Automates Intelligents nouvelle formule - Juin 2018
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n° 159 - Juin 2018 Automates Intelligents nouvelle formule Après 18 ans d'existence, Automates intelligents passe à une nouvelle formule. La Revue est désormais organisée autour de quatre axes thématiques : "Univers sans limite", "Enjeux d'avenir", "Cerveau Global", "Géopolitique". Cet univers éditorial comprendra aussi dans les prochains mois une veille d'actualités enrichie d'un outil d'alertes quotidiennes personnalisées, et un moteur de recherche. Depuis sa création en décembre 2000, Automates Intelligents (AI) revendique une approche à la fois citoyenne, ouverte et critique. Nous l’avons conçu à un moment où la révolution numérique, avec son cortège de recherches et de nouvelles sciences (robotique, intelligence artificielle, biotechnologies, nanotechnologies…) faisait naître beaucoup d’espoirs et de curiosité. AI a été porté par cette vague d’exaltation. Nous étions avides de découvrir l’impact futur de ces développements sur nos façons de penser et de vivre. Nous étions désireux de partager nos lectures, nos enthousiasmes, nos doutes. Notre ferveur à vouloir favoriser l’échange d’informations sur ces sujets se doublait d’un objectif géostratégique : œuvrer, à notre échelle, pour faire rattraper à la France un certain retard pris en la matière. La plupart des publications étant rédigées en anglais, dans des revues scientifiques, ces progrès risquaient de rester peu connus des non-spécialistes, et des lecteurs francophones. Dès lors, AI s’est tenu à son objectif, en diffusant en français des informations d’actualité sur ces questions, en évoquant et commentant des ouvrages et des études d’experts, en donnant la parole, sous forme d'interviews, à des personnalités. En publiant ou republiant des articles d’auteurs (avec leur autorisation). Enfin, en fournissant un grand nombre de références sur ces questions. Précisons que notre démarche étant bénévole, tous les contenus publiés sont gratuits, sans publicité (cf. Statuts association AI). Un public nombreux et fidèle, francophone et de plus en plus international, nous a suivis. Quelques milliers de lecteurs, issus principalement du monde universitaire mais aussi des professionnels des administrations, entreprises et laboratoires de recherche. L’examen du trafic a montré que le site est régulièrement consulté aux Etats-Unis, en Russie, en Chine et dans une cinquantaine de pays, dont le Vatican.
La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018
Une nouvelle formule pour les 18 ans
d’Automates intelligents
En 18 ans, notre regard a bien sûr évolué. Dès la création, nous avions l’intuition que le
développement de ces nouvelles sciences et techniques devait s’analyser, pour prendre tout
son sens, à la lumière des enjeux de pouvoir. Les évolutions de ces dix-huit dernières années
(essor des Big Data, du transhumanisme, collusion public-privé, etc.) ont confirmé cette intuition :
les nouvelles sciences instrumentent des luttes féroces entre pays. Il nous paraît moins vital
aujourd’hui de signaler le retard français et européen, en la matière (assorti d’un certain
angélisme), que de porter l’accent sur la mainmise actuelle américaine (notamment avec les
GAFAM – Google, Apple, Facebook, Amazon, Microsoft) et les possibles dérives qui se
dessinent, inquiétantes pour l’humanité, pour la planète, pour l’art. Pour autant nous refusons
les polémiques politiciennes ou la prospective sauvage. Nous voulons donner droit à toutes les
pistes : par exemple celle du cerveau global.
Aussi en 2018, AI « Nouvelle formule » réaffirme cette orientation géopolitique, tout en
conservant le désir de vulgarisation, au sens noble. La nécessité d'une expression francophone
demeure, nombre de Français maîtrisant encore mal l'anglais professionnel. Notre ambition est
double :
- informer le grand public, au-delà des présentations naïves et des circuits médiatiques rebattus,
souvent complaisants ou superficiels ;
- contribuer à susciter les débats, dans un esprit citoyen et décloisonné.
