 1992 lors de l'annonce des résultats de l'instrument DMR du satellite COBE. Cet instrument avait pour objectif de déceler les infimes variations de température du fond diffus cosmologique. Le fond diffus cosmologique peut être vu comme l'écho lumineux du Big Bang, qui a depuis était dilué et refroidi par l'expansion de l'univers. C'est ainsi un rayonnement très froid qui témoigne aujourd'hui de l'époque incroyablement dense et chaude qu'a connue l'Univers par le passé.
Ce fond diffus est le rayonnement le plus lointain nous parvenant aujourd'hui, et il est aussi l'image la plus ancienne de l'univers. La carte dressée par l'instrument DMR nous offre ainsi une photo d'un « bébé univers », tel qu'il était 380 000 ans après le Big Bang. En supposant que le Big Bang représente, sinon la création, au moins l'époque d'où est issu l'Univers tel que nous le connaissons, si l'on rapporte par une simple règle de trois cette époque comparée à l'âge actuel de l'Univers, environ 13,7 milliards d'années, c'est un peu comme si l'on comparait la photo d'un embryon d'un jour à celle d'un vieillard de 100 ans : c'est effectivement la genèse de notre Univers que l'on voit par l'intermédiaire du fond diffus
II Article en lui-même: Au commencement du temps 2) En voiture vers l'origine (le graal de la physique)
Le Pari de Stephen Hawking
"Le célèbre physicien britannique Stephen Hawking est prêt à relever le défi.
Il parie 100 dollars que le tout dernier accélérateur de particules, appelé aussi "Grand collisionneur de Hadrons" (LHC) ne trouvera pas ce qui est pour les scientifiques le Graal de la physique quantique : le boson de Higgs.
1) Le Graal de la physique - décollage vers l'Origine.
Quelle est cette histoire du commencement des choses, du commencement du temps, le premier instant de l'univers? Cette quête s'inscrit dans l'interrogation philosophique qui a animé l'homme depuis (depuis toujours?) et qui a abouti à la philosophie, puis à la science. Sans doute revenons nous au poins de départ pour peut-être aboutir à une révélation?
Réponse de Kant: Dans sa Logique, Kant circonscrit le domaine de la philosophie à partir de quatre questions. 1- Que puis-je savoir? 2- Que dois-je faire? 3- Que m’est-il permis d’espérer? 4- Qu’est-ce que l’homme? A la première, poursuit Kant, répond la métaphysique, à la seconde la morale, à la troisième la religion, à la quatrième l’anthropologie. Mais, au fond, on pourrait tout ramener
à l’anthropologie, puisque les trois premières questions se rapportent à la dernière.”
Avis des frères Bogdanov:
"l'application de nouveaux instruments mathématiques à l'univers avant le big bang a débouché sur une nouvelle façon de faire face à la question de l'origine: avant l'apparition du temps et de l'espace tels que nous les connaissons, sans doute y avait-il quelque chose plutôt que rien (référence à Leibniz). Une information de nature mathématique qui "oriente" peut-être l'évolution de l'univers...te nous permettre de mieux comprendre pourquoi nous sommes "ici", dans un univers si grand -en apparence trop grand pour nous', et ce que nous avons à y faire". Dans notre vie quotidienne, nous passons en fait bien peu de temps à nous interroger et nous émerveiller sur le mystère des choses. Au bout du labyrinthe des questionnements, pour la première fois peut-être, des réponses commencent à émerger et certaines expériences scientifiques ont pour but d'éclairer l'inconnu, de préciser les intuitions, de confirmer les théories (par exemple le LHC au CERN, le satellite Planck dont le l'objectif est de nous donner une meilleure représentation de l'univers une fraction de seconde après le big bang). En effet, la première question qui se pose concerne sans doute le temps: existe-t-il depuis toujours et à jamais? Peut-on concevoir l'existence d'un instant zéro? D'un commencement? Une première partie de la réponse nous a été fournie à travers la théorie du big bang. Ce mot a été prononcé pour la première fois le 28 mars 1949 par Sir Fred Hoyle, astronome à l'université de Cambridge. Adversaire obstiné du big-bang, il était confronté à Georges Gamow, élève de Alexander Friedmann, le fondateur aujourd'hui mythique du big bang. Hoyle le terme big bang dans le seul but de ridiculiser la théorie "folle".
le LHC à Genève.
2) Et voilà Einstein et Cie!
L'idée du big bang ne s'est pas imposée facilement, elle impliquait que le temps avait commencé d'un seul coup, brutalement. Il faut remonter à Einstein et à la fin des années 1910 pour comprendre la résistance à cette idée. Une anecdote concernant la vie d'Einstein, évoquée par les frère Bogdanov dans leur livre est révélatrice de son esprit d'invention. "En Bavière, Hermann, le père du jeune Albert, électricien autodidacte, a fondé en 1880 avec son frère (oncle Jakob, que le petit Albert aimait beaucoup), la société commerciale Einstein et Cie. Les Bavarois ont-ils des problèmes avec leurs postes de radio? des ennuis avec leurs circuits électriques? Pas d'affolement: Einstein et Cie s'occupe de tout! Sans doute cet environnement peu commun, bourré de bobinages et d'appareils électriques en tout genre, constitue-t-il l'une des sources de l'engagement d'Einstein sur les voies de la physique? Un jour, alors qu'il avait tout juste quatre ans, il découvrit grâce à son père une boussole magnétique. Il resta des heures devant l'objet, littéralement fasciné, comme en préparation lointaine de ses fameux articles de 1905 sur l'électromagnétisme...C'est probablement aussi sans doute de cet antécédent familial qu'Einstein a tiré son penchant pour des activités d'inventeur quasi-clandestines: il a déposé de nombreux brevets et, entre autres choses plus ou moins insolites, a mis au point plusieurs types de réfrigérateurs, notamment le fameux "réfrigérateur Einstein", en 1926." (on peut encore l'écouter expliquant lui-même les fondements de la relativité sur un des rares enregistrements encore disponibles datant de 1948. http://www.aip.org/history/einstein.).
En 1921, Einstein obtenait le prix Nobel (non pour la relativité, mais pour l'explication de l'effet photoélectrique). La science est dorénavant dominée par la toute-puissante "théorie de la relativité." Comme beaucoup, il est hostile à cette idée saugrenue d'un "commencement de l'univers" parce qu'alors, inéluctablement, le cosmos doit avoir une fin. Cette perspective lui faisait littéralement horreur. Les galaxies pouvaient être en mouvement; l'Univers dans son ensemble était immobile, immuable, il n'avait ni commencement ni fin.
Pourtant, en 1922, Alexander Friedmann, jeune mathématicien et météorologue russe alors totalement inconnu, va bouleverser dette vision. Il a passé plusieurs années de guerre comme ingénieur en balistique et aurait (a-t-on raconté), survolé en 1916 les tranchées où se terrait un artilleur allemand, qui allait mourir quelques semaines plus tard sur le front russe, Karl Schwarzschild, dont les travaux pionniers sur les trous noirs allaient susciter l'admiration d'Einstein et aussi celle de Friedmann. Un beau jour, presque par hasard, Friedmann tombe sur un article qui va faire basculer sa vie: les équations du champ de la relativité. Il est ébloui par la beauté des équations et presque incrédule face à l'immense portée de ce qu'il vient de découvrir. Mais très vite, il s'aperçoit que quelque chose ne va pas, comme si ces équations étaient "forcées", comme si Einstein avait voulu leur faire dire ce qu'elles ne pouvaient pas prédire. Après s'être plongé jour et nuit pendant des mois dans les calculs, il finit par extraire une nouvelle solution des équations d'Einstein qui plongea ses collègues dans l'embarras: Elle dit le contraire de ce qu'énonce Einstein. Sans se décourager, en juin 1922, Friedmann envoie un article à la revue allemande Zeitschrift für Physik et en 1923, il publie un livre L'Univers comme espace et temps dansEssais de Cosmologie (livre de Friedmann et Lemaître). Et c'est le choc pour les rares lecteurs. On y lisait que: "en des temps reculés, des milliards d'années dans le passé, l'Univers avait probablement connu un début, une époque où il était contracté "en un point" (de volume nul), puis à partir de ce point il avait augmenté de rayon." Très irrité par l'article de 1922, Einstein le jettera au panier sans répondre au courrier que lui avait envoyé Friedmann. Ce n'est qu'au mois de mai 1923 que sur l'insistance de ses collègues, pour lesquels l'issue ne faisait aucun doute, qu'Einstein finira par adresser une lettre à Zeitschrift für Physik: "j'ai fait une erreur, de calcul dans mes critiques. Je considère à présent que les résultats de Friedmann sont corrects et apportent un nouvel éclairage".
Mais la plupart des savants demeurent persuadés dans ces années 1920 que l'Univers est fixe. Dans ce climat de scepticisme général, l'épisode suivant se déroule avec un jeune chanoine, ignorant les travaux de Friedmann et qui propose à son tour une nouvelle solution des équations d'Einstein. En 1927, Georges Henri Lemaître publie dans un journal belge une conclusion sans appel: "l'Univers n'a aucune autre possibilité que de grandir à chaque instant, c'est à dire d'être en expansion. Einstein, "plutôt affable et tolérant", le rabroue pourtant: "Vos calculs sot corrects mais votre physique est abominable." Cela ne décourage pas Lemaître qui publie en 1931 ses idées dans la revue nature, déjà très réputée à l'époque: "nous pouvons concevoir que l'espace a commencé avec l'atome primitif et que le commencement de l'espace a marqué le commencement du temps". Le commencement du temps? C'est encore plus difficile à admettre que l'idée d'expansion. Comment un chanoine ne pouvait pas être influencé par le dogme de la création? En effet, Lemaître écrit: "l'évolution du monde peut être comparée à un feu d'artifice qui vient de se terminer. Quelques mèches rouges, cendres et fumées. Debout sur une escarbille mieux refroidie, nous voyons s'éteindre doucement les soleils et cherchons à reconstituer l'éclat disparu de la formation des mondes."La théorie du big bang était née. Le pape Pie XII lance en 1951 son célèbre fiat lux: "Il semble en vérité que la science d'aujourd'hui, remontant d'un trait des millions de siècles, ait réussi à se faire témoin de ce fiat lux initial, de cet instant où surgit du néant avec la matière un océan de lumière et de radiations, tandis que les particules des éléments chimiques se séparaient et s'assemblaient en millions de galaxies."
Que sait-on aujourd'hui de cet atome primitif? On peut dire peu de choses pour ne pas dire presque rien sur le pourquoi de ce feu primitif né il y a plus de 13 milliards d'années dans une "explosion" d'une énergie colossale déferlant à la vitesse de la lumière dans le néant, en une infime fraction de seconde. L'Univers observable, qui pèse alors 20 microgrammes est tellement comprimé que son volume est des milliards de milliards de fois plus petit qu'une particule élémentaire. De quoi est-il fait? Nul ne le sait vraiment. Dans la théorie des cordes (ou théorie des cordes), on parle de cordes vibrant dans un espace à 11 dimensions, d'autres de membranes ou de branes (ou brane, ou brane) et d'autres de phénomènes dont l'étrangeté dépasse tout ce que nous pouvons imaginer. La seule chose, incompréhensible qu'on puisse dire, c'est que ce mystérieux objet primordial "semblait déjà contenir", sous une forme indéchiffrable, les propriété qui lui permettraient d'engendrer, dans un avenir insondable, nous-mêmes, nos parents, notre environnement avec la terre, les étoiles et les galaxies par centaines de milliards.
Ce que nous en savons se traduit dans les théories du "pré-Bing Bang", comme celle des frères Bogdanov, par l'espace, la matière et le temps qui ont émergé à l'instant même du Big Bang, au temps de Planck (10-43 secondes). C'est à cet instant que commence le temps réel, celui de nos montres et nos horloges. Mais avant? Y avait-il quelque chose, un temps "différent" et qui aurait, en certain sens peut-être "codé" l'évolution de l'Univers? Une façon différente de voir le pré-big bang émane de Xavier Sallantin dans son livre "le monde n'est pas malade, il enfante" et son blog où il évoque le génome de l'univers.
Pour les frères Bogdanov, l'espoir, c'est qu'en appliquant les nouveaux instruments algébriques que sont les groupes quantiques, on puisse mieux comprendre l'Univers à cet instant là. Pourtant, l'un des meilleurs spécialistes de expert des groupes quantiques, Sahn Majid("quantum spacetime and physical reality") se montre pessimiste: "Lorsque l'Univers ne mesure que 10-33 cm, notre capacité théorique de compréhension s'effondre et par conséquent la physique théorique est incapable de répondre à la question de la création".
Après Einstein, en passant par Friedmann, nous faisons un arrêt à Motl, jeune physicien de Harvard qui, en 2008, a consacré un ouvrage à l'origine de l'Univers où il évoque diverses hypothèses concernant l'Univers avant le big bang, dont celle des frères Bogdanov. Il écrit: "La singularité initiale renvoie à un "point" mystérieux et unique, issu d'un lieu totalement inconnu où toutes les lois de la physique s'effondrent et " Une anecdote à propos de livre des Bogdanov: il écrit "en substance" connectez vous à internet, cherchez l'expression "initial singularity". On constate que le nombre indexées dépasse le deux millions. Et, chose étonnante, la première renvoie à un article des frères Bogdanov.Il a été publié en 2001, dans les pages d'un journal scientifique, plutôt prestigieux, sous le titre "Typological Field Theory of the Initial Singularity of Spacetime".De manière assez surprenante, cet article est depuis des années, le champion sur Google de tous les articles qui contiennent l'expression "singularité initiale."
Pour la majorité des physiciens, l'approche de la singularité initiale est ce lieu unique de l'Univers où tous les "marqueurs" de notre réalité (température, force de gravitation, densité...) deviennent infinis. Ce n'est pas l'avis des frères Bogdanov, essentiellement parce que les infinis ne peuvent pas faire partie d'une théorie physique (je me pose la question: est-ce décidable?). Pour eux, la singularité initiale n'est pas un phénomène physique qui existerait dans le temps réel, mais une sorte d'être mathématique. Dans ce cas, elle n'est pas dotée d'énergie, énergie qui serait infinie, mais de tout autre chose. Et c'est dans cet "autre chose" que se situe le secret du commencement du temps....?
5) Vers l'information.
Ordinateur quantique: le microprocesseur.
a) Depuis 1999, des scientifiques d'un nouveau genre sont apparus, révolutionnaires dans leurs méthodes et dans leurs buts: Seth Lloy, l'un des pères des ordinateurs quantiques, David Deutsch, l'inventeur du courant "it from qubit", Sephen Wolfram, le concepteur de Mathematica et promoteur du "programme Univers"...
*DavidDeutsch souscrit à l'interprétation des multivers en matière de mécanique quantique à la suite du physicien Hugh Everett. Selon lui ces multivers seraient l'une des 4 composantes de l'étoffe de la réalité. Il est l'auteur du livre L'étoffe de la réalité (The fabric of reality), caractérisé par un certain sens de la formule.
*programme Univers: Can we simplify the universe into a single computer program? That is the question physicist, programmer, businessman, and all-around Renaissance man Stephen Wolfram has dedicated his career tosolving. "We look at the universe. We look at physics. We look at nature. The question is, is there ultimately some simple rule that determines everything that happens in our universe? Is there some ultimate theory of physics that will allow to sort of hold in our hand some specification of everything about our universe and everything about the history of our universe?"
b) Si cette nouvelle scienceparaît chimérique, ses fondations sont très solides, autant que ses promoteurs.Sa source profonde remonte au au 19ème siècle avec l'Êcossais James Clerk Maxwell; du King's College, Ludwig Boltzmann, de l'université de Vienne, Josiah Wilbard Gibbs, de l'université Yale (le découvreur de l'état Gibbs). Ils ont découvert la "mécanique statistique' ou (physique statistique). Celle-ci n'est utilisable et compréhensible qu'en temps imaginaire, (le-temps-une-4eme-dimension-imaginaire?) . Entre 1960 et 1900, ils ont été les premiers à montrer que le concept d'information pourrait bien constituer le "fonds ultime de l'Univers en opérant entre un rapprochement entre le concept plutôt vague d'information, et celui, rigoureux, d'entropie. En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état introduite en 18651 par Rudolf Clausius dans le cadre du deuxième principe de la thermodynamique, d'après les travaux de Sadi Carnot2. Clausius a montré que le rapport Q / T (où Q est la quantité de chaleur échangée par un système à la température T) correspond, en thermodynamique classique, à la variation d'une fonction d’état qu'il a appelée entropie, S et dont l'unité est le joule par kelvin (J/K). La thermodynamique statistique a ensuite fourni un nouvel éclairage à cette grandeur physique abstraite : elle peut être interprétée comme la mesure du degré de désordre d'un système au niveau microscopique. Plus l'entropie du système est élevée, moins ses éléments sont ordonnés, liés entre eux, capables de produire des effets mécaniques, et plus grande est la part de l'énergieinutilisable pour l'obtention d'un travail ; c'est-à-dire libérée de façon incohérente. Ludwig Boltzmann a exprimé l'entropie statistique en fonction du nombre Ω d’états microscopiques, ou nombre de configurations (ou nombre de complexions), définissant l’état d'équilibre d'un système donné au niveau macroscopique : c'est la formule de Boltzmann.
On sait aujourd'hui que l'entropie d'un système correspond au nombre de bits d'information encodés dans les composants élémentaires, les particules de ce système. Mais qu'est ce qu'un "bit d'information"? Pour un ordinateur, quand on cherche un modèle performant, on s'interroge sur sur la capacité de sa mémoire, c'est à dire combien de bits elle peut stocker. On peut dire qu'un système comporte un bit d'information s'il possède deux états possibles, 0 et 1 Chaque molécule d'air comporte ainsi environ 40 bits d'information.
c) Alors, qu'est que le "It from bit"? (ce qui découle de l'information)
Un siècle plus tard, après ces pionniers du 19ème siècle, un des premiers qui ira plus loin dans ce domaine inconnu est Jonh Wheeler. On lui doit de nombreux travaux en physique théorique, notamment en fission nucléaire, dont il fut le premier à mettre au point le modèle, en collaboration avec Niels Bohr en 1939, qui leur valurent la Médaille Franklin en 1969.
Faisant partie des derniers collaborateurs d'Einstein, Wheeler essaya de terminer le projet de théorie unifiée de ce dernier. La géométrodynamique fut fondée dans ce but, explorant la piste selon laquelle tous les phénomènes physiques, telle la gravitation ou l'électromagnétisme, pourraient se réduire aux propriétés géométriques d'espaces-temps courbés. Sa théorie ne parvenant pas, entre autres, à expliquer l'existence des fermions ou des singularités de la gravitation, Wheeler l'abandonna dans les années 1970.On lui doit de nombreux travaux en physique théorique, notamment en fission nucléaire, dont il fut le premier à mettre au point le modèle, en collaboration avec Niels Bohr en 1939, qui leur valurent la Médaille Franklin en 1969.
Avec le physicien allemand Carl Friedrich Won Weizsäcker, puis Rolf Landauer, théoricien d'IBM, Jonh Wheeler annoncé la naissance d'une nouvelle discipline la "physique numérique" dont le contenu est résumé par sa célèbre formule: "it from bit". "It from bit "symbolise l'idée que chaque élément du monde physique, au niveau le plus profond, a une source et une explication immatérielle"..."Chaque chose existante - chaque particule, chaque champ de force, jusqu'au continuum d'espace-temps lui-même - tire entièrement sa fonction, sa signification, son existence même de choix binaires, de bits. Ce que nous appelons le réalité provient, en dernière analyse , du fait de poser des questions de type oui/non".
Aujourd'hui, de grands noms de la physique, comme le prix Nobel Gérard't Hooft, un de ceux qui ont compté pour la préparation de la thèse des Bogdanov, développent des idées nouvelles autour de ce thème de "physique numérique". Gérard't Hooftest co-lauréat avec Martinus Veltman du prix Nobel de physique de 1999 « pour l'élucidation de la structure quantique des interactions électrofaibles en physique1 ». Il a notamment développé un modèle mathématique qui a permis aux scientifiques de prédire les propriétés des particules subatomiques qui constituent l'univers et des forces fondamentales à travers lesquelles elles interagissent. Il a introduit la notion d'instanton dans les années 1970.