Nous ne nous interdisons aucun champ car les nouvelles sciences infusent tous les domaines,
qu’elles font éclater - social, économique, médical, philosophique, artistique… Dans cette
nouvelle formule, nous continuerons donc à vous offrir des articles d’information et de réflexion,
originaux (tirés de nos réflexions à la lecture d’articles scientifiques en pre-print notamment), sur
tous ces sujets ; des décryptages, des interviews, des synthèses de publications et d’ouvrages…
Et ce, via une communication modernisée : avec notre partenaire Aphania, nous avons construit
un nouvel espace de lecture, plus agréable, plus clair et plus facile à consulter. La Revue AI
est désormais organisée autour de quatre axes thématiques : "Univers sans limites", "Enjeux
d’avenir", "Cerveau global", "Géopolitique". Cet univers éditorial doté de facilités de partage sur
les réseaux sociaux comprendra bientôt une veille d’actualités et un outil d’alertes quotidiennes
personnalisées. L’ensemble sera bientôt agrémenté d’un moteur de recherche thématique(1).
Une revue mensuelle, à laquelle vous pouvez vous abonner(2), et dont chaque numéro est
publié en ligne.
N’hésitez pas à nous écrire pour nous donner votre avis ou nous soumettre un article et à faire
connaître la Lettre Automates Intelligents autour de vous...
Notes
(1) Tous les anciens contenus du précédent site Automates Intelligents figureront bientôt
dans le nouveau corpus.
Pour l'instant, il est possible de consulter l'ancien site sur
http://media.automatesintelligents.com/
(2) Voir notre page "abonnement". Une fois la demande faite, vous recevrez un mail avec un
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018
Sommaire
■ "L'ordre du temps" : un nouvel ouvrage de Carlos Rovelli ■ Einstein, toujours... ■ Les principes de la thermodynamique sont-ils
compatibles avec la mécanique quantique ? ■ Nouvelles hypothèses concernant la relation entre l'espace-temps et le monde quantique
■ Pourrait-on passer d'un univers fini à un autre au sein d'un paysage cosmologique infini ? ■ Première production en laboratoire d'un mini
sursaut gamma ■ Cartographier les micro-circuits dans le cerveau ■ Rôle du cortex préfrontal humain dans la relation inconsciente entre
la perception et l'action ■ Recherche de virus extraterrestres
■ Les abeilles comprennent le concept de zéro ■ Nouvelle édition de "Siècle bleu", thriller écologique visionnaire ■ Le cerveau apprend
beaucoup plus rapidement qu'on ne le croyait ■ Bientôt des hyperloop partout dans le monde ?
■ Suivre les émotions et activités mentales des employés ■ Bientôt Fahrenheit 451 pour tous les musiciens?
■ Le parti de la guerre américain définitivement réduit à l'impuissance ■ Les Européens s'éloignent-ils des États-Unis ? ■ Xi jinping au
pouvoir à vie... ■ La nouvelle Stratégie Nationale de Défense américaine ■ Le Husky, un nouveau sous-marin russe révolutionnaire ?
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018
Critique littéraire
"L'ordre du temps" : un nouvel ouvrage de Carlos Rovelli
Carlo Rovelli est physicien, auteur avec Lee Smolin de la théorie de la gravité quantique à boucles. Il est directeur
de recherche au CNRS à Marseille.
"L'ordre du temps", dernier ouvrage de Carlo Rovelli est paru dans sa dans la ligne des meilleures traditions de ce que l'on nomme depuis
traduction française en février dernier. l'Antiquité la civilisation gréco-latine.
Et c'est peut-être ce double
Succès d'édition contenu de science et de
poésie qui rendra la lecture
du livre difficile à ceux qui
"Et si le Temps n'existait pas" (nouvelle édition mise à jour Dunod
n'y sont pas habitués ?
2014), l'un de ses précédents ouvrages, portait déjà sur le sujet
Comme dans ses
du temps et a été très remarqué. "Sept brèves leçons de physique
précédents ouvrages,
quantique" (Ed. Odile Jacob) publié l'année suivante, livre que l'on
l'auteur passe à tout
pouvait penser être réservé à des spécialistes, a été traduit en une
moment de considérations
trentaine de langues et s'est vendu à plus d'un million d'exemplaires.
scientifiques ardues - même
"Par-delà le visible, La réalité du monde physique et la gravité
si présentées dans un
quantique" (Ed. Odile Jacob), paru la même année a également été
langage simple - à des
un succès d'édition.
perspectives littéraires et
poétiques visant à les
Nous avions présenté et commenté précédemment le premier et le
attacher à une culture dont
troisième de ces ouvrages. Le lecteur pourra se reporter à ces
la science actuelle n'est que
présentations car elles contiennent de nombreuses considérations qui
le prolongement.
intéressent aussi cet ouvrage.