Même si toutes hypothèses semblent inspirées par l'imagination sans limite de quelque auteur de science-fiction, elles ont le mérite de susciter des questions fondamentales qui renouvellent de fond en comble notre manière de penser les phénomènes, le temps et son commencement, et plus globalement le destin de l'Univers tout entier.
6) Le calcul de l'Univers?
Trente ans plus tard, ce qui n'était qu'une idée vague est devenue réalité avec la mise au point des ordinateurs quantiques. Pour Seth Loyd, qui se veut optimiste, ("les ordinateurs quantiques que nous avons construit, mes collègues et moi-même atteignent déjà ce stade: chaque atome enregistre un bit d'information"). Mais, pour lui, c'est l'Univers entier qui doit être vu comme un gigantesque ordinateur. Il semble "calculer" à chaque instant la réalité dans laquelle nous vivons: La chaise sur laquelle je suis assis serait calculée - et recalculée - d'une seconde à l'autre. "Et heureusement!" ajoute-t-il, car si ce calcul perpétuel s'interrompait, ne serait-ce qu'un instant, la chaise s'éparpillerait en une poussière d'atomes ("Computational Capacity of the Universe").
7) Lloyd et le théorème du singe.
En 1860, juste après la parution de l'ouvrage de Darwin,De L'origine des espèces,une violente querelle a opposé le biologiste et philosophe Thomas Huxley à l'évêque et mathématicien Samuel Wilberforce. Ce dernier avait apostrophé publiquement Huxley en lui demandant s'il descendait du singe par son père ou par sa mère! Furieux, Huxley lui avait répondu: "Je préfère être le descendant d'un misérable singe que celui d'un grand homme qui met ses dons intellectuels considérables au service du mensonge". Thomas Huxley était un ami proche de Darwin et il défendait l'idée (reprise plus tard vers1907) par le mathématicien français Emile Borel selon laquelle l'évolution de la vie et, plus généralement celle de l'univers, était entièrement gouvernée par le hasard. Expert en calcul des probabilités, il avait proposé, afin d'illustrer le rôle plein du hasard, l'amusant paradoxe des singes savants: Un groupe de singes, en tapant au hasard sur une machine à écrire, finirait par écrire tous les livres de la Bibliothèque Nationale de France (pourvu qu'ils aient assez de temps devant eux).
Dans techno-sciences.net, on trouve: Le paradoxe du singe savant est un théorème qui affirme qu’un singe qui tape au hasard sur le clavier d’une machine à écrire pourra presque sûrement écrire tous les livres de la Bibliothèque nationale de France. Dans l’adaptation du théorème en langue anglaise, le singe pourra presque sûrement dactylographier tous les travaux réunis de William Shakespeare.
Le résultat fut présenté par Émile Borel en 1909 dans son livre de probabilités. Ces " singes " ne sont pas des singes réels, et ne se comportent pas comme de vrais singes ; ils sont plutôt une métaphore vivante pour une machine abstraite à produire des lettres dans un ordre aléatoire, par exemple un ordinateur et/ou un générateur aléatoire connecté(s) à une imprimante.
Il a été démontré depuis, que cette proposition était fausse. A moins de disposer d'un temps infini, les singes ne produisent que des suites de lettres sans signification. Mais, la situation se présente différemment si les singes, au lieu de taper sur une simple machine à écrire, utilisent un ordinateur: Dans ce cas, comme l'énonce Seth Lloyd,"des singes tapant au hasard sur un ordinateur, ont une probabilité raisonnable de produire n'importe quelle forme calculable d'ordre qui puisse exister". Il est alors possible d'appliquer cette explication à l'origine de la complexité dans l'Univers. Il suffit pour cela de considérer que l'ordinateur n'est autre que l'Univers lui-même! Quand aux singes, remplaçons les par les lois de la mécanique quantique. Et Lloyd conclut: "Chaque particule élémentaire, chaque photon, chaque électron enregistre un certain nombre de bits d'information. Et à chaque fois que deux particules élémentaires entrent en collision, elle échangent des bits. L'Univers calcule." Ainsi, selon Lloyd, bien avant d'être enrichi par l'information crée par l'homme, l'Univers était déjà, (dès l'origine) un fantastique système d'informations entrelacées tressées les unes aux autres au sein de notre réalité".
8) L'Univers binaire.
Dans cette perspective "numérique" de la réalité, tous les objets qui nous entourent, notre chien, notre voiture, tous nos amis, leur culture, la vie qu'ils mènent... se réduisent en fin de compte à des "bits" d'information, des suites plus ou moins longues de 0 et de 1. Stephen Wolfran, théoricien surdoué, va plus loin avec son fameux programme de calcul algébrique Mathématica (Il obtint sa thèse de doctorat en physique des particules à l'âge de 20 ans). Il a lancé "Wolfran Alpha", un moteur de recherche révolutionnaire fondé sur le langage naturel et doté d'une véritable intelligence artificielle, innovation qui pourrait devenir aussi importante que Google. Selon Wolfan, l'Univers est par essence numérique et se réduit à ensemble de lois fondamentales. Ces lois reposent sur ce qu'il appelle une "science d'un nouveau type": elles pourraient être entièrement décrites par des programmes simples apparentés aux "automates cellulaires" (sur lesquels il a travaillé avec Richard Feymann). Cette idée avait déjà été abordée dans le passé par Jonh Von Neumann, mais Wolfran va beaucoup plus loin en affirmant que de tels systèmes représentent un exemple de ce qui se passe au fondement même de la réalité.
9) Une information au fond des trous noirs.
(vidéo vu chez le Dr Goulu)
Une étape, plus importante encore, vient renforcer cette convergence entre physique et théorie de l'information. Depuis quelques années est apparue en physique une idée troublante (si forte qu'elle a provoqué un revirement de Sephen Hawking) entre les trous noirs et la notion d'information. Jusqu'à une date très récente, on pensait qu'un objet tombe dans un trou noir il serait englouti, entièrement détruit jusqu'à la dernière particule et... tout bonnement effacé de l'Univers. On pense maintenant que "quelque chose " survit à l'engloutissement. Ce "quelque chose serait l'information caractérisant l'objet disparu (sa forme; sa couleur, ses composantes innombrables...), qui survit à la catastrophe. Selon les physiciens, elle pourrait même être entièrement restituée par le trou noir après son évaporation. En 2004, Hawking a publié un article dans Physical Rewiew dans lequel il reconnaît avoir perdu son pari engagé des dizaines d'années auparavant (jusqu'en 2004, il avait défendu l'idée selon laquelle l'information d'un objet était irrémédiablement perdue dans le trou noir).
Dès lors, si nous acceptons l'idée que l'Univers a commencé sous la forme d'un point, une singularité initiale dont l'échelle était nulle, n'est-il pas tentant d'établir une relation entre la singularité initiale de l'Univers et la singularité finale (big crunch) des trous noirs? ne peut-on pas comparer ces deux phénomènes dont les propriétés semblent identiques? Si on admet avec Hawking que la singularité du trou noir conserve une information n'est-il pas plausible de considérer l'existence d'une information primordiale, une information conservée au voisinage de la singularité initiale de l'univers (C'est le questionnement des frères Bogdanov. Sans être expert il me semble que ce questionnement ne doit pas être rejeté à priori comme illégitime ou absurde. J'aimerais s'il est contredit, en voir l'argumentation).
Continuons donc cette approche avec les deux frères. En 1991, étudiants à l'université de Bordeaux, ils ont publié les fondements de leur modèle: d'une part, l'émergence dune cinquième dimension de temps imaginaire à l'échelle de Planck, d'autre part, l'existence d'une sphère à 3 dimensions comme bord de notre espace-temps. Cette sphère, également bord de l'espace dit "euclidien", dont la quatrième dimension est imaginaire, concentre toutes les données, c'est à dire les informations, caractérisant les deux espaces (en premier lieu l'espace-temps, dont elle est le bord). Cette proposition était alors très spéculative.
Mais en 1998, sous l'impulsion du futur Prix Nobel Gérard's Hooft, une nouvelle théorie intéressa de plus en plus de chercheurs: "le principe holographique" (ou voirforums.futura-science (principe-holographique) ou jean zin.-la-theorie-holographique-de-la-gravitation . Cette approche permet d'envisager l'idée apparemment inaccessible à la physique d'un "code à l'origine" et l'existence possible d'une cinquième dimension. Ce nouveau principe énonce que Toutes les informations de l'espace-temps, toutes, pourraient être lisible sur le bord à trois dimensions de notre univers. C'est en effet fascinant d'imaginer que l'information initiale pourrait être recueillie à chaque instant au bord de notre espace-temps, dans l'espace à trois dimensions dans lequel nous vivons. On peut en avoir une idée à travers un exemple simple: de même que l'image visible à la surface d'un écran de télévision n'est que la projection d'une réalité dont la source est ailleurs, le bord de notre espace-temps pourrait recueillir des informations dont la source serait située à l'origine.
Le principe holographique en physique est une conjecture spéculative dans le cadre de la théorie de la gravité quantique, proposée par Gerard 't Hooft puis améliorée et promue par Leonard Susskind. Cette conjecture propose que toute l'information contenue dans un volume d'espace peut être décrite par une théorie qui se situe sur les bords de cette région. Par exemple, une pièce donnée d'une maison et tous les événements qu'elle contient pourraient être modélisés complètement par une théorie qui prendrait en compte uniquement ce qui se passe au niveau des murs de cette maison. Le principe holographique dit aussi qu'il y a au plus un degré de liberté (ou une constante de Boltzmann k, unité d'entropie maximale) pour chaque ensemble de quatre aires de Planck, ce qui peut être écrit comme une limite de Bekenstein : , où S est l'entropie et A l'aire considérée.
jean zin(qui est Jean Zin?: (wikipedia) dans son article la théorie holographique de la gravitation en donne une explication très intéressante. "L'hypothèse d'un monde quantique réduit à 2 dimensions spatiales (comme la surface d'une feuille) n'est pas vraiment nouvelle, proposée par le prix Nobel Gerard 't Hooft depuis 1974 sous le nom de "principe holographique" :
"De même qu'un hologramme peut reproduire une image tridimensionnelle à partir d'un film bidimensionnel spécial, tous les événements physiques que nous rencontrons pourraient n'être correctement encodés que par des équations définies dans un monde de plus basse dimension" (L'univers élégant, Brian Greene, Laffont, 2000, p446). "Le principe holographique ne signifie pas que chaque partie contient le tout comme dans un véritable hologramme, et comme d'autres spéculations théoriques peu rigoureuses le prétendent, mais qu'il y a une dimension en moins".
Mais un paradoxe se dessine: Si le second principe de la thermodynamique s'applique à l'Univers entier, cela veut dire que l'entropie (le désordre), augmente à mesure que le temps passe. Et puisque l'information est l'inverse de l'entropie,la flèche du temps implique que l'information globale de l'univers diminue avec le temps. Mais alors, comment lier cette "diminution de l'information" avec l'augmentation locale de l'ordre (la formation des planètes, l'apparition et l'évolution de la vie...). Comment résoudre ce paradoxe gênant?
En introduisant une distinction entre les deux types d'information situés..."aux deux bouts de l'Univers": l'une est à l'origine, l'autre, à la fin. Virtuellement infinie à l'instant zéro, cette information initiale "vit" dans le temps imaginaire. C'est elle qui dans le modèle de type pré-Big Bang des Bogdanov, "code" l'Univers avant le Big bang. On peut prendre l'image l'information génétique qui "code" un organisme vivant avant sa naissance. Or, à "l'autre bout" de cette information initiale plongée dans le temps imaginaire, il y a une deuxième forme d'information qui, au contraire "vit" dans le temps réel. Elle correspond à l'information finale, à ce qu'on appelle habituellement "la complexité". Cette dernière est naturellement faible au moment du Big Bang(un bit seulement selon Seth Lloyd), et ne cesse d'augmenter pour atteindre aujourd'hui (selon seth Lloyd et d'autres), 10120 bits environ. On peut donc dès lors comprendre toute l'histoire de l'Univers comme une transformation de l'information initiale en information finale. On peut reprendre l'exemple d'un DVD dans lequel est inscrite "toute l'histoire" du film. Il suffit de mettre le disque en lecture pour que l'information qu'il contient soit progressivement délivrée dans le temps réel. A la fin du film, le spectateur "connaît" le scénario. Il aura acquis l'information initiale (devenue pour lui information finale). Ainsi, tout se passe un peu comme si l'Univers était en train d'acquérir, au fil des milliards d'années, de plus en plus d'information. Le cosmos semble donc contraint à recomposer, au cours d'une histoire immensément longue, l'information initiale d'avant le Big Bang.
Le temps imaginaire dont il est question n'est ni une convention abstraite, ni une commodité de langage, il s'agit d'une réalité sur la quelle repose des phénomènes physiques déconcertants.
11) Les moteurs mathématiques.
Ces questions apparaissent à l'horizon de certaines théories physiques et dans la pensée contemporaine. le chercheur autrichien, Herwin Schrödinger, Prix Nobel de physique, père de la célèbre "équation de Schrödinger" en mécanique quantique, était déjà conscient de cet horizon dès les années 1940. Dans son ouvrage prophétique, Qu'est-ce que la vie? publié bien avant la découverte de l'ADN, il est le premier à parler de ce qu'il appelle le "code de l'hérédité". Il suggère que les lois de la mécanique quantique pourraient déterminer jusqu'à la stabilité de l'information génétique. Selon ses hypothèses, les mutations génétiques pourraient être causées par les fluctuations quantiques. Et il "sous-titre": "de la physique à la biologie" ce qui établit en fait la toute première fondation de de cette science nouvelle qu'on appelle maintenant la "biophysique". Une autre chose étonnante concerne le russe Georges Gamow. Ses travaux ont été fortement influencés par son premier Maître, Alexander Friedmann. Cet héritage a fait de Gamow l'un de ceux qui ont le plus contribué à la théorie du Big Bang: dès les années quarante, il a prédit l'existence du rayonnement fossile, véritable "relique cosmologique" dont les satellites Cobe et WMAP nous ont transmis des images inoubliables, le rayonnement fossile qui nous vient d'un univers qui n'était âgé de 380 000 ans. Ce que l'on sait moins, c'est que Gamow a apporté à la biologie l'une des clés qui ont permis de déchiffrer le code génétique. Il a été le premier à proposer que les quatre bases de l'ADN soient regroupées 3 par 3 pour former les 20 acides aminés intervenant dans la synthèse de toutes les protéines d'un organisme. Pourquoi cette suggestion de triplet? Pour des raisons purement mathématiques: parce que 3 est le plus petit nombre entier n tel que 43 soit supérieur à 20, le nombre des acides aminés.
Au sujet de "moteur mathématique" sous-jacent à l'évolution, Fred Hoyle, en lutte avec Gamow quant à l'existence du Big Bang, était d'accord avec lui sur un point essentiel: la vie n'avait pas surgi par hasard de l'océan primitif. Il répétait ce chiffre à qui voulait l'entendre: la possibilité que l'ADN se soit assemblée par hasard est de un sur 10 40 000 (1 suivi de 40 000 zéros), chiffre fantastiquement plus grand que le nombre de particules élémentaires de l'Univers (10 80).
12) Conclusion (?)
Ce qui est frappant dans ce qui précède, c'est la découverte d'un "moteur mathématique", un ordre à l'oeuvre dans les processus que l'on croit habituellement dominés par le hasard (rappel: le mot "cosmos" veut dire ordre". Avec les frères Bogdanov, est-il absurde de chercher une équivalence nouvelle, prolongeant celle qu'Einstein a mis en évidence entre la matière et l'énergie dans son illustre formule E=mc2. il existe peut-être une autre équivalence fondamentale. S'il est possible d'échanger de la matière contre de l'énergie, ne peut-on pas envisager qu'on puisse échanger de l'énergie contre de l'information?
Dans les articles suivants, je poursuivrai cette lecture du livre des Bogdanov, afin de "mieux comprendre cet ordre sous-jacent à partir duquel se déploie la réalité. Jusqu'à entrevoir, peut-être, cet "esprit" qui se manifeste dans les lois de l'Univers, comme l'a écrit Einstein à un enfant le 24 janvier 1936". La trace de cet ordre fondamental se trouve sans doute au voisinage de la singularité initiale de l'espace-temps. En fait, personne ne sait comment l'Univers a commencé. Aucune théorie n'est plus exacte qu'une autre. La raison en est que le "commencement du monde" est un phénomène extrêmement difficile à comprendre et à décrire (s'il ne fait pas partie des mystères qui sont au-delà notre compréhension?). Isabelle Stenger, philosophe des sciences et professeur à l'université libre de Bruxelles, observe qu'il s'agit peut-être là du "Graal de la physique". Au bout de la recherche, avant que le premier atome de réalité n'émerge du néant(?), cette trace fulgurante, énigmatique, d'une harmonie à l'instant zéro portait peut-être en elle l'image d'un ordre profond, d'un degré infiniment élevé qui allait orienter le cosmos, le réaliser, et finalement lui donner un sens, comme le pensent les frères Bogdanov.
Compléments à cet article: blogs trouvés en faisant des recherches sur internet pour ce article ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Il parle des travaux du Singularity Institute dans la Silicon Valley sur la singularité finale. Elle est envisagée comme prochaine au vu de la montée exponentielle des performances des ordinateurs en matière d’intelligence artificielle.
Je pense que j’ai quelque avance sur eux car depuis 40 ans j’ai inscrit la problématique Béna dans une symétrie et une interaction entre la singularité initiale et la singularité finale. Je n’ai pas cessé d’instruire cette problématique. Elle me semble découler du principe fondamental de symétrie qui fonde les indéterminations quantiques.
Dans une communication lors d’un colloque à Genève en 1992 j’ai proposé d’appeler Mur de Boltzmann le mur qui cache une implosion finale d’information, comme le mur de Planck cache une explosion initiale d’énergie. La constante de Boltzmann est en effet le tiers terme d’accord qui fonde l’équivalence démontrée par Brillouin entre la quantité d’information et la quantité de néguentropie.
C’est la logique trialectique qui est l’outil conceptuel nécessaire pour éclairer cette équivalence et ce bouclage interactif de l’histoire de l’Univers. Les brillants "singularitariens" de Californie ne semblent pas avoir compris que leur vision d’un Oméga exige l’élucidation de la logique d’un processus d’informatisation amorcé en Alpha dès le Big Bang. Il reste que leur audace téléonomique rejoint la mienne et que je me sens moins seul.
Remarqué aussi dans le même numéro du Monde le "manifeste" de Salim Abdelmadjid . Deux signes d’un réveil. Il est grand temps. Amitiés à tous.
Ma réponse à cet article de Xavier Sallantin: J'ai trouvé cet article très intéressant. Il m'a aidé à rédiger un article pour mon blog sur le livre des frères Bogdanov "au commencement du temps".
J'avais lu le livre de Xavier Sallatin "Le monde n'est pas malade, il enfante" dans les années 1990. Il avait fortement influencé mes réflexions.
Le visage de Dieu: le titre de ce livre est tiré d'une expression prononcée par l'astrophysicien américain George Fitzgerald Smoot en 1992 lors de l'annonce des résultats de l'instrument DMR du satellite COBE. Cet instrument avait pour objectif de déceler les infimes variations de température du fond diffus cosmologique. Le fond diffus cosmologique peut être vu comme l'écho lumineux du Big Bang, qui a depuis était dilué et refroidi par l'expansion de l'univers. C'est ainsi un rayonnement très froid qui témoigne aujourd'hui de l'époque incroyablement dense et chaude qu'a connue l'Univers par le passé.
Cet entretien (20 novembre 1976), semble surréaliste, comme Dali lui-même sans doute. Cela se passait dans le grand hall de l'hôtel Meurice. Le récit pittoresque des frères Bogdanov, cadre bien avec ce qu'on peut trouver à propos de l'hôtel:
Au début des années 1950, les familles royales ont peu à peu cédé la place aux discrets patrons de multinationales, aux vedettes de l'écran et aux artistes, souvent plus excentriques.
Au nombre de ces derniers, Salvador Dalí, le génie « transcendantal » de l'auto-publicité — qu'un de ses anciens compagnons surréalistes avait surnommé « Avida dollars » — fut l’un des hôtes les plus insolites de l'hôtel. Durant plus de trente années, il occupa un mois par an l'ancienne suite royale d'Alphonse XIII dont il constellait les murs de taches de peinture, tandis que ses ocelotsapprivoisés se faisaient les griffes sur la moquette. Avec lui, le personnel — qui lui était très attaché et qu'il honorait d'étrennes sous forme de lithographies signées de sa « divine main » — ne manquait pas de distractions. Soit qu'il leur demandât de capturer des mouches dans les bosquets des Tuileries ou de lui amener un troupeau de chèvres sur lequel il tirait des balles à blanc ; soit qu'il les priât de jeter sous les roues de sa voiture, à chacun de ses départs, des pièces de vingt centimes, afin qu'il puisse se flatter de « rouler sur l'or » !
Pour un hôtel comme Le Meurice, les désirs des clients — si étranges soient-ils — ne sont-ils pas des ordres ? Avec Dalì, un autre client hors du commun fut la milliardaire et mécène franco-américaine Florence Gould, dont les déjeuners littéraires réunissaient des personnalités aussi contrastées qu'Arletty et François Mauriac, Léautaud et Paul Morand, les Jouhandeau et Roger Peyrefitte. Grâce à elle, Le Meurice abrita l'un des derniers salons littéraires de Paris.
Dali: la persistance de la mémoire.
La Question des frères Bogdanov était liée au questionnement concernant le commencement du temps. Comment se représentait-il les relations entre la science et l'imaginaire? Avec la théâtralité qui le caractérisait Dali déroula des phrases sonores, "fortement accentuées": "Bit! bit! bit! d'informations! J'ai toujours eu envie de broyer un hologramme dans un moulin à café et d'en avaler la poudre afin que dans mon corps le plus profond chacune des cellules qui le composent soit imprégnée de l'information. Dans l'échange le plus insignifiant d'ADN, il y a plus d'information que dans tout l'imaginaire."
Dali venait de dire qu'il était un peintre scientifique. Sa toile intitulée persistance de la mémoire résume peut-être sa pensée. Ce tableau, peint en 1931, représente des montres "molles" en train de fondre, très étrangement, sous soleil.
Il continua: "Dans Persistance de la mémoire, je ne me suis pas contenté de peindre bêtement, comme un singe fou et sans talent qui se prendrait pour un Vélasquez, la dilatation ou la contraction du temps relatif. J'ai laissé tout ça à Einstein. Regardez bien ces montres aux heures ramollies comme du beurre sur table au mois d'août. Le temps y fond à vue d'oeil et il continuera de fondre jusqu'à ce qu'il ait totalement disparu, sans laisser de trace. Dans ce vide débarrassé de lui-même, se trouve le secret du monde". Les Bogdanov ont vu là ce qui les conduirait à chercher, avant le Big Bang, l'infini dans le zéro. Le secret du monde est il dans le vide?
Il naît dans une famille catholique de la bourgeoisie stéphanoise : catholique traditionnel du côté paternel, et catholique humaniste du côté maternel, son grand-père maternel faisant preuve d'agnosticisme. Cette diversité dans les expressions de la foi marque l'originalité de sa pensée. Son frère, Henri Guitton, devint un économiste très réputé.
L'astrophysicienTrinh Xuân Thuân accuse les frères Bogdanoff d'avoir plagié son livre La Mélodie secrète(1988) pour leur livre d'entretien avec Guitton intitulé Dieu et la science. Le procès qui s'ensuit les lave largement de ces accusations9.
Pratiquant la peinture depuis son enfance, il y est fortement conduit et encouragé par Édith Desternes, peintre aux résidences parisienne et charitaine, comme lui aux racines bourbonnaises très fortes (à Moulins et au Veurdre), et qui l'invite à exposer régulièrement ses œuvres à la Galerie Katia Granoff de Paris. Guitton a notamment peint un Chemin de croix pour l'église Saint-Louis-des-Invalides : pour chaque station, pour chaque arrêt en ce chemin, il a réalisé une « toile » – une icône – sur laquelle il a écrit une courte phrase que la peinture éclaire et qui révèle ce qu’il a peint. Jean Cocteau l'a aussi incité à décorer la chapelle des Prémontés à Rome, puisque saint Gilbert, patron du Bourbonnais, avait fondé un monastère relevant de l'ordre des Prémontrés près de Saint-Pourçain sur Sioule10.Jean Guitton est mort en 1999, à 97 ans. Marié sur le tard à Marie-Louise Bonnet (1901-1974), il n'avait pas d'enfants.
la Creuse en ballon
La rencontre a eu lieu dans la "chaumière" de Jean Guitton, dans la Creuse, et, au milieu des collines, la campagne était partout. Il les accueille à la descente de leur hélicoptère par: "Combien de temps vous a-t-il fallu pour arriver jusqu'ici?". Puis sans attendre la réponse: "vous savez, c'est le temps qui compte le plus. Avoir du temps est bien plus précieux qu'avoir de l'espace." Puis les frères Bogdanov lui ont fait prendre place à bord de leur Bell 2006 et ile survolèrent les champs de verdure.
Au retour, jean Guitton a simplement avec un sourire un peu nostalgique: "C'est déjà fini...! Vous savez, je n'aime pas les choses qui se terminent. Je n'aime que les commencements." puis il ajouta d'un air songeur: "Je vis dans le temps qui commence. Car il contient la promesse de tout ce qui va suivre.
Il soutint sa thèse en 1933 (au moment où Dali peignait son fameux tableau), sous le titre Le Temps et l'Eternité chez Plotin et Saint Augustin. Quelle en était l'idée directrice? Y avait-il un point commun entre cette thèse soutenue un demi siècle avant la rencontre de Guitton avec les Bogdanov les montre fondues de Dali et le livre "au commencement du temps"?
Ce jour là, guitton, encore occupé à chercher l'éternité dans l'instant, remontant dans la nuit du Moyen-Âge parlait de Guillaume d'Auvergne, puissant seigneur de l'Eglise, conseiller du roi saint Louis et évêque de Paris. Le prélat s'était demandé: "dans le temps qui a précédé le commencement du temps, quelque chose a-t-il existé?." Cette question tracassait et inquiétait Guitton: "Eh bien, à mon tour! Est-ce qu'il a existé un temps avant le temps? Un premier temps qui aurait précédé celui dans lequel nous vivons?" Mais, pensaient les Bogdanov en l'accompagnant dans sa rêverie, où chercher une réponse? Auprès de ses Maîtres en philosophie? Interrogé dès 1930, Bergson n'avait rien répondu. Guitton s'était ensuite tourné vers les scientifiques qu'il connaissait, en particulier Einstein, louis de Broglie, et enfin l'abbé Lemaître (l'un des quatre fondateurs avec la russe Alexander Friedmann), du modèle standard du Big Bang. Mais là encore, aucune réponse vraiment utilisable pour un philosophe.
temps imaginaire (hawking-Hartle)
Ce n'est qu'au début des années 1990, en réfléchissant à leurs futurs travaux de thèse, qu'est venue à l'idée aux Bogdanov autour de laquelle ils ont bâti leur modèle: le temps réel a peut-être commencé par du temps imaginaire. Ce terme au sens mystérieux s'applique à un temps qui n'est ni "fantasmatique" ni un effet de l'imagination. C'est un concept scientifique qui date de la fin du 19èmè siècle, sur la base des travaux de Henri Poincaré qui fera l'objet du chapitre suivant.
Un petit passage par Saint Augustin (et le temps).
Augustin reste connu comme auteur de la fameuse boutade « Qu’est-ce donc que le temps ? Si personne ne me le demande, je le sais; mais si on me le demande et que je veuille l’expliquer, je ne le sais plus » (Confessions). Également célèbre pour la citation suivante : “Ce qui autorise à penser que le temps est, c’est qu’il tend à n’être plus.”
Mais il cherche tout de même à défricher ce mystère. Il admet avec les philosophes que pour l’homme « Il y a trois temps, le présent du passé, le présent du futur et le présent du présent », mais se refuse à considérer que Dieu puisse être, comme l’homme, « prisonnier du temps », et en particulier impuissant à connaître l’avenir. Il estime que l’ensemble des instants de l’univers doit être, pour ce dernier, « omnia simul » : tout est présent à la fois, simultané, sans succession, éternel.
Le chapitre 11 des Confessions indique clairement que pour Augustin Dieu a tiré du néant de concert la matière comme le temps : comment en effet définir quoi que ce soit qui ressemble au temps en l'absence de matière ?
Il exprime la même idée dans De civita Dei, 11,6 : "Sans aucun doute possible, le monde a été fait avec le temps, non dans le temps".
En 1902, Poincaré publie La Science et l'Hypothèse. Même si ce livre est plus un ouvrage d'épistémologie que de physique, il appelle à ne pas considérer comme trop réels de nombreux artéfacts de la physique de son époque : le temps absolu, l'espace absolu, l'importance de l'éther. Einstein s'était particulièrement penché sur ce livre3, et les idées contenues font du livre un précurseur de la relativité restreinte.
On y trouve en particulier ce passage :
« Ainsi l'espace absolu, le temps absolu, la géométrie même ne sont pas des conditions qui s'imposent à la mécanique ; toutes ces choses ne préexistent pas plus à la mécanique que la langue française ne préexiste logiquement aux vérités que l'on exprime en français ».
En 1905, Poincaré pose les équations des transformations de Lorentz, et les présente à l'Académie des sciences de Paris le 5 juin 1905. Ces transformations vérifient l'invariance de Lorentz, achevant le travail d'Hendrik Antoon Lorentz lui-même (Lorentz était un correspondant de Poincaré). Ces transformations sont celles qui s'appliquent en relativité restreinte, et on emploie encore aujourd'hui les équations telles que les a écrites Poincaré. Mais pour expliquer l'origine physique de ces transformations, Poincaré a recours a des contractions physiques de l'espace et du temps, conservant en références un éther et un temps absolu. C'est Einstein qui s'emploie à montrer qu'on retrouve les mêmes transformations en partant simplement du principe de relativité, éliminant les notions de référentiels ou horloge absolu, et faisant des différences de longueur des effets de la perspective dans un espace-temps en quatre dimensions, et non des contractions réelles4.
Dans La Science et l'Hypothèse, Poincaré avait osé écrire (alors que Guitton avait alors tout juste un an): "quelqu'un qui y consacrerait son existence pourrait peut-être arriver à se représenter la quatrième dimension." C'était aussi le problème d'Einstein: visualiser de manière simple, géométriquement la quatrième dimension. Poincaré a été le premier à se poser la bonne question, apparemment banale, mais profonde: comment distinguer le temps de l'espace? Et il a été le premier à fournir la réponse: en représentant le temps comme une quatrième cordonnée d'espace imaginaire! Ce ne fut pas Einstein mais son professeur de mathématique Hermann Minkowski qui qui allait reprendre l'idée et franchir en 1908 l'étape décisive, représenter l'Univers comme une continuum à quatre dimensions liées entre elles par la constante de structure de l'espace-temps qu'est la vitesse de la lumière. La notion de temps d'imaginaire, proprement scientifique est apparue en physique vers la fin des années 50. Il s'agit d'une deuxième forme de temps, différente du temps réel dans lequel nous vivons. La différence, c'est qu'on ne la mesure pas avec des nombres réels, mais avec des nombres imaginaires, nombres étranges ainsi baptisés au VIIè siècle par Descartes et dont le carré est toujours négatif.
Hawking incarne le temps imaginaire. Peut-être le temps dans lequel il vit n'est plus tout à fait le même que le nôtre (il vit muet et paralysé de la tête aux pieds depuis des dizaines d'années). L'auditorium était comble, Gabriele Véneziano se tenait sur l'estrade, à sa droite. Gabriele Veneziano, né à Florence le 7septembre1942, est un physicien italien, considéré comme étant le « père » de la théorie des cordes. Un silence presque parfait, inspiré par la voix artificielle régnait dans la pièce.
Au moment des questions, les frères lui demandèrent si le temps imaginaire pouvait être considéré comme une forme fondamentale du temps. La réponse ne fut pas immédiate et la voix électronique qui permettait au savant de communiquer crépita dans la salle: "Oui c'est cela."
5) Epilogue de l'article.
effet tunnel multicolore
"Le temps imaginaire pourrait être comparé à un temps sans durée, un temps "gelé", où tous les instants seraient en quelque sorte superposés, "enroulés" les uns sur les autres."
La bobine d'un film donne une idée de ce que représente le temps imaginaire: la pellicule enroulée sur elle-même contient toutes les images du film, toute son "histoire." Or, l'histoire est bien située "dans l'espace", celui de la pellicule enroulée. Tant que la pellicule est dans sa boîte, le film n'est pas dans le temps réel. Son "scénario" est bien là, mais il ne s'inscrit pas dans la durée: il est dans le temps imaginaire. En revanche, dès lors que la pellicule est placée dans la lumière d'un projecteur, image après image, le film entre dans le temps réel pour s'y dérouler. Son "histoire" est projetée dans la durée, créant à la fois le souvenir du passé et l'attente de l'avenir.
La physique fait souvent appel au "temps imaginaire" pour expliquer certains phénomènes mystérieux, comme l'effet tunnel (ou www.conspirovniscience.com/quantique/effetTUNNEL.php au cours desquels des particules semblent "sauter" instantanément d'un point à un autre, sans que ce bond s'inscrive dans le temps réel. Il n'est pas étonnant que ce temps apparaisse plus qu'un artifice de calcul. Le théoricien Anthony Zee, élève du physicien mathématicien Edward Witten (médaille Fields) a confié dans son dernier ouvrage: "Certains physiciens, moi y compris, sentons qu'il pourrait y avoir là quelque chose de profond, quelque chose que nous n'avons pas vraiment compris."
l'instant zéro.
Pour les frère Bogdanov, le temps imaginaire renferme une sorte de secret, quelque chose de mystérieux qui pourrait donner une idée même lointaine de ce qui se tient à l'origine de l'univers. Le théoricien Luboš_Motl a soutenu un point de vue similaire dans son dernier ouvrage: "le temps imaginaire cache certains des secrets les plus précieux concernant la naissance de l'Univers." Et ce plus précieux touche-t-il à l'existence de l'instant initial, l'instant zéro? S'agit-t-il d'un "instant imaginaire" que Saint augustin aurait pu décrire, à sa façon, comme une éternité réelle?
"Parler du commencement du temps, c'est aussi se demander si l'univers a un sens, c'est, de la matière à l'esprit, mettre en scène finalement Dieu ou le néant." C'est peut-être la raison pour laquelle cette pensée de Stephen Hawking a eu un si profond retentissement: "Si nous découvrons une théorie complète, elle devrait un jour être compréhensible dans ses grandes lignes par tout le monde et non par une poignée de scientifiques. Alors nous tous, philosophes, scientifiques et même gens de la rue, serons capable de prendre part à la discussion sur la question de savoir pourquoi l'Univers et nous existons. Si nous trouvons la réponse à cette question, ce sera le triomphe ultime de la raison humaine - à ce moment, nous connaîtrons la pensée de Dieu." (S. HawkingUne brève histoire du temps).
Cet article, assez technique, me permet de consulter rapidement internet sur le sujet big bang et le commencement du temps, de retrouver les scientifiques et philosophes concernés. Il est une base de réflexion pour les commentaires, les analyses, et peut être considéré comme un embryon de forum. C'est "ma lecture" du livre des frères Bogdanov.
Voir aussi à la fin de cet article les blogs trouvés en faisant des recherches sur internet ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Le visage de Dieu: le titre de ce livre est tiré d'une expression prononcée par l'astrophysicien américain George Fitzgerald Smoot en 1992 lors de l'annonce des résultats de l'instrument DMR du satellite COBE. Cet instrument avait pour objectif de déceler les infimes variations de température du fond diffus cosmologique. Le fond diffus cosmologique peut être vu comme l'écho lumineux du Big Bang, qui a depuis était dilué et refroidi par l'expansion de l'univers. C'est ainsi un rayonnement très froid qui témoigne aujourd'hui de l'époque incroyablement dense et chaude qu'a connue l'Univers par le passé.
Ce fond diffus est le rayonnement le plus lointain nous parvenant aujourd'hui, et il est aussi l'image la plus ancienne de l'univers. La carte dressée par l'instrument DMR nous offre ainsi une photo d'un « bébé univers », tel qu'il était 380 000 ans après le Big Bang. En supposant que le Big Bang représente, sinon la création, au moins l'époque d'où est issu l'Univers tel que nous le connaissons, si l'on rapporte par une simple règle de trois cette époque comparée à l'âge actuel de l'Univers, environ 13,7 milliards d'années, c'est un peu comme si l'on comparait la photo d'un embryon d'un jour à celle d'un vieillard de 100 ans : c'est effectivement la genèse de notre Univers que l'on voit par l'intermédiaire du fond diffus
II Article en lui-même: Au commencement du temps 2) En voiture vers l'origine (le graal de la physique)
Le Pari de Stephen Hawking
"Le célèbre physicien britannique Stephen Hawking est prêt à relever le défi.
Il parie 100 dollars que le tout dernier accélérateur de particules, appelé aussi "Grand collisionneur de Hadrons" (LHC) ne trouvera pas ce qui est pour les scientifiques le Graal de la physique quantique : le boson de Higgs.
1) Le Graal de la physique - décollage vers l'Origine.
Quelle est cette histoire du commencement des choses, du commencement du temps, le premier instant de l'univers? Cette quête s'inscrit dans l'interrogation philosophique qui a animé l'homme depuis (depuis toujours?) et qui a abouti à la philosophie, puis à la science. Sans doute revenons nous au poins de départ pour peut-être aboutir à une révélation?
Réponse de Kant: Dans sa Logique, Kant circonscrit le domaine de la philosophie à partir de quatre questions. 1- Que puis-je savoir? 2- Que dois-je faire? 3- Que m’est-il permis d’espérer? 4- Qu’est-ce que l’homme? A la première, poursuit Kant, répond la métaphysique, à la seconde la morale, à la troisième la religion, à la quatrième l’anthropologie. Mais, au fond, on pourrait tout ramener
à l’anthropologie, puisque les trois premières questions se rapportent à la dernière.”
Avis des frères Bogdanov:
"l'application de nouveaux instruments mathématiques à l'univers avant le big bang a débouché sur une nouvelle façon de faire face à la question de l'origine: avant l'apparition du temps et de l'espace tels que nous les connaissons, sans doute y avait-il quelque chose plutôt que rien (référence à Leibniz). Une information de nature mathématique qui "oriente" peut-être l'évolution de l'univers...te nous permettre de mieux comprendre pourquoi nous sommes "ici", dans un univers si grand -en apparence trop grand pour nous', et ce que nous avons à y faire". Dans notre vie quotidienne, nous passons en fait bien peu de temps à nous interroger et nous émerveiller sur le mystère des choses. Au bout du labyrinthe des questionnements, pour la première fois peut-être, des réponses commencent à émerger et certaines expériences scientifiques ont pour but d'éclairer l'inconnu, de préciser les intuitions, de confirmer les théories (par exemple le LHC au CERN, le satellite Planck dont le l'objectif est de nous donner une meilleure représentation de l'univers une fraction de seconde après le big bang). En effet, la première question qui se pose concerne sans doute le temps: existe-t-il depuis toujours et à jamais? Peut-on concevoir l'existence d'un instant zéro? D'un commencement? Une première partie de la réponse nous a été fournie à travers la théorie du big bang. Ce mot a été prononcé pour la première fois le 28 mars 1949 par Sir Fred Hoyle, astronome à l'université de Cambridge. Adversaire obstiné du big-bang, il était confronté à Georges Gamow, élève de Alexander Friedmann, le fondateur aujourd'hui mythique du big bang. Hoyle le terme big bang dans le seul but de ridiculiser la théorie "folle".
le LHC à Genève.
2) Et voilà Einstein et Cie!