Sur le livre lui-même, une interview de Carlo Rovelli publié par C'est particulièrement le cas
Science et Vie (et republié en fin d'article) éclaire la démarche de concernant le sujet du
l'auteur. temps, qui a tourmenté les
humains depuis le début de
Pour notre part, nous présentons ci-dessous un résumé du contenu l'humanité.
du livre suivie d'une interprétation rapide et personnelle des Il est donc indispensable de rappeler cette histoire multiséculaire,
hypothèses de Carlo Rovelli concernant le temps, celles-ci étant même si le lecteur non scientifique qui peine déjà à entrer dans les
suscitées par la lecture de l'ouvrage. considérations inspirées de cette science en devenir qu'est la
Gravitation Quantique, dont Carlo Rovelli est l'un des piliers, se trouve
régulièrement distrait de son effort de compréhension.
Le « Mystère du temps » ou l'Ordre du
Précisons cependant que l'auteur consacre près du cinquième de
temps ? l'ouvrage aux sources indispensables, assurant ainsi au lecteur
curieux une bonne compréhension de l'ensemble : la lecture fluide
Répétons tout d'abord ce que nous avions précédemment indiqué du livre pourra s'en trouver ralentie, surtout quand celui-ci n'est pas
dans les recensions précitées : Carlo Rovelli nous apparaît comme un présenté dans un format numérique, mais le sujet est suffisamment
savant exceptionnel. S'il est d'abord un physicien et un mathématicien important pour ne pas se contenter d'un survol superficiel
de très haut niveau, il est aussi un sage, un philosophe et un poète
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
"Effritement du temps", "Le monde sans l'exploration par ceux-ci de leur mémoire, donne une vie – d'ailleurs
différente selon chacun, à la croyance à la réalité du temps.
temps", "Les sources du temps"
"Effritement du temps", "Le monde sans temps", "Les sources du
Quelques commentaires
temps" sont les trois parties qui composent l'ouvrage.
Dans un message qu'il nous a envoyé, dont nous le remercions, Le livre, nous semble-t-il, constitue une première analyse du temps à
Carlos Rovelli nous signale que c'est la dernière, "Les sources du la lumière de la Gravitation Quantique, hypothèse dont Carlo Rovelli
temps", qui est à son avis la plus importante. Il y examine comment le est indiscutablement l'un des auteurs les plus distingués.
temps de notre expérience peut émerger du monde sans temps de la
gravité quantique. Rappelons que la Gravitation Quantique s'efforce de réaliser une
C'est dans cette partie que le rôle du 2ème principe de la synthèse entre les deux grandes théories actuelles concernant
thermodynamique se joue. Et c'est aussi dans cette partie qu'est l'univers, toutes deux amplement prouvées par l'expérience. Il s'agit
discutée la relation avec le temps de Proust, l'auteur célèbre de de la mécanique quantique, d'une part, et de la physique classique
"A la recherche du temps perdu", mais aussi avec le temps de la dite parfois macroscopique, d'autre part. Celle-ci analyse les entités et
philosophie ou celui de nos émotions. événements de la physique à partir des particules élémentaires et de
leurs combinaisons.
Avec l"effritement du temps" évoqué dans la première partie du livre,
Carlo Rovelli recense certains faits mis à jour aujourd'hui par la Pour la mécanique quantique, le temps n'existe pas, non plus que
science. Beaucoup sont déjà soupçonnés par le public averti, mais l'espace. Si l'on veut tenir compte du temps, il faut considérer que
l'essentiel en demeure ignoré, voire nié, par un pourcentage celui-ci se concrétise par des particules quantiques spécifiques,
important, sinon écrasant de l'humanité, comme en témoignent les rejoignant les autres bits quantiques. Ses équations sont parfaitement
discours et les ouvrages disponibles. réversibles : autrement dit, elles ne tiennent pas compte du temps. On
peut observer que pratiquement toutes les mythologies et les religions
Inutile dans le cadre de ce court article de commenter les atteintes ont repris ce postulat. Selon elles, notre « âme » peut communiquer
contemporaines au concept traditionnel de temps. L'auteur signale avec celle des défunts comme avec les divinités, sans référence au
la perte de l'unité du temps, c'est-à-dire la nécessité aujourd'hui temps ou à l'espace. Est-ce une simple coïncidence ?
reconnue de prendre en compte plusieurs définitions du temps, toutes
vérifiables dans leur domaine, notamment le temps cosmologique, le En physique classique, dont l'histoire remonte aux origines mêmes
temps terrestre, le temps vécu par les êtres vivants. de la science, plusieurs hypothèses sur le temps se sont succédé.