L'idée du big bang ne s'est pas imposée facilement, elle impliquait que le temps avait commencé d'un seul coup, brutalement. Il faut remonter à Einstein et à la fin des années 1910 pour comprendre la résistance à cette idée. Une anecdote concernant la vie d'Einstein, évoquée par les frère Bogdanov dans leur livre est révélatrice de son esprit d'invention. "En Bavière, Hermann, le père du jeune Albert, électricien autodidacte, a fondé en 1880 avec son frère (oncle Jakob, que le petit Albert aimait beaucoup), la société commerciale Einstein et Cie. Les Bavarois ont-ils des problèmes avec leurs postes de radio? des ennuis avec leurs circuits électriques? Pas d'affolement: Einstein et Cie s'occupe de tout! Sans doute cet environnement peu commun, bourré de bobinages et d'appareils électriques en tout genre, constitue-t-il l'une des sources de l'engagement d'Einstein sur les voies de la physique? Un jour, alors qu'il avait tout juste quatre ans, il découvrit grâce à son père une boussole magnétique. Il resta des heures devant l'objet, littéralement fasciné, comme en préparation lointaine de ses fameux articles de 1905 sur l'électromagnétisme...C'est probablement aussi sans doute de cet antécédent familial qu'Einstein a tiré son penchant pour des activités d'inventeur quasi-clandestines: il a déposé de nombreux brevets et, entre autres choses plus ou moins insolites, a mis au point plusieurs types de réfrigérateurs, notamment le fameux "réfrigérateur Einstein", en 1926." (on peut encore l'écouter expliquant lui-même les fondements de la relativité sur un des rares enregistrements encore disponibles datant de 1948. http://www.aip.org/history/einstein.).
En 1921, Einstein obtenait le prix Nobel (non pour la relativité, mais pour l'explication de l'effet photoélectrique). La science est dorénavant dominée par la toute-puissante "théorie de la relativité." Comme beaucoup, il est hostile à cette idée saugrenue d'un "commencement de l'univers" parce qu'alors, inéluctablement, le cosmos doit avoir une fin. Cette perspective lui faisait littéralement horreur. Les galaxies pouvaient être en mouvement; l'Univers dans son ensemble était immobile, immuable, il n'avait ni commencement ni fin.
Pourtant, en 1922, Alexander Friedmann, jeune mathématicien et météorologue russe alors totalement inconnu, va bouleverser dette vision. Il a passé plusieurs années de guerre comme ingénieur en balistique et aurait (a-t-on raconté), survolé en 1916 les tranchées où se terrait un artilleur allemand, qui allait mourir quelques semaines plus tard sur le front russe, Karl Schwarzschild, dont les travaux pionniers sur les trous noirs allaient susciter l'admiration d'Einstein et aussi celle de Friedmann. Un beau jour, presque par hasard, Friedmann tombe sur un article qui va faire basculer sa vie: les équations du champ de la relativité. Il est ébloui par la beauté des équations et presque incrédule face à l'immense portée de ce qu'il vient de découvrir. Mais très vite, il s'aperçoit que quelque chose ne va pas, comme si ces équations étaient "forcées", comme si Einstein avait voulu leur faire dire ce qu'elles ne pouvaient pas prédire. Après s'être plongé jour et nuit pendant des mois dans les calculs, il finit par extraire une nouvelle solution des équations d'Einstein qui plongea ses collègues dans l'embarras: Elle dit le contraire de ce qu'énonce Einstein. Sans se décourager, en juin 1922, Friedmann envoie un article à la revue allemande Zeitschrift für Physik et en 1923, il publie un livre L'Univers comme espace et temps dansEssais de Cosmologie (livre de Friedmann et Lemaître). Et c'est le choc pour les rares lecteurs. On y lisait que: "en des temps reculés, des milliards d'années dans le passé, l'Univers avait probablement connu un début, une époque où il était contracté "en un point" (de volume nul), puis à partir de ce point il avait augmenté de rayon." Très irrité par l'article de 1922, Einstein le jettera au panier sans répondre au courrier que lui avait envoyé Friedmann. Ce n'est qu'au mois de mai 1923 que sur l'insistance de ses collègues, pour lesquels l'issue ne faisait aucun doute, qu'Einstein finira par adresser une lettre à Zeitschrift für Physik: "j'ai fait une erreur, de calcul dans mes critiques. Je considère à présent que les résultats de Friedmann sont corrects et apportent un nouvel éclairage".
Mais la plupart des savants demeurent persuadés dans ces années 1920 que l'Univers est fixe. Dans ce climat de scepticisme général, l'épisode suivant se déroule avec un jeune chanoine, ignorant les travaux de Friedmann et qui propose à son tour une nouvelle solution des équations d'Einstein. En 1927, Georges Henri Lemaître publie dans un journal belge une conclusion sans appel: "l'Univers n'a aucune autre possibilité que de grandir à chaque instant, c'est à dire d'être en expansion. Einstein, "plutôt affable et tolérant", le rabroue pourtant: "Vos calculs sot corrects mais votre physique est abominable." Cela ne décourage pas Lemaître qui publie en 1931 ses idées dans la revue nature, déjà très réputée à l'époque: "nous pouvons concevoir que l'espace a commencé avec l'atome primitif et que le commencement de l'espace a marqué le commencement du temps". Le commencement du temps? C'est encore plus difficile à admettre que l'idée d'expansion. Comment un chanoine ne pouvait pas être influencé par le dogme de la création? En effet, Lemaître écrit: "l'évolution du monde peut être comparée à un feu d'artifice qui vient de se terminer. Quelques mèches rouges, cendres et fumées. Debout sur une escarbille mieux refroidie, nous voyons s'éteindre doucement les soleils et cherchons à reconstituer l'éclat disparu de la formation des mondes."La théorie du big bang était née. Le pape Pie XII lance en 1951 son célèbre fiat lux: "Il semble en vérité que la science d'aujourd'hui, remontant d'un trait des millions de siècles, ait réussi à se faire témoin de ce fiat lux initial, de cet instant où surgit du néant avec la matière un océan de lumière et de radiations, tandis que les particules des éléments chimiques se séparaient et s'assemblaient en millions de galaxies."
Que sait-on aujourd'hui de cet atome primitif? On peut dire peu de choses pour ne pas dire presque rien sur le pourquoi de ce feu primitif né il y a plus de 13 milliards d'années dans une "explosion" d'une énergie colossale déferlant à la vitesse de la lumière dans le néant, en une infime fraction de seconde. L'Univers observable, qui pèse alors 20 microgrammes est tellement comprimé que son volume est des milliards de milliards de fois plus petit qu'une particule élémentaire. De quoi est-il fait? Nul ne le sait vraiment. Dans la théorie des cordes (ou théorie des cordes), on parle de cordes vibrant dans un espace à 11 dimensions, d'autres de membranes ou de branes (ou brane, ou brane) et d'autres de phénomènes dont l'étrangeté dépasse tout ce que nous pouvons imaginer. La seule chose, incompréhensible qu'on puisse dire, c'est que ce mystérieux objet primordial "semblait déjà contenir", sous une forme indéchiffrable, les propriété qui lui permettraient d'engendrer, dans un avenir insondable, nous-mêmes, nos parents, notre environnement avec la terre, les étoiles et les galaxies par centaines de milliards.
Ce que nous en savons se traduit dans les théories du "pré-Bing Bang", comme celle des frères Bogdanov, par l'espace, la matière et le temps qui ont émergé à l'instant même du Big Bang, au temps de Planck (10-43 secondes). C'est à cet instant que commence le temps réel, celui de nos montres et nos horloges. Mais avant? Y avait-il quelque chose, un temps "différent" et qui aurait, en certain sens peut-être "codé" l'évolution de l'Univers? Une façon différente de voir le pré-big bang émane de Xavier Sallantin dans son livre "le monde n'est pas malade, il enfante" et son blog où il évoque le génome de l'univers.
Pour les frères Bogdanov, l'espoir, c'est qu'en appliquant les nouveaux instruments algébriques que sont les groupes quantiques, on puisse mieux comprendre l'Univers à cet instant là. Pourtant, l'un des meilleurs spécialistes de expert des groupes quantiques, Sahn Majid("quantum spacetime and physical reality") se montre pessimiste: "Lorsque l'Univers ne mesure que 10-33 cm, notre capacité théorique de compréhension s'effondre et par conséquent la physique théorique est incapable de répondre à la question de la création".
Après Einstein, en passant par Friedmann, nous faisons un arrêt à Motl, jeune physicien de Harvard qui, en 2008, a consacré un ouvrage à l'origine de l'Univers où il évoque diverses hypothèses concernant l'Univers avant le big bang, dont celle des frères Bogdanov. Il écrit: "La singularité initiale renvoie à un "point" mystérieux et unique, issu d'un lieu totalement inconnu où toutes les lois de la physique s'effondrent et " Une anecdote à propos de livre des Bogdanov: il écrit "en substance" connectez vous à internet, cherchez l'expression "initial singularity". On constate que le nombre indexées dépasse le deux millions. Et, chose étonnante, la première renvoie à un article des frères Bogdanov.Il a été publié en 2001, dans les pages d'un journal scientifique, plutôt prestigieux, sous le titre "Typological Field Theory of the Initial Singularity of Spacetime".De manière assez surprenante, cet article est depuis des années, le champion sur Google de tous les articles qui contiennent l'expression "singularité initiale."
Pour la majorité des physiciens, l'approche de la singularité initiale est ce lieu unique de l'Univers où tous les "marqueurs" de notre réalité (température, force de gravitation, densité...) deviennent infinis. Ce n'est pas l'avis des frères Bogdanov, essentiellement parce que les infinis ne peuvent pas faire partie d'une théorie physique (je me pose la question: est-ce décidable?). Pour eux, la singularité initiale n'est pas un phénomène physique qui existerait dans le temps réel, mais une sorte d'être mathématique. Dans ce cas, elle n'est pas dotée d'énergie, énergie qui serait infinie, mais de tout autre chose. Et c'est dans cet "autre chose" que se situe le secret du commencement du temps....?
5) Vers l'information.
Ordinateur quantique: le microprocesseur.
a) Depuis 1999, des scientifiques d'un nouveau genre sont apparus, révolutionnaires dans leurs méthodes et dans leurs buts: Seth Lloy, l'un des pères des ordinateurs quantiques, David Deutsch, l'inventeur du courant "it from qubit", Sephen Wolfram, le concepteur de Mathematica et promoteur du "programme Univers"...
*DavidDeutsch souscrit à l'interprétation des multivers en matière de mécanique quantique à la suite du physicien Hugh Everett. Selon lui ces multivers seraient l'une des 4 composantes de l'étoffe de la réalité. Il est l'auteur du livre L'étoffe de la réalité (The fabric of reality), caractérisé par un certain sens de la formule.
*programme Univers: Can we simplify the universe into a single computer program? That is the question physicist, programmer, businessman, and all-around Renaissance man Stephen Wolfram has dedicated his career tosolving. "We look at the universe. We look at physics. We look at nature. The question is, is there ultimately some simple rule that determines everything that happens in our universe? Is there some ultimate theory of physics that will allow to sort of hold in our hand some specification of everything about our universe and everything about the history of our universe?"
b) Si cette nouvelle scienceparaît chimérique, ses fondations sont très solides, autant que ses promoteurs.Sa source profonde remonte au au 19ème siècle avec l'Êcossais James Clerk Maxwell; du King's College, Ludwig Boltzmann, de l'université de Vienne, Josiah Wilbard Gibbs, de l'université Yale (le découvreur de l'état Gibbs). Ils ont découvert la "mécanique statistique' ou (physique statistique). Celle-ci n'est utilisable et compréhensible qu'en temps imaginaire, (le-temps-une-4eme-dimension-imaginaire?) . Entre 1960 et 1900, ils ont été les premiers à montrer que le concept d'information pourrait bien constituer le "fonds ultime de l'Univers en opérant entre un rapprochement entre le concept plutôt vague d'information, et celui, rigoureux, d'entropie. En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état introduite en 18651 par Rudolf Clausius dans le cadre du deuxième principe de la thermodynamique, d'après les travaux de Sadi Carnot2. Clausius a montré que le rapport Q / T (où Q est la quantité de chaleur échangée par un système à la température T) correspond, en thermodynamique classique, à la variation d'une fonction d’état qu'il a appelée entropie, S et dont l'unité est le joule par kelvin (J/K). La thermodynamique statistique a ensuite fourni un nouvel éclairage à cette grandeur physique abstraite : elle peut être interprétée comme la mesure du degré de désordre d'un système au niveau microscopique. Plus l'entropie du système est élevée, moins ses éléments sont ordonnés, liés entre eux, capables de produire des effets mécaniques, et plus grande est la part de l'énergieinutilisable pour l'obtention d'un travail ; c'est-à-dire libérée de façon incohérente. Ludwig Boltzmann a exprimé l'entropie statistique en fonction du nombre Ω d’états microscopiques, ou nombre de configurations (ou nombre de complexions), définissant l’état d'équilibre d'un système donné au niveau macroscopique : c'est la formule de Boltzmann.
On sait aujourd'hui que l'entropie d'un système correspond au nombre de bits d'information encodés dans les composants élémentaires, les particules de ce système. Mais qu'est ce qu'un "bit d'information"? Pour un ordinateur, quand on cherche un modèle performant, on s'interroge sur sur la capacité de sa mémoire, c'est à dire combien de bits elle peut stocker. On peut dire qu'un système comporte un bit d'information s'il possède deux états possibles, 0 et 1 Chaque molécule d'air comporte ainsi environ 40 bits d'information.
c) Alors, qu'est que le "It from bit"? (ce qui découle de l'information)
Un siècle plus tard, après ces pionniers du 19ème siècle, un des premiers qui ira plus loin dans ce domaine inconnu est Jonh Wheeler. On lui doit de nombreux travaux en physique théorique, notamment en fission nucléaire, dont il fut le premier à mettre au point le modèle, en collaboration avec Niels Bohr en 1939, qui leur valurent la Médaille Franklin en 1969.
Faisant partie des derniers collaborateurs d'Einstein, Wheeler essaya de terminer le projet de théorie unifiée de ce dernier. La géométrodynamique fut fondée dans ce but, explorant la piste selon laquelle tous les phénomènes physiques, telle la gravitation ou l'électromagnétisme, pourraient se réduire aux propriétés géométriques d'espaces-temps courbés. Sa théorie ne parvenant pas, entre autres, à expliquer l'existence des fermions ou des singularités de la gravitation, Wheeler l'abandonna dans les années 1970.On lui doit de nombreux travaux en physique théorique, notamment en fission nucléaire, dont il fut le premier à mettre au point le modèle, en collaboration avec Niels Bohr en 1939, qui leur valurent la Médaille Franklin en 1969.
Avec le physicien allemand Carl Friedrich Won Weizsäcker, puis Rolf Landauer, théoricien d'IBM, Jonh Wheeler annoncé la naissance d'une nouvelle discipline la "physique numérique" dont le contenu est résumé par sa célèbre formule: "it from bit". "It from bit "symbolise l'idée que chaque élément du monde physique, au niveau le plus profond, a une source et une explication immatérielle"..."Chaque chose existante - chaque particule, chaque champ de force, jusqu'au continuum d'espace-temps lui-même - tire entièrement sa fonction, sa signification, son existence même de choix binaires, de bits. Ce que nous appelons le réalité provient, en dernière analyse , du fait de poser des questions de type oui/non".
Aujourd'hui, de grands noms de la physique, comme le prix Nobel Gérard't Hooft, un de ceux qui ont compté pour la préparation de la thèse des Bogdanov, développent des idées nouvelles autour de ce thème de "physique numérique". Gérard't Hooftest co-lauréat avec Martinus Veltman du prix Nobel de physique de 1999 « pour l'élucidation de la structure quantique des interactions électrofaibles en physique1 ». Il a notamment développé un modèle mathématique qui a permis aux scientifiques de prédire les propriétés des particules subatomiques qui constituent l'univers et des forces fondamentales à travers lesquelles elles interagissent. Il a introduit la notion d'instanton dans les années 1970.
Même si toutes hypothèses semblent inspirées par l'imagination sans limite de quelque auteur de science-fiction, elles ont le mérite de susciter des questions fondamentales qui renouvellent de fond en comble notre manière de penser les phénomènes, le temps et son commencement, et plus globalement le destin de l'Univers tout entier.
6) Le calcul de l'Univers?
Trente ans plus tard, ce qui n'était qu'une idée vague est devenue réalité avec la mise au point des ordinateurs quantiques. Pour Seth Loyd, qui se veut optimiste, ("les ordinateurs quantiques que nous avons construit, mes collègues et moi-même atteignent déjà ce stade: chaque atome enregistre un bit d'information"). Mais, pour lui, c'est l'Univers entier qui doit être vu comme un gigantesque ordinateur. Il semble "calculer" à chaque instant la réalité dans laquelle nous vivons: La chaise sur laquelle je suis assis serait calculée - et recalculée - d'une seconde à l'autre. "Et heureusement!" ajoute-t-il, car si ce calcul perpétuel s'interrompait, ne serait-ce qu'un instant, la chaise s'éparpillerait en une poussière d'atomes ("Computational Capacity of the Universe").
7) Lloyd et le théorème du singe.
En 1860, juste après la parution de l'ouvrage de Darwin,De L'origine des espèces,une violente querelle a opposé le biologiste et philosophe Thomas Huxley à l'évêque et mathématicien Samuel Wilberforce. Ce dernier avait apostrophé publiquement Huxley en lui demandant s'il descendait du singe par son père ou par sa mère! Furieux, Huxley lui avait répondu: "Je préfère être le descendant d'un misérable singe que celui d'un grand homme qui met ses dons intellectuels considérables au service du mensonge". Thomas Huxley était un ami proche de Darwin et il défendait l'idée (reprise plus tard vers1907) par le mathématicien français Emile Borel selon laquelle l'évolution de la vie et, plus généralement celle de l'univers, était entièrement gouvernée par le hasard. Expert en calcul des probabilités, il avait proposé, afin d'illustrer le rôle plein du hasard, l'amusant paradoxe des singes savants: Un groupe de singes, en tapant au hasard sur une machine à écrire, finirait par écrire tous les livres de la Bibliothèque Nationale de France (pourvu qu'ils aient assez de temps devant eux).
Dans techno-sciences.net, on trouve: Le paradoxe du singe savant est un théorème qui affirme qu’un singe qui tape au hasard sur le clavier d’une machine à écrire pourra presque sûrement écrire tous les livres de la Bibliothèque nationale de France. Dans l’adaptation du théorème en langue anglaise, le singe pourra presque sûrement dactylographier tous les travaux réunis de William Shakespeare.
Le résultat fut présenté par Émile Borel en 1909 dans son livre de probabilités. Ces " singes " ne sont pas des singes réels, et ne se comportent pas comme de vrais singes ; ils sont plutôt une métaphore vivante pour une machine abstraite à produire des lettres dans un ordre aléatoire, par exemple un ordinateur et/ou un générateur aléatoire connecté(s) à une imprimante.
Il a été démontré depuis, que cette proposition était fausse. A moins de disposer d'un temps infini, les singes ne produisent que des suites de lettres sans signification. Mais, la situation se présente différemment si les singes, au lieu de taper sur une simple machine à écrire, utilisent un ordinateur: Dans ce cas, comme l'énonce Seth Lloyd,"des singes tapant au hasard sur un ordinateur, ont une probabilité raisonnable de produire n'importe quelle forme calculable d'ordre qui puisse exister". Il est alors possible d'appliquer cette explication à l'origine de la complexité dans l'Univers. Il suffit pour cela de considérer que l'ordinateur n'est autre que l'Univers lui-même! Quand aux singes, remplaçons les par les lois de la mécanique quantique. Et Lloyd conclut: "Chaque particule élémentaire, chaque photon, chaque électron enregistre un certain nombre de bits d'information. Et à chaque fois que deux particules élémentaires entrent en collision, elle échangent des bits. L'Univers calcule." Ainsi, selon Lloyd, bien avant d'être enrichi par l'information crée par l'homme, l'Univers était déjà, (dès l'origine) un fantastique système d'informations entrelacées tressées les unes aux autres au sein de notre réalité".
8) L'Univers binaire.