Certains philosophes antiques avaient affirmé qu'il s'agissait d'une
Dans le même esprit, il faut tenir compte de la perte de direction du illusion. Mais très vite c'est l'approche de Newton qui a ensuite
temps : coule-t-il uniformément du passé vers le futur, ou de façon prévalu: le temps constitue un cadre immuable dans lequel tout
différente selon la façon de le mesurer ? événement s'inscrit.
Mais c'est la perte du concept de présent qui doit le plus retenir
l'attention. Il n'y a pas de présent en termes scientifiques, bien que Ceci jusqu'à ce que la théorie de la Relativité générale d'Einstein
l'intuition humaine en fasse un point essentiel de sa conception du bouleverse cette vision. Pour lui, le temps et l'espace se conjuguent
monde. Chaque instant supposé appartenir au présent est soit un pour former l'espace-temps, une sorte de toile déformée localement
héritage du passé proche, soit l'anticipation d'un futur lui-même par la force de gravité qu'exerce tout objet d'un poids suffisant. Le
proche, mais globalement indiscernable. temps est donc différent pour chaque observateur, en fonction de la
place où il se situe dans la proximité d'une masse grave, comme l'est
Plus surprenant est la décomposition du temps en particules pour nous la Terre.
quantiques, ou quanta de temps, dans le cadre de nombreuses
hypothèses contemporaines de physique. Un temps continu et non Carlo Rovelli signale un troisième cadre conceptuel utilisé depuis plus
quantifié ne peut être utilisé dans les sciences contemporaines de deux siècle pour définir le temps. Il s'agit du 2ème principe de la
utilisant le concept de quanta, notamment la mécanique quantique. thermodynamique pour lequel la chaleur ne s'échange d'un corps à
Inutile de préciser que ces quantas de temps, dits aussi temps de l'autre que du corps le plus chaud vers le corps le plus froid ou, dit
Planck, sont présentés comme si petits qu'ils sont indiscernables par autrement, l'Entropie S ou ordre d'un système qui ne peut évoluer
l'observation courante. L' « honnête homme » devrait néanmoins se que de l'ordre vers le désordre. Ceci s'exprime par l'équation, la seule
convaincre de la grande probabilité de leur réalité. citée par le livre : E plus petit ou égal à zéro. Ceci définit une flèche
du temps qui n'est pas réversible. Mais ce concept ne s'applique qu'à
La deuxième partie du livre, "Le Monde sans temps", s'attache à un temps particulier dit "temps thermique".
étudier comment la science contemporaine – comme d'ailleurs
progressivement la conscience du grand public, devrait se
représenter un temps éclaté.
Il ne s'agit pas ici de nier, comme certains philosophes anciens, le
Conjuguer mécanique quantique et physique
concept de temps, présenté comme une illusion. Il s'agit seulement einsteinienne
d'introduire, en priorité dans le cadre de la gravitation quantique,
l'existence de ce qu'il nomme des événements, grands ou petits, Pour l'auteur, la nature peut être considérée comme un «fouillis»
chacun générant une durée ou un temps spécifique à l'événement ou coexistent des particules quantiques (q.bits) et des particules
(nous exposons plus loin, ce que nous avons personnellement – et ordinaires. En permanence y "émergent" au hasard des "événements"
peut-être à tort, retenu de cette approche). résultant de la combinaison de ces deux types de particules. Ces
événements tous différents, grands ou petits, font apparaître des
La troisième partie enfin, la plus importante pour l'auteur, présente les
ensembles ordonnés, eux-mêmes tous différents, soumis aux lois tant
considérations de Carlos Rovelli sur le temps, la vie, la mort (qui est
de la mécanique quantique que de la physique macroscopique.
aussi pour nous la fin du temps). Il montre surtout comment, dans des
oeuvres traditionnelles comme celle de philosophes anciens tel Saint Chacun de ces événements se crée un espace et un temps
Augustin ou celles de Marcel Proust avec "A la recherche du temps spécifiques. Ceux-ci s'exercent aussi longtemps que subsiste
perdu" et plus particulièrement "Le temps retrouvé", la mémorisation l'événement, mais ils ne jouent aucun rôle en dehors ou au-delà de
par le cerveau extrêmement développé chez l'espèce humaine, d'un cet événement. Il n'y a donc pas de temps universel.
certain nombre d'événements ayant affecté les humains, et
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
On peut considérer que notre Univers a été créé lors d'une rencontre
entre particules quantiques et particules ordinaires au sein du Pour deux raisons. D'abord, nous avons appris que le temps se
« fouillis » prévalant. Cet Univers s'est donc doté d'un espace-temps comporte différemment dans la nature que dans notre intuition
tel que nous le connaissons. Mais d'innombrables autres univers, tous et notre expérience. Par exemple, le temps s'écoule à des
en principe différents, se sont créées et se créent de la même façon. vitesses différentes selon les lieux, un phénomène difficile à
L'hypothèse rejoint celle du Multivers. percevoir ici sur Terre mais bien réel. Cela nous a appris que la
notion de « présent » ne peut être définie de façon objective à
De même on pourrait penser que des événements bien moins l'échelle globale de l'Univers. Il n'y a que des présents locaux.
importants, se produisant éventuellement à l'intérieur de notre Aussi, chaque événement s'inscrit dans un ordre chronologique
univers, génèrent des temps spécifiques. En tant qu'habitants de cet purement local. Tout cela nous oblige à reconsidérer ce que
univers, nous devrions pouvoir les identifier. signifie « temps ».
La Gravitation Quantique reste hypothétique, y compris dans sa La deuxième raison concerne les progrès en cours : nous
version dite « à boucles », comme le rappelle systématiquement pensons aujourd'hui que pour comprendre les propriétés
Carlo Rovelli. Mais les chercheurs de cette discipline espèrent mettre quantiques de la gravité, encore ignorées, il nous faut revoir
prochainement en place des expériences validant ses hypothèses. On nos idées sur le temps. Il y a une manifestation surprenante de
peut penser que la première de ces expérimentations consisterait à cela : dans les équations fondamentales de la gravité quantique
montrer en laboratoire comment des q.bits et des particules ordinaires que nous sommes en train d'étudier, il n'y a pas du tout de
pourraient se combiner pour donner naissance à des «événements» variable « temps ». La théorie décrit des processus où les
inattendus. choses changent les unes en relation aux autres sans qu'il soit
possible d'avoir une seule variable temporelle qui suive tout ce
Jean-Paul Baquiast changement.
Mais les théories actuelles contiennent toutes une variable
«t» qui symbolise le temps...
Oui, mais les théories actuelles ne suffisent pas à décrire la
nature. Par exemple, nous ne savons pas ce qui arrive à la
Interview de Carlo Rovelli
matière que nous voyons tomber dans un trou noir cosmique...
(texte) repris de l'original publié par Science et Vie, que nous
Et à l'intérieur même des théories actuelles, la question du
remercions.
temps est loin d'être éclaircie. Par exemple, toutes les équations
Voir aussi cet article paru dans Libération
fondamentales décrivent des phénomènes physiques pouvant
se produire dans les deux sens du temps. Pourtant nous voyons
Tout, absolument tout, semble s'inscrire dans le temps. Depuis
bien que le temps s'écoule irréversiblement du passé au futur :
les phénomènes cosmiques jusqu'à la pensée humaine. Mais
une maison abandonnée ne se reconstruit pas naturellement.
le temps lui-même, dans quoi s'inscrit-il ? Par quoi est-il
Cette « flèche du temps » est absente des équations
engendré ? Pourquoi «avance-t-il» irréversiblement ? Autant de
fondamentales. Aujourd'hui, nous l'attribuons à quelque chose
questions d'une difficulté inouïe qui n'effraient pas Carlo Rovelli,
qu'on appelle « la basse entropie passée », mais personne ne
bien au contraire.
sait pourquoi l'entropie devait être basse dans le passé.