Dans cette perspective "numérique" de la réalité, tous les objets qui nous entourent, notre chien, notre voiture, tous nos amis, leur culture, la vie qu'ils mènent... se réduisent en fin de compte à des "bits" d'information, des suites plus ou moins longues de 0 et de 1. Stephen Wolfran, théoricien surdoué, va plus loin avec son fameux programme de calcul algébrique Mathématica (Il obtint sa thèse de doctorat en physique des particules à l'âge de 20 ans). Il a lancé "Wolfran Alpha", un moteur de recherche révolutionnaire fondé sur le langage naturel et doté d'une véritable intelligence artificielle, innovation qui pourrait devenir aussi importante que Google. Selon Wolfan, l'Univers est par essence numérique et se réduit à ensemble de lois fondamentales. Ces lois reposent sur ce qu'il appelle une "science d'un nouveau type": elles pourraient être entièrement décrites par des programmes simples apparentés aux "automates cellulaires" (sur lesquels il a travaillé avec Richard Feymann). Cette idée avait déjà été abordée dans le passé par Jonh Von Neumann, mais Wolfran va beaucoup plus loin en affirmant que de tels systèmes représentent un exemple de ce qui se passe au fondement même de la réalité.
9) Une information au fond des trous noirs.
(vidéo vu chez le Dr Goulu)
Une étape, plus importante encore, vient renforcer cette convergence entre physique et théorie de l'information. Depuis quelques années est apparue en physique une idée troublante (si forte qu'elle a provoqué un revirement de Sephen Hawking) entre les trous noirs et la notion d'information. Jusqu'à une date très récente, on pensait qu'un objet tombe dans un trou noir il serait englouti, entièrement détruit jusqu'à la dernière particule et... tout bonnement effacé de l'Univers. On pense maintenant que "quelque chose " survit à l'engloutissement. Ce "quelque chose serait l'information caractérisant l'objet disparu (sa forme; sa couleur, ses composantes innombrables...), qui survit à la catastrophe. Selon les physiciens, elle pourrait même être entièrement restituée par le trou noir après son évaporation. En 2004, Hawking a publié un article dans Physical Rewiew dans lequel il reconnaît avoir perdu son pari engagé des dizaines d'années auparavant (jusqu'en 2004, il avait défendu l'idée selon laquelle l'information d'un objet était irrémédiablement perdue dans le trou noir).
Dès lors, si nous acceptons l'idée que l'Univers a commencé sous la forme d'un point, une singularité initiale dont l'échelle était nulle, n'est-il pas tentant d'établir une relation entre la singularité initiale de l'Univers et la singularité finale (big crunch) des trous noirs? ne peut-on pas comparer ces deux phénomènes dont les propriétés semblent identiques? Si on admet avec Hawking que la singularité du trou noir conserve une information n'est-il pas plausible de considérer l'existence d'une information primordiale, une information conservée au voisinage de la singularité initiale de l'univers (C'est le questionnement des frères Bogdanov. Sans être expert il me semble que ce questionnement ne doit pas être rejeté à priori comme illégitime ou absurde. J'aimerais s'il est contredit, en voir l'argumentation).
Continuons donc cette approche avec les deux frères. En 1991, étudiants à l'université de Bordeaux, ils ont publié les fondements de leur modèle: d'une part, l'émergence dune cinquième dimension de temps imaginaire à l'échelle de Planck, d'autre part, l'existence d'une sphère à 3 dimensions comme bord de notre espace-temps. Cette sphère, également bord de l'espace dit "euclidien", dont la quatrième dimension est imaginaire, concentre toutes les données, c'est à dire les informations, caractérisant les deux espaces (en premier lieu l'espace-temps, dont elle est le bord). Cette proposition était alors très spéculative.
Mais en 1998, sous l'impulsion du futur Prix Nobel Gérard's Hooft, une nouvelle théorie intéressa de plus en plus de chercheurs: "le principe holographique" (ou voirforums.futura-science (principe-holographique) ou jean zin.-la-theorie-holographique-de-la-gravitation . Cette approche permet d'envisager l'idée apparemment inaccessible à la physique d'un "code à l'origine" et l'existence possible d'une cinquième dimension. Ce nouveau principe énonce que Toutes les informations de l'espace-temps, toutes, pourraient être lisible sur le bord à trois dimensions de notre univers. C'est en effet fascinant d'imaginer que l'information initiale pourrait être recueillie à chaque instant au bord de notre espace-temps, dans l'espace à trois dimensions dans lequel nous vivons. On peut en avoir une idée à travers un exemple simple: de même que l'image visible à la surface d'un écran de télévision n'est que la projection d'une réalité dont la source est ailleurs, le bord de notre espace-temps pourrait recueillir des informations dont la source serait située à l'origine.
Le principe holographique en physique est une conjecture spéculative dans le cadre de la théorie de la gravité quantique, proposée par Gerard 't Hooft puis améliorée et promue par Leonard Susskind. Cette conjecture propose que toute l'information contenue dans un volume d'espace peut être décrite par une théorie qui se situe sur les bords de cette région. Par exemple, une pièce donnée d'une maison et tous les événements qu'elle contient pourraient être modélisés complètement par une théorie qui prendrait en compte uniquement ce qui se passe au niveau des murs de cette maison. Le principe holographique dit aussi qu'il y a au plus un degré de liberté (ou une constante de Boltzmann k, unité d'entropie maximale) pour chaque ensemble de quatre aires de Planck, ce qui peut être écrit comme une limite de Bekenstein : , où S est l'entropie et A l'aire considérée.
jean zin(qui est Jean Zin?: (wikipedia) dans son article la théorie holographique de la gravitation en donne une explication très intéressante. "L'hypothèse d'un monde quantique réduit à 2 dimensions spatiales (comme la surface d'une feuille) n'est pas vraiment nouvelle, proposée par le prix Nobel Gerard 't Hooft depuis 1974 sous le nom de "principe holographique" :
"De même qu'un hologramme peut reproduire une image tridimensionnelle à partir d'un film bidimensionnel spécial, tous les événements physiques que nous rencontrons pourraient n'être correctement encodés que par des équations définies dans un monde de plus basse dimension" (L'univers élégant, Brian Greene, Laffont, 2000, p446). "Le principe holographique ne signifie pas que chaque partie contient le tout comme dans un véritable hologramme, et comme d'autres spéculations théoriques peu rigoureuses le prétendent, mais qu'il y a une dimension en moins".
Mais un paradoxe se dessine: Si le second principe de la thermodynamique s'applique à l'Univers entier, cela veut dire que l'entropie (le désordre), augmente à mesure que le temps passe. Et puisque l'information est l'inverse de l'entropie,la flèche du temps implique que l'information globale de l'univers diminue avec le temps. Mais alors, comment lier cette "diminution de l'information" avec l'augmentation locale de l'ordre (la formation des planètes, l'apparition et l'évolution de la vie...). Comment résoudre ce paradoxe gênant?
En introduisant une distinction entre les deux types d'information situés..."aux deux bouts de l'Univers": l'une est à l'origine, l'autre, à la fin. Virtuellement infinie à l'instant zéro, cette information initiale "vit" dans le temps imaginaire. C'est elle qui dans le modèle de type pré-Big Bang des Bogdanov, "code" l'Univers avant le Big bang. On peut prendre l'image l'information génétique qui "code" un organisme vivant avant sa naissance. Or, à "l'autre bout" de cette information initiale plongée dans le temps imaginaire, il y a une deuxième forme d'information qui, au contraire "vit" dans le temps réel. Elle correspond à l'information finale, à ce qu'on appelle habituellement "la complexité". Cette dernière est naturellement faible au moment du Big Bang(un bit seulement selon Seth Lloyd), et ne cesse d'augmenter pour atteindre aujourd'hui (selon seth Lloyd et d'autres), 10120 bits environ. On peut donc dès lors comprendre toute l'histoire de l'Univers comme une transformation de l'information initiale en information finale. On peut reprendre l'exemple d'un DVD dans lequel est inscrite "toute l'histoire" du film. Il suffit de mettre le disque en lecture pour que l'information qu'il contient soit progressivement délivrée dans le temps réel. A la fin du film, le spectateur "connaît" le scénario. Il aura acquis l'information initiale (devenue pour lui information finale). Ainsi, tout se passe un peu comme si l'Univers était en train d'acquérir, au fil des milliards d'années, de plus en plus d'information. Le cosmos semble donc contraint à recomposer, au cours d'une histoire immensément longue, l'information initiale d'avant le Big Bang.
Le temps imaginaire dont il est question n'est ni une convention abstraite, ni une commodité de langage, il s'agit d'une réalité sur la quelle repose des phénomènes physiques déconcertants.
11) Les moteurs mathématiques.
Ces questions apparaissent à l'horizon de certaines théories physiques et dans la pensée contemporaine. le chercheur autrichien, Herwin Schrödinger, Prix Nobel de physique, père de la célèbre "équation de Schrödinger" en mécanique quantique, était déjà conscient de cet horizon dès les années 1940. Dans son ouvrage prophétique, Qu'est-ce que la vie? publié bien avant la découverte de l'ADN, il est le premier à parler de ce qu'il appelle le "code de l'hérédité". Il suggère que les lois de la mécanique quantique pourraient déterminer jusqu'à la stabilité de l'information génétique. Selon ses hypothèses, les mutations génétiques pourraient être causées par les fluctuations quantiques. Et il "sous-titre": "de la physique à la biologie" ce qui établit en fait la toute première fondation de de cette science nouvelle qu'on appelle maintenant la "biophysique". Une autre chose étonnante concerne le russe Georges Gamow. Ses travaux ont été fortement influencés par son premier Maître, Alexander Friedmann. Cet héritage a fait de Gamow l'un de ceux qui ont le plus contribué à la théorie du Big Bang: dès les années quarante, il a prédit l'existence du rayonnement fossile, véritable "relique cosmologique" dont les satellites Cobe et WMAP nous ont transmis des images inoubliables, le rayonnement fossile qui nous vient d'un univers qui n'était âgé de 380 000 ans. Ce que l'on sait moins, c'est que Gamow a apporté à la biologie l'une des clés qui ont permis de déchiffrer le code génétique. Il a été le premier à proposer que les quatre bases de l'ADN soient regroupées 3 par 3 pour former les 20 acides aminés intervenant dans la synthèse de toutes les protéines d'un organisme. Pourquoi cette suggestion de triplet? Pour des raisons purement mathématiques: parce que 3 est le plus petit nombre entier n tel que 43 soit supérieur à 20, le nombre des acides aminés.
Au sujet de "moteur mathématique" sous-jacent à l'évolution, Fred Hoyle, en lutte avec Gamow quant à l'existence du Big Bang, était d'accord avec lui sur un point essentiel: la vie n'avait pas surgi par hasard de l'océan primitif. Il répétait ce chiffre à qui voulait l'entendre: la possibilité que l'ADN se soit assemblée par hasard est de un sur 10 40 000 (1 suivi de 40 000 zéros), chiffre fantastiquement plus grand que le nombre de particules élémentaires de l'Univers (10 80).
12) Conclusion (?)
Ce qui est frappant dans ce qui précède, c'est la découverte d'un "moteur mathématique", un ordre à l'oeuvre dans les processus que l'on croit habituellement dominés par le hasard (rappel: le mot "cosmos" veut dire ordre". Avec les frères Bogdanov, est-il absurde de chercher une équivalence nouvelle, prolongeant celle qu'Einstein a mis en évidence entre la matière et l'énergie dans son illustre formule E=mc2. il existe peut-être une autre équivalence fondamentale. S'il est possible d'échanger de la matière contre de l'énergie, ne peut-on pas envisager qu'on puisse échanger de l'énergie contre de l'information?
Dans les articles suivants, je poursuivrai cette lecture du livre des Bogdanov, afin de "mieux comprendre cet ordre sous-jacent à partir duquel se déploie la réalité. Jusqu'à entrevoir, peut-être, cet "esprit" qui se manifeste dans les lois de l'Univers, comme l'a écrit Einstein à un enfant le 24 janvier 1936". La trace de cet ordre fondamental se trouve sans doute au voisinage de la singularité initiale de l'espace-temps. En fait, personne ne sait comment l'Univers a commencé. Aucune théorie n'est plus exacte qu'une autre. La raison en est que le "commencement du monde" est un phénomène extrêmement difficile à comprendre et à décrire (s'il ne fait pas partie des mystères qui sont au-delà notre compréhension?). Isabelle Stenger, philosophe des sciences et professeur à l'université libre de Bruxelles, observe qu'il s'agit peut-être là du "Graal de la physique". Au bout de la recherche, avant que le premier atome de réalité n'émerge du néant(?), cette trace fulgurante, énigmatique, d'une harmonie à l'instant zéro portait peut-être en elle l'image d'un ordre profond, d'un degré infiniment élevé qui allait orienter le cosmos, le réaliser, et finalement lui donner un sens, comme le pensent les frères Bogdanov.
Compléments à cet article: blogs trouvés en faisant des recherches sur internet pour ce article ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Il parle des travaux du Singularity Institute dans la Silicon Valley sur la singularité finale. Elle est envisagée comme prochaine au vu de la montée exponentielle des performances des ordinateurs en matière d’intelligence artificielle.
Je pense que j’ai quelque avance sur eux car depuis 40 ans j’ai inscrit la problématique Béna dans une symétrie et une interaction entre la singularité initiale et la singularité finale. Je n’ai pas cessé d’instruire cette problématique. Elle me semble découler du principe fondamental de symétrie qui fonde les indéterminations quantiques.
Dans une communication lors d’un colloque à Genève en 1992 j’ai proposé d’appeler Mur de Boltzmann le mur qui cache une implosion finale d’information, comme le mur de Planck cache une explosion initiale d’énergie. La constante de Boltzmann est en effet le tiers terme d’accord qui fonde l’équivalence démontrée par Brillouin entre la quantité d’information et la quantité de néguentropie.
C’est la logique trialectique qui est l’outil conceptuel nécessaire pour éclairer cette équivalence et ce bouclage interactif de l’histoire de l’Univers. Les brillants "singularitariens" de Californie ne semblent pas avoir compris que leur vision d’un Oméga exige l’élucidation de la logique d’un processus d’informatisation amorcé en Alpha dès le Big Bang. Il reste que leur audace téléonomique rejoint la mienne et que je me sens moins seul.
Remarqué aussi dans le même numéro du Monde le "manifeste" de Salim Abdelmadjid . Deux signes d’un réveil. Il est grand temps. Amitiés à tous.
Ma réponse à cet article de Xavier Sallantin: J'ai trouvé cet article très intéressant. Il m'a aidé à rédiger un article pour mon blog sur le livre des frères Bogdanov "au commencement du temps".
J'avais lu le livre de Xavier Sallatin "Le monde n'est pas malade, il enfante" dans les années 1990. Il avait fortement influencé mes réflexions.
Cet article, assez technique, me permet de consulter rapidement internet sur le sujet big bang et le commencement du temps, de retrouver les scientifiques et philosophes concernés. Il est une base de réflexion pour les commentaires, les analyses, et peut être considéré comme un embryon de forum. C'est "ma lecture" du livre des frères Bogdanov.
Voir aussi à la fin de cet article les blogs trouvés en faisant des recherches sur internet ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Le visage de Dieu: le titre de ce livre est tiré d'une expression prononcée par l'astrophysicien américain George Fitzgerald Smoot en 1992 lors de l'annonce des résultats de l'instrument DMR du satellite COBE. Cet instrument avait pour objectif de déceler les infimes variations de température du fond diffus cosmologique. Le fond diffus cosmologique peut être vu comme l'écho lumineux du Big Bang, qui a depuis était dilué et refroidi par l'expansion de l'univers. C'est ainsi un rayonnement très froid qui témoigne aujourd'hui de l'époque incroyablement dense et chaude qu'a connue l'Univers par le passé.
Ce fond diffus est le rayonnement le plus lointain nous parvenant aujourd'hui, et il est aussi l'image la plus ancienne de l'univers. La carte dressée par l'instrument DMR nous offre ainsi une photo d'un « bébé univers », tel qu'il était 380 000 ans après le Big Bang. En supposant que le Big Bang représente, sinon la création, au moins l'époque d'où est issu l'Univers tel que nous le connaissons, si l'on rapporte par une simple règle de trois cette époque comparée à l'âge actuel de l'Univers, environ 13,7 milliards d'années, c'est un peu comme si l'on comparait la photo d'un embryon d'un jour à celle d'un vieillard de 100 ans : c'est effectivement la genèse de notre Univers que l'on voit par l'intermédiaire du fond diffus
II Article en lui-même: Au commencement du temps 2) En voiture vers l'origine (le graal de la physique)
Le Pari de Stephen Hawking
"Le célèbre physicien britannique Stephen Hawking est prêt à relever le défi.
Il parie 100 dollars que le tout dernier accélérateur de particules, appelé aussi "Grand collisionneur de Hadrons" (LHC) ne trouvera pas ce qui est pour les scientifiques le Graal de la physique quantique : le boson de Higgs.
1) Le Graal de la physique - décollage vers l'Origine.
Quelle est cette histoire du commencement des choses, du commencement du temps, le premier instant de l'univers? Cette quête s'inscrit dans l'interrogation philosophique qui a animé l'homme depuis (depuis toujours?) et qui a abouti à la philosophie, puis à la science. Sans doute revenons nous au poins de départ pour peut-être aboutir à une révélation?
Réponse de Kant: Dans sa Logique, Kant circonscrit le domaine de la philosophie à partir de quatre questions. 1- Que puis-je savoir? 2- Que dois-je faire? 3- Que m’est-il permis d’espérer? 4- Qu’est-ce que l’homme? A la première, poursuit Kant, répond la métaphysique, à la seconde la morale, à la troisième la religion, à la quatrième l’anthropologie. Mais, au fond, on pourrait tout ramener
à l’anthropologie, puisque les trois premières questions se rapportent à la dernière.”
Avis des frères Bogdanov:
"l'application de nouveaux instruments mathématiques à l'univers avant le big bang a débouché sur une nouvelle façon de faire face à la question de l'origine: avant l'apparition du temps et de l'espace tels que nous les connaissons, sans doute y avait-il quelque chose plutôt que rien (référence à Leibniz). Une information de nature mathématique qui "oriente" peut-être l'évolution de l'univers...te nous permettre de mieux comprendre pourquoi nous sommes "ici", dans un univers si grand -en apparence trop grand pour nous', et ce que nous avons à y faire". Dans notre vie quotidienne, nous passons en fait bien peu de temps à nous interroger et nous émerveiller sur le mystère des choses. Au bout du labyrinthe des questionnements, pour la première fois peut-être, des réponses commencent à émerger et certaines expériences scientifiques ont pour but d'éclairer l'inconnu, de préciser les intuitions, de confirmer les théories (par exemple le LHC au CERN, le satellite Planck dont le l'objectif est de nous donner une meilleure représentation de l'univers une fraction de seconde après le big bang). En effet, la première question qui se pose concerne sans doute le temps: existe-t-il depuis toujours et à jamais? Peut-on concevoir l'existence d'un instant zéro? D'un commencement? Une première partie de la réponse nous a été fournie à travers la théorie du big bang. Ce mot a été prononcé pour la première fois le 28 mars 1949 par Sir Fred Hoyle, astronome à l'université de Cambridge. Adversaire obstiné du big-bang, il était confronté à Georges Gamow, élève de Alexander Friedmann, le fondateur aujourd'hui mythique du big bang. Hoyle le terme big bang dans le seul but de ridiculiser la théorie "folle".
le LHC à Genève.
2) Et voilà Einstein et Cie!
L'idée du big bang ne s'est pas imposée facilement, elle impliquait que le temps avait commencé d'un seul coup, brutalement. Il faut remonter à Einstein et à la fin des années 1910 pour comprendre la résistance à cette idée. Une anecdote concernant la vie d'Einstein, évoquée par les frère Bogdanov dans leur livre est révélatrice de son esprit d'invention. "En Bavière, Hermann, le père du jeune Albert, électricien autodidacte, a fondé en 1880 avec son frère (oncle Jakob, que le petit Albert aimait beaucoup), la société commerciale Einstein et Cie. Les Bavarois ont-ils des problèmes avec leurs postes de radio? des ennuis avec leurs circuits électriques? Pas d'affolement: Einstein et Cie s'occupe de tout! Sans doute cet environnement peu commun, bourré de bobinages et d'appareils électriques en tout genre, constitue-t-il l'une des sources de l'engagement d'Einstein sur les voies de la physique? Un jour, alors qu'il avait tout juste quatre ans, il découvrit grâce à son père une boussole magnétique. Il resta des heures devant l'objet, littéralement fasciné, comme en préparation lointaine de ses fameux articles de 1905 sur l'électromagnétisme...C'est probablement aussi sans doute de cet antécédent familial qu'Einstein a tiré son penchant pour des activités d'inventeur quasi-clandestines: il a déposé de nombreux brevets et, entre autres choses plus ou moins insolites, a mis au point plusieurs types de réfrigérateurs, notamment le fameux "réfrigérateur Einstein", en 1926." (on peut encore l'écouter expliquant lui-même les fondements de la relativité sur un des rares enregistrements encore disponibles datant de 1948. http://www.aip.org/history/einstein.).