Physicien italien mondialement célèbre pour sa théorie de la
S'il n'y a pas de temps dans les équations de la gravité
gravitation quantique à boucles, il a passé plus de 35 ans à
quantique, alors rien ne se passe ? Le changement est-il
étudier la nature du temps. Un sujet qui « aujourd'hui est
illusoire ?
reconnu par tous comme étant LE grand problème qui fait
Pas du tout. Le monde est changement. Mais ce changement
obstacle à notre compréhension du monde physique. Il faut le
n'est pas ordonné selon une seule variable temporelle.
résoudre », affirme l'auteur.
L'Univers n'est pas « gelé » : il est une collection de processus
qui ne peuvent pas être ordonnés entre eux selon une
"L'Ordre du temps" nous projette ainsi au cœur des plus
chronologie simple. Le Cosmos dans son ensemble ne possède
récentes hypothèses sur le temps. Au fil des pages, l'auteur
pas une structure temporelle.
nous livre le fruit de ses découvertes avec simplicité, dans une
narration cristalline et qui se lit comme un roman... Un récit aussi
Donc, nous devons d'abord comprendre comment la physique
fascinant et profond que le temps lui-même. Interview.
peut se faire sans notre temps usuel, puis comprendre comment
celui-ci émerge. Nous devons lier la théorie fondamentale sans
Quand le temps est-il devenu un sujet pour vous ?
temps à notre perception que « le temps passe ». C'est le sujet
Dans ma thèse à l'université de Bologne, dans les années 1970.
principal de mon travail aujourd'hui, et c'est ce que j'explique
Il y a déjà un chapitre qui aborde la question du temps. Et mon
dans le livre.
premier article scientifique publié sur le temps date des années
1980...
Alors, qu'est-ce que le temps ?
C'est une notion complexe enracinée à différents niveaux. La
A l'époque, il y avait beaucoup de confusion dans la littérature
physique nous montre clairement qu'il a une structure différente
scientifique autour de ce concept. Depuis, les idées se sont un
de celle que perçoit notre intuition naïve. Mais d'autres aspects
peu clarifiées. J'ai beaucoup lu la littérature scientifique mais
du temps restent mystérieux pour les physiciens, soit
aussi les philosophes. Car science et philosophie se parlent
concernant sa nature fondamentale, soit concernant
continuellement : pour avancer dans la science, il faut souvent
l'expérience que nous en avons. Cette dernière est liée aux
modifier les concepts fondamentaux que nous utilisions jusque-
conditions physiques particulières dans lesquelles nous nous
là, et alors une réflexion de nature philosophique est très utile.
trouvons, nous les humains. Et probablement elle dépend aussi
Mais, bien évidemment, il y a aussi l'aspect formel et technique
de la structure particulière de notre cerveau. C'est une erreur
propre à la science... Les deux domaines sont entrelacés.
à mon avis de chercher la manifestation du temps de notre
expérience dans la physique fondamentale : elle n'y est pas.
Dans mon livre j'ai voulu présenter l'état actuel de cette réflexion
sur le temps, pour que les lecteurs sachent où nous en sommes.
Le temps tel que nous le connaissons est donc en nous
plus que dans la nature ?
Pourquoi est-il si nécessaire de clarifier la nature physique
Nous sommes des parties de la nature, et je pense que le temps
du temps ?
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
qu'on expérimente est non pas « en nous » mais entre nous et en 40 langues...), j'ai décidé de partager avec les lecteurs mes
tout le reste. Revenons au passé pour illustrer mon propos : au réflexions en cours sur la nature de la physique, ma vision
XVIe siècle, Nicolas Copernic a compris la raison de la rotation du monde, mes intuitions et doutes. Et j'ai cherché qu'il soit
apparente des astres dans le ciel : c'est nous qui sommes sur accessible au lectorat le plus large possible.
un « caillou » qui tourne. La rotation apparente des astres sur
la voûte est un phénomène produit par la relation entre nous et Dans quel contexte scientifique s'inscrivent ces réflexions?
le Cosmos. Je pense que quelque chose de similaire se passe Dans un contexte de crise. Les physiciens cherchent une
avec notre sens du « passage » du temps. nouvelle théorie qui dépasserait la mécanique quantique et la
relativité. C'est essentiel dans la mesure où, avec ces deux
Comprenez que la révolution de Copernic n'a été possible que théories, il nous est impossible de continuer à progresser dans
par une remise en cause radicale de notre position nos connaissances fondamentales : nous sommes incapables
d'observateurs. Il nous faut donc savoir où notre regard se de dire ce qu'il se passe quand la gravité et les phénomènes
positionne, d'où nous regardons, et comprendre quelles sont les quantiques agissent ensemble (comme dans les trous noirs ou
particularités de notre position. lors du big bang).