En 1921, Einstein obtenait le prix Nobel (non pour la relativité, mais pour l'explication de l'effet photoélectrique). La science est dorénavant dominée par la toute-puissante "théorie de la relativité." Comme beaucoup, il est hostile à cette idée saugrenue d'un "commencement de l'univers" parce qu'alors, inéluctablement, le cosmos doit avoir une fin. Cette perspective lui faisait littéralement horreur. Les galaxies pouvaient être en mouvement; l'Univers dans son ensemble était immobile, immuable, il n'avait ni commencement ni fin.
Pourtant, en 1922, Alexander Friedmann, jeune mathématicien et météorologue russe alors totalement inconnu, va bouleverser dette vision. Il a passé plusieurs années de guerre comme ingénieur en balistique et aurait (a-t-on raconté), survolé en 1916 les tranchées où se terrait un artilleur allemand, qui allait mourir quelques semaines plus tard sur le front russe, Karl Schwarzschild, dont les travaux pionniers sur les trous noirs allaient susciter l'admiration d'Einstein et aussi celle de Friedmann. Un beau jour, presque par hasard, Friedmann tombe sur un article qui va faire basculer sa vie: les équations du champ de la relativité. Il est ébloui par la beauté des équations et presque incrédule face à l'immense portée de ce qu'il vient de découvrir. Mais très vite, il s'aperçoit que quelque chose ne va pas, comme si ces équations étaient "forcées", comme si Einstein avait voulu leur faire dire ce qu'elles ne pouvaient pas prédire. Après s'être plongé jour et nuit pendant des mois dans les calculs, il finit par extraire une nouvelle solution des équations d'Einstein qui plongea ses collègues dans l'embarras: Elle dit le contraire de ce qu'énonce Einstein. Sans se décourager, en juin 1922, Friedmann envoie un article à la revue allemande Zeitschrift für Physik et en 1923, il publie un livre L'Univers comme espace et temps dansEssais de Cosmologie (livre de Friedmann et Lemaître). Et c'est le choc pour les rares lecteurs. On y lisait que: "en des temps reculés, des milliards d'années dans le passé, l'Univers avait probablement connu un début, une époque où il était contracté "en un point" (de volume nul), puis à partir de ce point il avait augmenté de rayon." Très irrité par l'article de 1922, Einstein le jettera au panier sans répondre au courrier que lui avait envoyé Friedmann. Ce n'est qu'au mois de mai 1923 que sur l'insistance de ses collègues, pour lesquels l'issue ne faisait aucun doute, qu'Einstein finira par adresser une lettre à Zeitschrift für Physik: "j'ai fait une erreur, de calcul dans mes critiques. Je considère à présent que les résultats de Friedmann sont corrects et apportent un nouvel éclairage".
Mais la plupart des savants demeurent persuadés dans ces années 1920 que l'Univers est fixe. Dans ce climat de scepticisme général, l'épisode suivant se déroule avec un jeune chanoine, ignorant les travaux de Friedmann et qui propose à son tour une nouvelle solution des équations d'Einstein. En 1927, Georges Henri Lemaître publie dans un journal belge une conclusion sans appel: "l'Univers n'a aucune autre possibilité que de grandir à chaque instant, c'est à dire d'être en expansion. Einstein, "plutôt affable et tolérant", le rabroue pourtant: "Vos calculs sot corrects mais votre physique est abominable." Cela ne décourage pas Lemaître qui publie en 1931 ses idées dans la revue nature, déjà très réputée à l'époque: "nous pouvons concevoir que l'espace a commencé avec l'atome primitif et que le commencement de l'espace a marqué le commencement du temps". Le commencement du temps? C'est encore plus difficile à admettre que l'idée d'expansion. Comment un chanoine ne pouvait pas être influencé par le dogme de la création? En effet, Lemaître écrit: "l'évolution du monde peut être comparée à un feu d'artifice qui vient de se terminer. Quelques mèches rouges, cendres et fumées. Debout sur une escarbille mieux refroidie, nous voyons s'éteindre doucement les soleils et cherchons à reconstituer l'éclat disparu de la formation des mondes."La théorie du big bang était née. Le pape Pie XII lance en 1951 son célèbre fiat lux: "Il semble en vérité que la science d'aujourd'hui, remontant d'un trait des millions de siècles, ait réussi à se faire témoin de ce fiat lux initial, de cet instant où surgit du néant avec la matière un océan de lumière et de radiations, tandis que les particules des éléments chimiques se séparaient et s'assemblaient en millions de galaxies."
Que sait-on aujourd'hui de cet atome primitif? On peut dire peu de choses pour ne pas dire presque rien sur le pourquoi de ce feu primitif né il y a plus de 13 milliards d'années dans une "explosion" d'une énergie colossale déferlant à la vitesse de la lumière dans le néant, en une infime fraction de seconde. L'Univers observable, qui pèse alors 20 microgrammes est tellement comprimé que son volume est des milliards de milliards de fois plus petit qu'une particule élémentaire. De quoi est-il fait? Nul ne le sait vraiment. Dans la théorie des cordes (ou théorie des cordes), on parle de cordes vibrant dans un espace à 11 dimensions, d'autres de membranes ou de branes (ou brane, ou brane) et d'autres de phénomènes dont l'étrangeté dépasse tout ce que nous pouvons imaginer. La seule chose, incompréhensible qu'on puisse dire, c'est que ce mystérieux objet primordial "semblait déjà contenir", sous une forme indéchiffrable, les propriété qui lui permettraient d'engendrer, dans un avenir insondable, nous-mêmes, nos parents, notre environnement avec la terre, les étoiles et les galaxies par centaines de milliards.
Ce que nous en savons se traduit dans les théories du "pré-Bing Bang", comme celle des frères Bogdanov, par l'espace, la matière et le temps qui ont émergé à l'instant même du Big Bang, au temps de Planck (10-43 secondes). C'est à cet instant que commence le temps réel, celui de nos montres et nos horloges. Mais avant? Y avait-il quelque chose, un temps "différent" et qui aurait, en certain sens peut-être "codé" l'évolution de l'Univers? Une façon différente de voir le pré-big bang émane de Xavier Sallantin dans son livre "le monde n'est pas malade, il enfante" et son blog où il évoque le génome de l'univers.
Pour les frères Bogdanov, l'espoir, c'est qu'en appliquant les nouveaux instruments algébriques que sont les groupes quantiques, on puisse mieux comprendre l'Univers à cet instant là. Pourtant, l'un des meilleurs spécialistes de expert des groupes quantiques, Sahn Majid("quantum spacetime and physical reality") se montre pessimiste: "Lorsque l'Univers ne mesure que 10-33 cm, notre capacité théorique de compréhension s'effondre et par conséquent la physique théorique est incapable de répondre à la question de la création".
Après Einstein, en passant par Friedmann, nous faisons un arrêt à Motl, jeune physicien de Harvard qui, en 2008, a consacré un ouvrage à l'origine de l'Univers où il évoque diverses hypothèses concernant l'Univers avant le big bang, dont celle des frères Bogdanov. Il écrit: "La singularité initiale renvoie à un "point" mystérieux et unique, issu d'un lieu totalement inconnu où toutes les lois de la physique s'effondrent et " Une anecdote à propos de livre des Bogdanov: il écrit "en substance" connectez vous à internet, cherchez l'expression "initial singularity". On constate que le nombre indexées dépasse le deux millions. Et, chose étonnante, la première renvoie à un article des frères Bogdanov.Il a été publié en 2001, dans les pages d'un journal scientifique, plutôt prestigieux, sous le titre "Typological Field Theory of the Initial Singularity of Spacetime".De manière assez surprenante, cet article est depuis des années, le champion sur Google de tous les articles qui contiennent l'expression "singularité initiale."
Pour la majorité des physiciens, l'approche de la singularité initiale est ce lieu unique de l'Univers où tous les "marqueurs" de notre réalité (température, force de gravitation, densité...) deviennent infinis. Ce n'est pas l'avis des frères Bogdanov, essentiellement parce que les infinis ne peuvent pas faire partie d'une théorie physique (je me pose la question: est-ce décidable?). Pour eux, la singularité initiale n'est pas un phénomène physique qui existerait dans le temps réel, mais une sorte d'être mathématique. Dans ce cas, elle n'est pas dotée d'énergie, énergie qui serait infinie, mais de tout autre chose. Et c'est dans cet "autre chose" que se situe le secret du commencement du temps....?
5) Vers l'information.
Ordinateur quantique: le microprocesseur.
a) Depuis 1999, des scientifiques d'un nouveau genre sont apparus, révolutionnaires dans leurs méthodes et dans leurs buts: Seth Lloy, l'un des pères des ordinateurs quantiques, David Deutsch, l'inventeur du courant "it from qubit", Sephen Wolfram, le concepteur de Mathematica et promoteur du "programme Univers"...
*DavidDeutsch souscrit à l'interprétation des multivers en matière de mécanique quantique à la suite du physicien Hugh Everett. Selon lui ces multivers seraient l'une des 4 composantes de l'étoffe de la réalité. Il est l'auteur du livre L'étoffe de la réalité (The fabric of reality), caractérisé par un certain sens de la formule.
*programme Univers: Can we simplify the universe into a single computer program? That is the question physicist, programmer, businessman, and all-around Renaissance man Stephen Wolfram has dedicated his career tosolving. "We look at the universe. We look at physics. We look at nature. The question is, is there ultimately some simple rule that determines everything that happens in our universe? Is there some ultimate theory of physics that will allow to sort of hold in our hand some specification of everything about our universe and everything about the history of our universe?"
b) Si cette nouvelle scienceparaît chimérique, ses fondations sont très solides, autant que ses promoteurs.Sa source profonde remonte au au 19ème siècle avec l'Êcossais James Clerk Maxwell; du King's College, Ludwig Boltzmann, de l'université de Vienne, Josiah Wilbard Gibbs, de l'université Yale (le découvreur de l'état Gibbs). Ils ont découvert la "mécanique statistique' ou (physique statistique). Celle-ci n'est utilisable et compréhensible qu'en temps imaginaire, (le-temps-une-4eme-dimension-imaginaire?) . Entre 1960 et 1900, ils ont été les premiers à montrer que le concept d'information pourrait bien constituer le "fonds ultime de l'Univers en opérant entre un rapprochement entre le concept plutôt vague d'information, et celui, rigoureux, d'entropie. En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état introduite en 18651 par Rudolf Clausius dans le cadre du deuxième principe de la thermodynamique, d'après les travaux de Sadi Carnot2. Clausius a montré que le rapport Q / T (où Q est la quantité de chaleur échangée par un système à la température T) correspond, en thermodynamique classique, à la variation d'une fonction d’état qu'il a appelée entropie, S et dont l'unité est le joule par kelvin (J/K). La thermodynamique statistique a ensuite fourni un nouvel éclairage à cette grandeur physique abstraite : elle peut être interprétée comme la mesure du degré de désordre d'un système au niveau microscopique. Plus l'entropie du système est élevée, moins ses éléments sont ordonnés, liés entre eux, capables de produire des effets mécaniques, et plus grande est la part de l'énergieinutilisable pour l'obtention d'un travail ; c'est-à-dire libérée de façon incohérente. Ludwig Boltzmann a exprimé l'entropie statistique en fonction du nombre Ω d’états microscopiques, ou nombre de configurations (ou nombre de complexions), définissant l’état d'équilibre d'un système donné au niveau macroscopique : c'est la formule de Boltzmann.
On sait aujourd'hui que l'entropie d'un système correspond au nombre de bits d'information encodés dans les composants élémentaires, les particules de ce système. Mais qu'est ce qu'un "bit d'information"? Pour un ordinateur, quand on cherche un modèle performant, on s'interroge sur sur la capacité de sa mémoire, c'est à dire combien de bits elle peut stocker. On peut dire qu'un système comporte un bit d'information s'il possède deux états possibles, 0 et 1 Chaque molécule d'air comporte ainsi environ 40 bits d'information.
c) Alors, qu'est que le "It from bit"? (ce qui découle de l'information)
Un siècle plus tard, après ces pionniers du 19ème siècle, un des premiers qui ira plus loin dans ce domaine inconnu est Jonh Wheeler. On lui doit de nombreux travaux en physique théorique, notamment en fission nucléaire, dont il fut le premier à mettre au point le modèle, en collaboration avec Niels Bohr en 1939, qui leur valurent la Médaille Franklin en 1969.
Faisant partie des derniers collaborateurs d'Einstein, Wheeler essaya de terminer le projet de théorie unifiée de ce dernier. La géométrodynamique fut fondée dans ce but, explorant la piste selon laquelle tous les phénomènes physiques, telle la gravitation ou l'électromagnétisme, pourraient se réduire aux propriétés géométriques d'espaces-temps courbés. Sa théorie ne parvenant pas, entre autres, à expliquer l'existence des fermions ou des singularités de la gravitation, Wheeler l'abandonna dans les années 1970.On lui doit de nombreux travaux en physique théorique, notamment en fission nucléaire, dont il fut le premier à mettre au point le modèle, en collaboration avec Niels Bohr en 1939, qui leur valurent la Médaille Franklin en 1969.
Avec le physicien allemand Carl Friedrich Won Weizsäcker, puis Rolf Landauer, théoricien d'IBM, Jonh Wheeler annoncé la naissance d'une nouvelle discipline la "physique numérique" dont le contenu est résumé par sa célèbre formule: "it from bit". "It from bit "symbolise l'idée que chaque élément du monde physique, au niveau le plus profond, a une source et une explication immatérielle"..."Chaque chose existante - chaque particule, chaque champ de force, jusqu'au continuum d'espace-temps lui-même - tire entièrement sa fonction, sa signification, son existence même de choix binaires, de bits. Ce que nous appelons le réalité provient, en dernière analyse , du fait de poser des questions de type oui/non".
Aujourd'hui, de grands noms de la physique, comme le prix Nobel Gérard't Hooft, un de ceux qui ont compté pour la préparation de la thèse des Bogdanov, développent des idées nouvelles autour de ce thème de "physique numérique". Gérard't Hooftest co-lauréat avec Martinus Veltman du prix Nobel de physique de 1999 « pour l'élucidation de la structure quantique des interactions électrofaibles en physique1 ». Il a notamment développé un modèle mathématique qui a permis aux scientifiques de prédire les propriétés des particules subatomiques qui constituent l'univers et des forces fondamentales à travers lesquelles elles interagissent. Il a introduit la notion d'instanton dans les années 1970.
Même si toutes hypothèses semblent inspirées par l'imagination sans limite de quelque auteur de science-fiction, elles ont le mérite de susciter des questions fondamentales qui renouvellent de fond en comble notre manière de penser les phénomènes, le temps et son commencement, et plus globalement le destin de l'Univers tout entier.
6) Le calcul de l'Univers?
Trente ans plus tard, ce qui n'était qu'une idée vague est devenue réalité avec la mise au point des ordinateurs quantiques. Pour Seth Loyd, qui se veut optimiste, ("les ordinateurs quantiques que nous avons construit, mes collègues et moi-même atteignent déjà ce stade: chaque atome enregistre un bit d'information"). Mais, pour lui, c'est l'Univers entier qui doit être vu comme un gigantesque ordinateur. Il semble "calculer" à chaque instant la réalité dans laquelle nous vivons: La chaise sur laquelle je suis assis serait calculée - et recalculée - d'une seconde à l'autre. "Et heureusement!" ajoute-t-il, car si ce calcul perpétuel s'interrompait, ne serait-ce qu'un instant, la chaise s'éparpillerait en une poussière d'atomes ("Computational Capacity of the Universe").
7) Lloyd et le théorème du singe.
En 1860, juste après la parution de l'ouvrage de Darwin,De L'origine des espèces,une violente querelle a opposé le biologiste et philosophe Thomas Huxley à l'évêque et mathématicien Samuel Wilberforce. Ce dernier avait apostrophé publiquement Huxley en lui demandant s'il descendait du singe par son père ou par sa mère! Furieux, Huxley lui avait répondu: "Je préfère être le descendant d'un misérable singe que celui d'un grand homme qui met ses dons intellectuels considérables au service du mensonge". Thomas Huxley était un ami proche de Darwin et il défendait l'idée (reprise plus tard vers1907) par le mathématicien français Emile Borel selon laquelle l'évolution de la vie et, plus généralement celle de l'univers, était entièrement gouvernée par le hasard. Expert en calcul des probabilités, il avait proposé, afin d'illustrer le rôle plein du hasard, l'amusant paradoxe des singes savants: Un groupe de singes, en tapant au hasard sur une machine à écrire, finirait par écrire tous les livres de la Bibliothèque Nationale de France (pourvu qu'ils aient assez de temps devant eux).
Dans techno-sciences.net, on trouve: Le paradoxe du singe savant est un théorème qui affirme qu’un singe qui tape au hasard sur le clavier d’une machine à écrire pourra presque sûrement écrire tous les livres de la Bibliothèque nationale de France. Dans l’adaptation du théorème en langue anglaise, le singe pourra presque sûrement dactylographier tous les travaux réunis de William Shakespeare.
Le résultat fut présenté par Émile Borel en 1909 dans son livre de probabilités. Ces " singes " ne sont pas des singes réels, et ne se comportent pas comme de vrais singes ; ils sont plutôt une métaphore vivante pour une machine abstraite à produire des lettres dans un ordre aléatoire, par exemple un ordinateur et/ou un générateur aléatoire connecté(s) à une imprimante.
Il a été démontré depuis, que cette proposition était fausse. A moins de disposer d'un temps infini, les singes ne produisent que des suites de lettres sans signification. Mais, la situation se présente différemment si les singes, au lieu de taper sur une simple machine à écrire, utilisent un ordinateur: Dans ce cas, comme l'énonce Seth Lloyd,"des singes tapant au hasard sur un ordinateur, ont une probabilité raisonnable de produire n'importe quelle forme calculable d'ordre qui puisse exister". Il est alors possible d'appliquer cette explication à l'origine de la complexité dans l'Univers. Il suffit pour cela de considérer que l'ordinateur n'est autre que l'Univers lui-même! Quand aux singes, remplaçons les par les lois de la mécanique quantique. Et Lloyd conclut: "Chaque particule élémentaire, chaque photon, chaque électron enregistre un certain nombre de bits d'information. Et à chaque fois que deux particules élémentaires entrent en collision, elle échangent des bits. L'Univers calcule." Ainsi, selon Lloyd, bien avant d'être enrichi par l'information crée par l'homme, l'Univers était déjà, (dès l'origine) un fantastique système d'informations entrelacées tressées les unes aux autres au sein de notre réalité".
8) L'Univers binaire.
Dans cette perspective "numérique" de la réalité, tous les objets qui nous entourent, notre chien, notre voiture, tous nos amis, leur culture, la vie qu'ils mènent... se réduisent en fin de compte à des "bits" d'information, des suites plus ou moins longues de 0 et de 1. Stephen Wolfran, théoricien surdoué, va plus loin avec son fameux programme de calcul algébrique Mathématica (Il obtint sa thèse de doctorat en physique des particules à l'âge de 20 ans). Il a lancé "Wolfran Alpha", un moteur de recherche révolutionnaire fondé sur le langage naturel et doté d'une véritable intelligence artificielle, innovation qui pourrait devenir aussi importante que Google. Selon Wolfan, l'Univers est par essence numérique et se réduit à ensemble de lois fondamentales. Ces lois reposent sur ce qu'il appelle une "science d'un nouveau type": elles pourraient être entièrement décrites par des programmes simples apparentés aux "automates cellulaires" (sur lesquels il a travaillé avec Richard Feymann). Cette idée avait déjà été abordée dans le passé par Jonh Von Neumann, mais Wolfran va beaucoup plus loin en affirmant que de tels systèmes représentent un exemple de ce qui se passe au fondement même de la réalité.
9) Une information au fond des trous noirs.
(vidéo vu chez le Dr Goulu)
Une étape, plus importante encore, vient renforcer cette convergence entre physique et théorie de l'information. Depuis quelques années est apparue en physique une idée troublante (si forte qu'elle a provoqué un revirement de Sephen Hawking) entre les trous noirs et la notion d'information. Jusqu'à une date très récente, on pensait qu'un objet tombe dans un trou noir il serait englouti, entièrement détruit jusqu'à la dernière particule et... tout bonnement effacé de l'Univers. On pense maintenant que "quelque chose " survit à l'engloutissement. Ce "quelque chose serait l'information caractérisant l'objet disparu (sa forme; sa couleur, ses composantes innombrables...), qui survit à la catastrophe. Selon les physiciens, elle pourrait même être entièrement restituée par le trou noir après son évaporation. En 2004, Hawking a publié un article dans Physical Rewiew dans lequel il reconnaît avoir perdu son pari engagé des dizaines d'années auparavant (jusqu'en 2004, il avait défendu l'idée selon laquelle l'information d'un objet était irrémédiablement perdue dans le trou noir).
Dès lors, si nous acceptons l'idée que l'Univers a commencé sous la forme d'un point, une singularité initiale dont l'échelle était nulle, n'est-il pas tentant d'établir une relation entre la singularité initiale de l'Univers et la singularité finale (big crunch) des trous noirs? ne peut-on pas comparer ces deux phénomènes dont les propriétés semblent identiques? Si on admet avec Hawking que la singularité du trou noir conserve une information n'est-il pas plausible de considérer l'existence d'une information primordiale, une information conservée au voisinage de la singularité initiale de l'univers (C'est le questionnement des frères Bogdanov. Sans être expert il me semble que ce questionnement ne doit pas être rejeté à priori comme illégitime ou absurde. J'aimerais s'il est contredit, en voir l'argumentation).
Continuons donc cette approche avec les deux frères. En 1991, étudiants à l'université de Bordeaux, ils ont publié les fondements de leur modèle: d'une part, l'émergence dune cinquième dimension de temps imaginaire à l'échelle de Planck, d'autre part, l'existence d'une sphère à 3 dimensions comme bord de notre espace-temps. Cette sphère, également bord de l'espace dit "euclidien", dont la quatrième dimension est imaginaire, concentre toutes les données, c'est à dire les informations, caractérisant les deux espaces (en premier lieu l'espace-temps, dont elle est le bord). Cette proposition était alors très spéculative.
Mais en 1998, sous l'impulsion du futur Prix Nobel Gérard's Hooft, une nouvelle théorie intéressa de plus en plus de chercheurs: "le principe holographique" (ou voirforums.futura-science (principe-holographique) ou jean zin.-la-theorie-holographique-de-la-gravitation . Cette approche permet d'envisager l'idée apparemment inaccessible à la physique d'un "code à l'origine" et l'existence possible d'une cinquième dimension. Ce nouveau principe énonce que Toutes les informations de l'espace-temps, toutes, pourraient être lisible sur le bord à trois dimensions de notre univers. C'est en effet fascinant d'imaginer que l'information initiale pourrait être recueillie à chaque instant au bord de notre espace-temps, dans l'espace à trois dimensions dans lequel nous vivons. On peut en avoir une idée à travers un exemple simple: de même que l'image visible à la surface d'un écran de télévision n'est que la projection d'une réalité dont la source est ailleurs, le bord de notre espace-temps pourrait recueillir des informations dont la source serait située à l'origine.
Le principe holographique en physique est une conjecture spéculative dans le cadre de la théorie de la gravité quantique, proposée par Gerard 't Hooft puis améliorée et promue par Leonard Susskind. Cette conjecture propose que toute l'information contenue dans un volume d'espace peut être décrite par une théorie qui se situe sur les bords de cette région. Par exemple, une pièce donnée d'une maison et tous les événements qu'elle contient pourraient être modélisés complètement par une théorie qui prendrait en compte uniquement ce qui se passe au niveau des murs de cette maison. Le principe holographique dit aussi qu'il y a au plus un degré de liberté (ou une constante de Boltzmann k, unité d'entropie maximale) pour chaque ensemble de quatre aires de Planck, ce qui peut être écrit comme une limite de Bekenstein : , où S est l'entropie et A l'aire considérée.
jean zin(qui est Jean Zin?: (wikipedia) dans son article la théorie holographique de la gravitation en donne une explication très intéressante. "L'hypothèse d'un monde quantique réduit à 2 dimensions spatiales (comme la surface d'une feuille) n'est pas vraiment nouvelle, proposée par le prix Nobel Gerard 't Hooft depuis 1974 sous le nom de "principe holographique" :
"De même qu'un hologramme peut reproduire une image tridimensionnelle à partir d'un film bidimensionnel spécial, tous les événements physiques que nous rencontrons pourraient n'être correctement encodés que par des équations définies dans un monde de plus basse dimension" (L'univers élégant, Brian Greene, Laffont, 2000, p446). "Le principe holographique ne signifie pas que chaque partie contient le tout comme dans un véritable hologramme, et comme d'autres spéculations théoriques peu rigoureuses le prétendent, mais qu'il y a une dimension en moins".
Mais un paradoxe se dessine: Si le second principe de la thermodynamique s'applique à l'Univers entier, cela veut dire que l'entropie (le désordre), augmente à mesure que le temps passe. Et puisque l'information est l'inverse de l'entropie,la flèche du temps implique que l'information globale de l'univers diminue avec le temps. Mais alors, comment lier cette "diminution de l'information" avec l'augmentation locale de l'ordre (la formation des planètes, l'apparition et l'évolution de la vie...). Comment résoudre ce paradoxe gênant?
En introduisant une distinction entre les deux types d'information situés..."aux deux bouts de l'Univers": l'une est à l'origine, l'autre, à la fin. Virtuellement infinie à l'instant zéro, cette information initiale "vit" dans le temps imaginaire. C'est elle qui dans le modèle de type pré-Big Bang des Bogdanov, "code" l'Univers avant le Big bang. On peut prendre l'image l'information génétique qui "code" un organisme vivant avant sa naissance. Or, à "l'autre bout" de cette information initiale plongée dans le temps imaginaire, il y a une deuxième forme d'information qui, au contraire "vit" dans le temps réel. Elle correspond à l'information finale, à ce qu'on appelle habituellement "la complexité". Cette dernière est naturellement faible au moment du Big Bang(un bit seulement selon Seth Lloyd), et ne cesse d'augmenter pour atteindre aujourd'hui (selon seth Lloyd et d'autres), 10120 bits environ. On peut donc dès lors comprendre toute l'histoire de l'Univers comme une transformation de l'information initiale en information finale. On peut reprendre l'exemple d'un DVD dans lequel est inscrite "toute l'histoire" du film. Il suffit de mettre le disque en lecture pour que l'information qu'il contient soit progressivement délivrée dans le temps réel. A la fin du film, le spectateur "connaît" le scénario. Il aura acquis l'information initiale (devenue pour lui information finale). Ainsi, tout se passe un peu comme si l'Univers était en train d'acquérir, au fil des milliards d'années, de plus en plus d'information. Le cosmos semble donc contraint à recomposer, au cours d'une histoire immensément longue, l'information initiale d'avant le Big Bang.
Le temps imaginaire dont il est question n'est ni une convention abstraite, ni une commodité de langage, il s'agit d'une réalité sur la quelle repose des phénomènes physiques déconcertants.
11) Les moteurs mathématiques.
Ces questions apparaissent à l'horizon de certaines théories physiques et dans la pensée contemporaine. le chercheur autrichien, Herwin Schrödinger, Prix Nobel de physique, père de la célèbre "équation de Schrödinger" en mécanique quantique, était déjà conscient de cet horizon dès les années 1940. Dans son ouvrage prophétique, Qu'est-ce que la vie? publié bien avant la découverte de l'ADN, il est le premier à parler de ce qu'il appelle le "code de l'hérédité". Il suggère que les lois de la mécanique quantique pourraient déterminer jusqu'à la stabilité de l'information génétique. Selon ses hypothèses, les mutations génétiques pourraient être causées par les fluctuations quantiques. Et il "sous-titre": "de la physique à la biologie" ce qui établit en fait la toute première fondation de de cette science nouvelle qu'on appelle maintenant la "biophysique". Une autre chose étonnante concerne le russe Georges Gamow. Ses travaux ont été fortement influencés par son premier Maître, Alexander Friedmann. Cet héritage a fait de Gamow l'un de ceux qui ont le plus contribué à la théorie du Big Bang: dès les années quarante, il a prédit l'existence du rayonnement fossile, véritable "relique cosmologique" dont les satellites Cobe et WMAP nous ont transmis des images inoubliables, le rayonnement fossile qui nous vient d'un univers qui n'était âgé de 380 000 ans. Ce que l'on sait moins, c'est que Gamow a apporté à la biologie l'une des clés qui ont permis de déchiffrer le code génétique. Il a été le premier à proposer que les quatre bases de l'ADN soient regroupées 3 par 3 pour former les 20 acides aminés intervenant dans la synthèse de toutes les protéines d'un organisme. Pourquoi cette suggestion de triplet? Pour des raisons purement mathématiques: parce que 3 est le plus petit nombre entier n tel que 43 soit supérieur à 20, le nombre des acides aminés.
Au sujet de "moteur mathématique" sous-jacent à l'évolution, Fred Hoyle, en lutte avec Gamow quant à l'existence du Big Bang, était d'accord avec lui sur un point essentiel: la vie n'avait pas surgi par hasard de l'océan primitif. Il répétait ce chiffre à qui voulait l'entendre: la possibilité que l'ADN se soit assemblée par hasard est de un sur 10 40 000 (1 suivi de 40 000 zéros), chiffre fantastiquement plus grand que le nombre de particules élémentaires de l'Univers (10 80).
12) Conclusion (?)
Ce qui est frappant dans ce qui précède, c'est la découverte d'un "moteur mathématique", un ordre à l'oeuvre dans les processus que l'on croit habituellement dominés par le hasard (rappel: le mot "cosmos" veut dire ordre". Avec les frères Bogdanov, est-il absurde de chercher une équivalence nouvelle, prolongeant celle qu'Einstein a mis en évidence entre la matière et l'énergie dans son illustre formule E=mc2. il existe peut-être une autre équivalence fondamentale. S'il est possible d'échanger de la matière contre de l'énergie, ne peut-on pas envisager qu'on puisse échanger de l'énergie contre de l'information?
Dans les articles suivants, je poursuivrai cette lecture du livre des Bogdanov, afin de "mieux comprendre cet ordre sous-jacent à partir duquel se déploie la réalité. Jusqu'à entrevoir, peut-être, cet "esprit" qui se manifeste dans les lois de l'Univers, comme l'a écrit Einstein à un enfant le 24 janvier 1936". La trace de cet ordre fondamental se trouve sans doute au voisinage de la singularité initiale de l'espace-temps. En fait, personne ne sait comment l'Univers a commencé. Aucune théorie n'est plus exacte qu'une autre. La raison en est que le "commencement du monde" est un phénomène extrêmement difficile à comprendre et à décrire (s'il ne fait pas partie des mystères qui sont au-delà notre compréhension?). Isabelle Stenger, philosophe des sciences et professeur à l'université libre de Bruxelles, observe qu'il s'agit peut-être là du "Graal de la physique". Au bout de la recherche, avant que le premier atome de réalité n'émerge du néant(?), cette trace fulgurante, énigmatique, d'une harmonie à l'instant zéro portait peut-être en elle l'image d'un ordre profond, d'un degré infiniment élevé qui allait orienter le cosmos, le réaliser, et finalement lui donner un sens, comme le pensent les frères Bogdanov.
Compléments à cet article: blogs trouvés en faisant des recherches sur internet pour ce article ainsi que le texte de Xavier Sallantin sur la singularité finale.
Il parle des travaux du Singularity Institute dans la Silicon Valley sur la singularité finale. Elle est envisagée comme prochaine au vu de la montée exponentielle des performances des ordinateurs en matière d’intelligence artificielle.
Je pense que j’ai quelque avance sur eux car depuis 40 ans j’ai inscrit la problématique Béna dans une symétrie et une interaction entre la singularité initiale et la singularité finale. Je n’ai pas cessé d’instruire cette problématique. Elle me semble découler du principe fondamental de symétrie qui fonde les indéterminations quantiques.
Dans une communication lors d’un colloque à Genève en 1992 j’ai proposé d’appeler Mur de Boltzmann le mur qui cache une implosion finale d’information, comme le mur de Planck cache une explosion initiale d’énergie. La constante de Boltzmann est en effet le tiers terme d’accord qui fonde l’équivalence démontrée par Brillouin entre la quantité d’information et la quantité de néguentropie.
C’est la logique trialectique qui est l’outil conceptuel nécessaire pour éclairer cette équivalence et ce bouclage interactif de l’histoire de l’Univers. Les brillants "singularitariens" de Californie ne semblent pas avoir compris que leur vision d’un Oméga exige l’élucidation de la logique d’un processus d’informatisation amorcé en Alpha dès le Big Bang. Il reste que leur audace téléonomique rejoint la mienne et que je me sens moins seul.
Remarqué aussi dans le même numéro du Monde le "manifeste" de Salim Abdelmadjid . Deux signes d’un réveil. Il est grand temps. Amitiés à tous.
Ma réponse à cet article de Xavier Sallantin: J'ai trouvé cet article très intéressant. Il m'a aidé à rédiger un article pour mon blog sur le livre des frères Bogdanov "au commencement du temps".
J'avais lu le livre de Xavier Sallatin "Le monde n'est pas malade, il enfante" dans les années 1990. Il avait fortement influencé mes réflexions.
Questions résolues: Qu'est-ce que le subprime?Meilleure réponse - Choisie par les votants
Finalement les subprimes c’est l’histoire de vilains banquiers ….
Ben oui tu prêtes cher (et a taux variable) à une personne « limite » en te disant que de toutes façon s’il ne paie pas, tu fais une super affaire
Par « limite » je veux dire sans apports, et avec des mensualités au maximums par rapport a son revenu
Explication
Marcel achète une maison 100
Il rembourse 20
Reste 80 que Marcel ne sait plus payer
Et là le vilain banquier dit : « chic, chic, chic «
J’ai une maison qui me coute 80
Sauf que l’immobilier augmentant je vais la revendre 150 = « bingo »
Sauf que le vilain banquier a cru malin de prévoir une hausse des taux d’intérêts
Et que les taux ont augmenté un peu trop vite
Et que ce n’est pas 1 mais des milliers de Marcel qui ne peuvent plus payer …
Et le vilain banquier se retrouve avec beaucoup de maisons pas chères sur les bras
alors, il sature le marché
Brade ces maisons a 90 (de toutes façon il les a eut pour 80, même si la même maison vaut 150 : il gagne même a 90) tant pis pour les autres
Et comme il n’est pas seul, il arrive un moment ou il brade ces maisons à 70
Parce que le consommateur ce dit « j’attends encore un peu, cela va baisser encore lus »
Oui mais le banquier qui viens de faire une moins value sur sa maison revendu 70 avait lui aussi emprunté de l’argent qu’il ne sait plus rembourser ……
Du coup tout s’écroule
Et nous on ramasse la merde
II) Qu'est-ce qu'une Subprime ou crédit Subprime ?
Une subprime (subprime loan ou subprime mortgage) est un crédit à risque (prets immobiliers) offert à un emprunteur au revenu modeste avec un taux d'intéret élevé. Ce ou ces crédits fait peser un risque de solvabilité sur ces ménages. En 2006, les crédits "subprime" ont représenté 24% des nouveaux crédits immobiliers octroyés aux Etats-Unis.
Ces prêts à des personnes à la cote de crédit insuffisante ont participé à la création d'unebulle immobilière qui elle-même nourrissait la bulle de crédits : tant que l'immobilier augmente, la maison acquise et mise en hypothèque assure que l'opération ne peut que bien se terminer, puisqu'en cas de défaillance, on pourra rembourser le crédit en vendant la maison.
Malheureusement pour les établissements de créances, le prix de l'immobilier à plongé aux Etats-Unis. Puis, les taux d'intérets très bas en 2001 (1%) ont augmenté jusqu'à 5%, ce qui a provoqué l'insolvabilité des clients, l'impossiblité de rembourser leurs prêts. Le salaire de ces personnes ne suffisait plus à rembourser leurs dettes.
Publié le 03 octobre 2008 par Kak94 (dans OBSERVATOIRE CITOYEN EST AUSSI VOTRE BLOG)
Partie du secteur du crédit immobilier américain, la crise du "subprime" a d'abord eu des conséquences sur la sphère financière locale. Mais elle a pris de l'ampleur, diffusant aux autres grandes places financières, ainsi qu'à des sociétés non financières américaines comme non américaines.
Dossier réalisé par Marianne Bliman, avec Julie Carceller 1. Qu'est-ce que le "subprime" ? Les crédits "subprime" sont des prêts immobiliers accordés à des ménages américains aux revenus modestes. Si les mensualités de remboursement sont abaissées les premières années, ces prêts sont consentis à des taux d'intérêt variables et de niveau élevé. Ces conditions d'octroi font peser un risque de solvabilité sur ces ménages. En raison de la fragilité de leur situation financière, ceux-ci peuvent en effet se retrouver en situation de ne plus pouvoir faire face aux échéances de remboursement de leur crédit immobilier. Le Center for Responsible Lending chiffre à quelque 20% la proportion, aux Etats-Unis, d'emprunteurs "subprime" qui pourraient perdre leur logement.
En 2006, les crédits "subprime" ont représenté 24% des nouveaux crédits immobiliers octroyés aux Etats-Unis. En fin d'année, leur encours atteignait près de 13% du total des crédits hypothécaires aux Etats-Unis (10.200 milliards de dollars), contre 8,5% en 2001.
2. Les mécanismes de la crise
La hausse des taux d'intérêt directeurs de la Réserve fédérale (Fed) a entraîné celle des taux des crédits immobiliers outre-Atlantique. En effet, confrontées à un coût de l'argent plus élevé pour financer leurs besoins, les banques ont répercuté ces conditions plus sévères sur leur clientèle.
Parallèlement, l'assèchement de la demande de biens immobiliers a tiré les prix de ces derniers vers le bas, entraînant du même coup une diminution de "l'effet richesse" des ménages - la valeur de leurs appartements et maisons ayant baissé, leur richesse potentielle s'est en effet amoindrie. La conjonction de ces deux évolutions défavorables a conduit à une hausse des défauts de paiement voire, dans certains cas, des situations d'insolvabilité de foyers. L'impossibilité de rembourser leurs prêts dans laquelle se trouvent ces ménages pèse sur des établissements de crédit spécialisés comme New Century, numéro deux du "subprime" américain confronté à de graves difficultés financières.
3. L'ensemble de la sphère financière gagnée par la défiance
AFP
Ces défaillances ont entraîné des réactions en chaîne sur les marchés. La courroie de transmission : les véhicules de titrisation. Technique financière sophistiquée, la titrisation consiste à transférer des actifs ou les risques de crédit y afférents sous une forme structurée à des investisseurs tiers. Elle donne lieu à une émission de titres sur les marchés de capitaux, adossés aux actifs sous-jacents (crédits hypothécaires, par exemple) et regroupés par "tranches". Certaines de ces tranches incluaient des crédits touchés par des défaillances ou défauts de paiement de ménages. Les investisseurs se sont alors retirés de ces produits qu'ils considéraient comme trop risqués. Conséquence : certains fonds n'ont plus pu être cotés - parmi lesquels trois gérés par BNP Paribas. L'absence de demande pour certains titres contenus dans ces fonds a en effet empêché de calculer la valeur liquidative de ceux-ci - la valeur liquidative résultant de la confrontation de l'offre et de la demande. BNP Paribas IP gèle trois fonds [ 10/08/2007 ] Les opérateurs ont des comportements souvent suivistes et l'information circule très vite sur les marchés. La défiance vis-à-vis des produits de titrisation s'est propagée à d'autres segments de marché, notamment celui des "commercial paper" - titres de créances négociables émis par les entreprises sur le marché monétaire donc de court terme -, qui représentent d'énormes montants. Les investisseurs n'ayant plus confiance dans ces actifs, ils s'en sont retirés - pour se reporter sur des instruments qu'ils jugeaient plus sûrs. Conséquence : cette chute de la demande a entraîné un assèchement de la liquidité sur les marchés.
4. Les banques centrales à la rescousse
Devant ce déficit de liquidités, les banques centrales ont décidé d'intervenir pour casser une spirale baissière des marchés et fournir aux établissements bancaires et financiers les fonds dont ils avaient besoin pour leur activité. Concrètement, elles ont injecté massivement des liquidités dans le circuit monétaire. Au cours de la seule première semaine d'août, par exemple, les instituts d'émission américain, européen et asiatiques ont ainsi mené des actions concertées au cours desquelles elles ont fourni plus de 330 milliards de dollars aux marchés.
L'analyse de Christian de Boissieu, professeur des Universités et président du Conseil d'analyse économique : « La Fed n'hésitera pas à baisser ses taux si nécessaire » [ 13/08/2007 ] L'analyse de Patrick Artus, directeur de la recherche et des études de Natixis : « Les banques risquent un mauvais troisième trimestre » [ 13/08/2007 ] Outre ces injections de liquidités, les banques centrales ont agi via leurs taux d'intérêt directeurs. Le 18 septembre 2007, la Fed a donné un signal fort en réduisant d'un demi point le niveau du taux d'objectif des "Fed funds", son principal taux d'intérêt directeur. Ce taux - que les banques américaines appliquent lors de leurs échanges entre elles pour emprunter des "Fed funds" - a été fixé à 4,75%. Son homologue européenne a également fait preuve de pragmatisme en la matière. Alors que se profilait un resserrement de la politique monétaire dans la zone euro, la Banque centrale européenne (BCE) a, devant les turbulences des marchés, opté pour le statu quo en septembre.
Le visage de Dieu: le titre de ce livre est tiré d'une expression prononcée par l'astrophysicien américain George Fitzgerald Smoot en 1992 lors de l'annonce des résultats de l'instrument DMR du satellite COBE. Cet instrument avait pour objectif de déceler les infimes variations de température du fond diffus cosmologique. Le fond diffus cosmologique peut être vu comme l'écho lumineux du Big Bang, qui a depuis était dilué et refroidi par l'expansion de l'univers. C'est ainsi un rayonnement très froid qui témoigne aujourd'hui de l'époque incroyablement dense et chaude qu'a connue l'Univers par le passé.
Cet entretien (20 novembre 1976), semble surréaliste, comme Dali lui-même sans doute. Cela se passait dans le grand hall de l'hôtel Meurice. Le récit pittoresque des frères Bogdanov, cadre bien avec ce qu'on peut trouver à propos de l'hôtel:
Au début des années 1950, les familles royales ont peu à peu cédé la place aux discrets patrons de multinationales, aux vedettes de l'écran et aux artistes, souvent plus excentriques.
Au nombre de ces derniers, Salvador Dalí, le génie « transcendantal » de l'auto-publicité — qu'un de ses anciens compagnons surréalistes avait surnommé « Avida dollars » — fut l’un des hôtes les plus insolites de l'hôtel. Durant plus de trente années, il occupa un mois par an l'ancienne suite royale d'Alphonse XIII dont il constellait les murs de taches de peinture, tandis que ses ocelotsapprivoisés se faisaient les griffes sur la moquette. Avec lui, le personnel — qui lui était très attaché et qu'il honorait d'étrennes sous forme de lithographies signées de sa « divine main » — ne manquait pas de distractions. Soit qu'il leur demandât de capturer des mouches dans les bosquets des Tuileries ou de lui amener un troupeau de chèvres sur lequel il tirait des balles à blanc ; soit qu'il les priât de jeter sous les roues de sa voiture, à chacun de ses départs, des pièces de vingt centimes, afin qu'il puisse se flatter de « rouler sur l'or » !
Pour un hôtel comme Le Meurice, les désirs des clients — si étranges soient-ils — ne sont-ils pas des ordres ? Avec Dalì, un autre client hors du commun fut la milliardaire et mécène franco-américaine Florence Gould, dont les déjeuners littéraires réunissaient des personnalités aussi contrastées qu'Arletty et François Mauriac, Léautaud et Paul Morand, les Jouhandeau et Roger Peyrefitte. Grâce à elle, Le Meurice abrita l'un des derniers salons littéraires de Paris.
Dali: la persistance de la mémoire.
La Question des frères Bogdanov était liée au questionnement concernant le commencement du temps. Comment se représentait-il les relations entre la science et l'imaginaire? Avec la théâtralité qui le caractérisait Dali déroula des phrases sonores, "fortement accentuées": "Bit! bit! bit! d'informations! J'ai toujours eu envie de broyer un hologramme dans un moulin à café et d'en avaler la poudre afin que dans mon corps le plus profond chacune des cellules qui le composent soit imprégnée de l'information. Dans l'échange le plus insignifiant d'ADN, il y a plus d'information que dans tout l'imaginaire."
Dali venait de dire qu'il était un peintre scientifique. Sa toile intitulée persistance de la mémoire résume peut-être sa pensée. Ce tableau, peint en 1931, représente des montres "molles" en train de fondre, très étrangement, sous soleil.
Il continua: "Dans Persistance de la mémoire, je ne me suis pas contenté de peindre bêtement, comme un singe fou et sans talent qui se prendrait pour un Vélasquez, la dilatation ou la contraction du temps relatif. J'ai laissé tout ça à Einstein. Regardez bien ces montres aux heures ramollies comme du beurre sur table au mois d'août. Le temps y fond à vue d'oeil et il continuera de fondre jusqu'à ce qu'il ait totalement disparu, sans laisser de trace. Dans ce vide débarrassé de lui-même, se trouve le secret du monde". Les Bogdanov ont vu là ce qui les conduirait à chercher, avant le Big Bang, l'infini dans le zéro. Le secret du monde est il dans le vide?
Il naît dans une famille catholique de la bourgeoisie stéphanoise : catholique traditionnel du côté paternel, et catholique humaniste du côté maternel, son grand-père maternel faisant preuve d'agnosticisme. Cette diversité dans les expressions de la foi marque l'originalité de sa pensée. Son frère, Henri Guitton, devint un économiste très réputé.
L'astrophysicienTrinh Xuân Thuân accuse les frères Bogdanoff d'avoir plagié son livre La Mélodie secrète(1988) pour leur livre d'entretien avec Guitton intitulé Dieu et la science. Le procès qui s'ensuit les lave largement de ces accusations9.
Pratiquant la peinture depuis son enfance, il y est fortement conduit et encouragé par Édith Desternes, peintre aux résidences parisienne et charitaine, comme lui aux racines bourbonnaises très fortes (à Moulins et au Veurdre), et qui l'invite à exposer régulièrement ses œuvres à la Galerie Katia Granoff de Paris. Guitton a notamment peint un Chemin de croix pour l'église Saint-Louis-des-Invalides : pour chaque station, pour chaque arrêt en ce chemin, il a réalisé une « toile » – une icône – sur laquelle il a écrit une courte phrase que la peinture éclaire et qui révèle ce qu’il a peint. Jean Cocteau l'a aussi incité à décorer la chapelle des Prémontés à Rome, puisque saint Gilbert, patron du Bourbonnais, avait fondé un monastère relevant de l'ordre des Prémontrés près de Saint-Pourçain sur Sioule10.Jean Guitton est mort en 1999, à 97 ans. Marié sur le tard à Marie-Louise Bonnet (1901-1974), il n'avait pas d'enfants.
la Creuse en ballon
La rencontre a eu lieu dans la "chaumière" de Jean Guitton, dans la Creuse, et, au milieu des collines, la campagne était partout. Il les accueille à la descente de leur hélicoptère par: "Combien de temps vous a-t-il fallu pour arriver jusqu'ici?". Puis sans attendre la réponse: "vous savez, c'est le temps qui compte le plus. Avoir du temps est bien plus précieux qu'avoir de l'espace." Puis les frères Bogdanov lui ont fait prendre place à bord de leur Bell 2006 et ile survolèrent les champs de verdure.
Au retour, jean Guitton a simplement avec un sourire un peu nostalgique: "C'est déjà fini...! Vous savez, je n'aime pas les choses qui se terminent. Je n'aime que les commencements." puis il ajouta d'un air songeur: "Je vis dans le temps qui commence. Car il contient la promesse de tout ce qui va suivre.
Il soutint sa thèse en 1933 (au moment où Dali peignait son fameux tableau), sous le titre Le Temps et l'Eternité chez Plotin et Saint Augustin. Quelle en était l'idée directrice? Y avait-il un point commun entre cette thèse soutenue un demi siècle avant la rencontre de Guitton avec les Bogdanov les montre fondues de Dali et le livre "au commencement du temps"?
Ce jour là, guitton, encore occupé à chercher l'éternité dans l'instant, remontant dans la nuit du Moyen-Âge parlait de Guillaume d'Auvergne, puissant seigneur de l'Eglise, conseiller du roi saint Louis et évêque de Paris. Le prélat s'était demandé: "dans le temps qui a précédé le commencement du temps, quelque chose a-t-il existé?." Cette question tracassait et inquiétait Guitton: "Eh bien, à mon tour! Est-ce qu'il a existé un temps avant le temps? Un premier temps qui aurait précédé celui dans lequel nous vivons?" Mais, pensaient les Bogdanov en l'accompagnant dans sa rêverie, où chercher une réponse? Auprès de ses Maîtres en philosophie? Interrogé dès 1930, Bergson n'avait rien répondu. Guitton s'était ensuite tourné vers les scientifiques qu'il connaissait, en particulier Einstein, louis de Broglie, et enfin l'abbé Lemaître (l'un des quatre fondateurs avec la russe Alexander Friedmann), du modèle standard du Big Bang. Mais là encore, aucune réponse vraiment utilisable pour un philosophe.
temps imaginaire (hawking-Hartle)
Ce n'est qu'au début des années 1990, en réfléchissant à leurs futurs travaux de thèse, qu'est venue à l'idée aux Bogdanov autour de laquelle ils ont bâti leur modèle: le temps réel a peut-être commencé par du temps imaginaire. Ce terme au sens mystérieux s'applique à un temps qui n'est ni "fantasmatique" ni un effet de l'imagination. C'est un concept scientifique qui date de la fin du 19èmè siècle, sur la base des travaux de Henri Poincaré qui fera l'objet du chapitre suivant.
Un petit passage par Saint Augustin (et le temps).
Augustin reste connu comme auteur de la fameuse boutade « Qu’est-ce donc que le temps ? Si personne ne me le demande, je le sais; mais si on me le demande et que je veuille l’expliquer, je ne le sais plus » (Confessions). Également célèbre pour la citation suivante : “Ce qui autorise à penser que le temps est, c’est qu’il tend à n’être plus.”
Mais il cherche tout de même à défricher ce mystère. Il admet avec les philosophes que pour l’homme « Il y a trois temps, le présent du passé, le présent du futur et le présent du présent », mais se refuse à considérer que Dieu puisse être, comme l’homme, « prisonnier du temps », et en particulier impuissant à connaître l’avenir. Il estime que l’ensemble des instants de l’univers doit être, pour ce dernier, « omnia simul » : tout est présent à la fois, simultané, sans succession, éternel.
Le chapitre 11 des Confessions indique clairement que pour Augustin Dieu a tiré du néant de concert la matière comme le temps : comment en effet définir quoi que ce soit qui ressemble au temps en l'absence de matière ?
Il exprime la même idée dans De civita Dei, 11,6 : "Sans aucun doute possible, le monde a été fait avec le temps, non dans le temps".
En 1902, Poincaré publie La Science et l'Hypothèse. Même si ce livre est plus un ouvrage d'épistémologie que de physique, il appelle à ne pas considérer comme trop réels de nombreux artéfacts de la physique de son époque : le temps absolu, l'espace absolu, l'importance de l'éther. Einstein s'était particulièrement penché sur ce livre3, et les idées contenues font du livre un précurseur de la relativité restreinte.
On y trouve en particulier ce passage :
« Ainsi l'espace absolu, le temps absolu, la géométrie même ne sont pas des conditions qui s'imposent à la mécanique ; toutes ces choses ne préexistent pas plus à la mécanique que la langue française ne préexiste logiquement aux vérités que l'on exprime en français ».
En 1905, Poincaré pose les équations des transformations de Lorentz, et les présente à l'Académie des sciences de Paris le 5 juin 1905. Ces transformations vérifient l'invariance de Lorentz, achevant le travail d'Hendrik Antoon Lorentz lui-même (Lorentz était un correspondant de Poincaré). Ces transformations sont celles qui s'appliquent en relativité restreinte, et on emploie encore aujourd'hui les équations telles que les a écrites Poincaré. Mais pour expliquer l'origine physique de ces transformations, Poincaré a recours a des contractions physiques de l'espace et du temps, conservant en références un éther et un temps absolu. C'est Einstein qui s'emploie à montrer qu'on retrouve les mêmes transformations en partant simplement du principe de relativité, éliminant les notions de référentiels ou horloge absolu, et faisant des différences de longueur des effets de la perspective dans un espace-temps en quatre dimensions, et non des contractions réelles4.
Dans La Science et l'Hypothèse, Poincaré avait osé écrire (alors que Guitton avait alors tout juste un an): "quelqu'un qui y consacrerait son existence pourrait peut-être arriver à se représenter la quatrième dimension." C'était aussi le problème d'Einstein: visualiser de manière simple, géométriquement la quatrième dimension. Poincaré a été le premier à se poser la bonne question, apparemment banale, mais profonde: comment distinguer le temps de l'espace? Et il a été le premier à fournir la réponse: en représentant le temps comme une quatrième cordonnée d'espace imaginaire! Ce ne fut pas Einstein mais son professeur de mathématique Hermann Minkowski qui qui allait reprendre l'idée et franchir en 1908 l'étape décisive, représenter l'Univers comme une continuum à quatre dimensions liées entre elles par la constante de structure de l'espace-temps qu'est la vitesse de la lumière. La notion de temps d'imaginaire, proprement scientifique est apparue en physique vers la fin des années 50. Il s'agit d'une deuxième forme de temps, différente du temps réel dans lequel nous vivons. La différence, c'est qu'on ne la mesure pas avec des nombres réels, mais avec des nombres imaginaires, nombres étranges ainsi baptisés au VIIè siècle par Descartes et dont le carré est toujours négatif.
Hawking incarne le temps imaginaire. Peut-être le temps dans lequel il vit n'est plus tout à fait le même que le nôtre (il vit muet et paralysé de la tête aux pieds depuis des dizaines d'années). L'auditorium était comble, Gabriele Véneziano se tenait sur l'estrade, à sa droite. Gabriele Veneziano, né à Florence le 7septembre1942, est un physicien italien, considéré comme étant le « père » de la théorie des cordes. Un silence presque parfait, inspiré par la voix artificielle régnait dans la pièce.
Au moment des questions, les frères lui demandèrent si le temps imaginaire pouvait être considéré comme une forme fondamentale du temps. La réponse ne fut pas immédiate et la voix électronique qui permettait au savant de communiquer crépita dans la salle: "Oui c'est cela."
5) Epilogue de l'article.
effet tunnel multicolore
"Le temps imaginaire pourrait être comparé à un temps sans durée, un temps "gelé", où tous les instants seraient en quelque sorte superposés, "enroulés" les uns sur les autres."
La bobine d'un film donne une idée de ce que représente le temps imaginaire: la pellicule enroulée sur elle-même contient toutes les images du film, toute son "histoire." Or, l'histoire est bien située "dans l'espace", celui de la pellicule enroulée. Tant que la pellicule est dans sa boîte, le film n'est pas dans le temps réel. Son "scénario" est bien là, mais il ne s'inscrit pas dans la durée: il est dans le temps imaginaire. En revanche, dès lors que la pellicule est placée dans la lumière d'un projecteur, image après image, le film entre dans le temps réel pour s'y dérouler. Son "histoire" est projetée dans la durée, créant à la fois le souvenir du passé et l'attente de l'avenir.
La physique fait souvent appel au "temps imaginaire" pour expliquer certains phénomènes mystérieux, comme l'effet tunnel (ou www.conspirovniscience.com/quantique/effetTUNNEL.php au cours desquels des particules semblent "sauter" instantanément d'un point à un autre, sans que ce bond s'inscrive dans le temps réel. Il n'est pas étonnant que ce temps apparaisse plus qu'un artifice de calcul. Le théoricien Anthony Zee, élève du physicien mathématicien Edward Witten (médaille Fields) a confié dans son dernier ouvrage: "Certains physiciens, moi y compris, sentons qu'il pourrait y avoir là quelque chose de profond, quelque chose que nous n'avons pas vraiment compris."
l'instant zéro.
Pour les frère Bogdanov, le temps imaginaire renferme une sorte de secret, quelque chose de mystérieux qui pourrait donner une idée même lointaine de ce qui se tient à l'origine de l'univers. Le théoricien Luboš_Motl a soutenu un point de vue similaire dans son dernier ouvrage: "le temps imaginaire cache certains des secrets les plus précieux concernant la naissance de l'Univers." Et ce plus précieux touche-t-il à l'existence de l'instant initial, l'instant zéro? S'agit-t-il d'un "instant imaginaire" que Saint augustin aurait pu décrire, à sa façon, comme une éternité réelle?
"Parler du commencement du temps, c'est aussi se demander si l'univers a un sens, c'est, de la matière à l'esprit, mettre en scène finalement Dieu ou le néant." C'est peut-être la raison pour laquelle cette pensée de Stephen Hawking a eu un si profond retentissement: "Si nous découvrons une théorie complète, elle devrait un jour être compréhensible dans ses grandes lignes par tout le monde et non par une poignée de scientifiques. Alors nous tous, philosophes, scientifiques et même gens de la rue, serons capable de prendre part à la discussion sur la question de savoir pourquoi l'Univers et nous existons. Si nous trouvons la réponse à cette question, ce sera le triomphe ultime de la raison humaine - à ce moment, nous connaîtrons la pensée de Dieu." (S. HawkingUne brève histoire du temps).
. Un des principes de la mécanique quantique qu'on appelle "le principe de superposition", stipule que toute combinaison linéaire d'états quantiques possibles du système est un état quantique possible du système. Il en résulte que les états quantiques forment un espace vectoriel qu'on appelle "
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Les opérateurs ont des comportements souvent suivistes et l'information circule très vite sur les marchés. La défiance vis-à-vis des produits de titrisation s'est propagée à d'autres segments de marché, notamment celui des "commercial paper" - titres de créances négociables émis par les entreprises sur le marché monétaire donc de court terme -, qui représentent d'énormes montants. Les investisseurs n'ayant plus confiance dans ces actifs, ils s'en sont retirés - pour se reporter sur des instruments qu'ils jugeaient plus sûrs. Conséquence : cette chute de la demande a entraîné un assèchement de la liquidité sur les marchés.
L'analyse de Patrick Artus, directeur de la recherche et des études de Natixis :
Outre ces injections de liquidités, les banques centrales ont agi via leurs taux d'intérêt directeurs. Le 18 septembre 2007, la Fed a donné un signal fort en réduisant d'un demi point le niveau du taux d'objectif des "Fed funds", son principal taux d'intérêt directeur. Ce taux - que les banques américaines appliquent lors de leurs échanges entre elles pour emprunter des "Fed funds" - a été fixé à 4,75%. Son homologue européenne a également fait preuve de pragmatisme en la matière. Alors que se profilait un resserrement de la politique monétaire dans la zone euro, la Banque centrale européenne (BCE) a, devant les turbulences des marchés, opté pour le statu quo en septembre.
Mais le secteur financier n'est pas le seul, qui pâtit des secousses financières. L'économie réelle est à son tour touchée.
L'analyse de Daniel Bouton, président de la Fédération des banques françaises :
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