Remarquons que nous questionner sur notre position, c'est Mais dans les sciences, une « crise » est un moment
aussi nous interroger sur la manière dont nous nous extraordinaire, une phase de création. On désire tous cette
représentons le monde, comment nous pensons... Ce qui est nouvelle théorie fondamentale dont on commence peut-être à
fascinant avec le problème du temps est qu'il concerne aussi apercevoir la forme... La question du temps y est centrale.
bien les recherches actuelles sur le big bang et les trous noirs
que sur le cerveau et la cognition. Et finalement, il nous Il y a deux directions principales de recherche, aujourd'hui : la
concerne tous. Car le temps pour nous c'est l'impermanence théorie de la gravité quantique à boucles sur laquelle je travaille
et, comme a dit Bouddha, quand nous ne l'acceptons pas il est et la théorie des cordes. Les deux concordent sur l'idée qu'il y
source de souffrance. C'est pourquoi dans le livre je parle aussi a encore beaucoup à comprendre sur l'espace et sur le temps
de l'émotion du temps. Car peut-être notre expérience du temps quantiques. Nous ne pourrons pas construire la nouvelle théorie
n'est finalement que cette émotion du temps. sans avoir clarifié ces questions fondamentales. La réflexion
est autant philosophique que technique, et je suis convaincu
Votre livre parle donc des questionnements de la science et qu'il n'est pas besoin d'être physicien pour comprendre notre
non de ce qu'elle sait déjà... problématique. Elle touche tout le monde et fait appel à la raison
Oui. Après le succès de mon livre précédent, Sept brèves mais aussi aux émotions. D'où mon livre...
leçons de physique (plus de 1 million de copies vendues, traduit
Notes
Voir sur le même sujet que notre article, l'article récent "Quantum Correlations Reverse Thermodynamic Arrow of Time", publié par
Quanta Magazine.
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
Recherche
Einstein, toujours...
La théorie de la gravitation (relativité générale) d'Einstein ne cesse de s'affirmer. Les hypothèses dites de "gravité
modifiée" s'effondrent les unes après les autres. Mais les recherches vont continuer...
Un aveu d'impuissance de la cosmologie Une publication mettant en défaut les
actuelle hypothèses actuelles de la gravité
modifiée...
Nous avons souvent cité dans nos colonnes les nombreuses
recherches en cosmologie qui s'efforcent d'expliquer, sans faire appel
Un article de Katia Moskvitch, Troubled Times for Alternatives to
à la théorie de la gravité d'Einstein, des phénomènes observés depuis
Einstein's Theory of Gravity - New observations of extreme
quelques années et restant encore inexpliqués. Il s'agit de ce que l'on
astrophysical systems have “brutally and pitilessly murdered” attempts
appelle la matière noire et l'énergie noire.
to replace Einstein's general theory of relativity, publié récemment par
la Revue en ligne "Quanta Magazine", vient montrer que les diverses
La première suspecte l'existence de particules de matière
hypothèses théoriques visant à remplacer la théorie de la relativité
(inobservables avec les moyens actuels) qui assureraient la cohésion
général d'Einstein se trouvent contredites par l'observation faite très
des galaxies et la constance des orbites planétaires quel que soit
récemment de phénomènes ne s'expliquant pas dans le cadre des
leur éloignement des masses observables de matière. On a parlé de
diverses hypothèses actuelles de gravité modifiée.
matière noire. Malheureusement, rien à ce jour n'a permis de vérifier
expérimentalement l'existence de telles particules.
L'article ne s'adresse pas nécessairement au grand public.
L'énergie noire serait une forme d'énergie, inexplicable actuellement,
Néanmoins, avec un peu d'attention, il est aisément compréhensible
qui permettrait à l'univers observable de se dilater de plus en plus vite,
et nous en recommandons la lecture. Notons seulement qu'une
alors qu'en fonction des lois de la gravité, son expansion devrait après
grande partie de l'article fait la revue des différents « théories » de
été maximum dans la suite du big bang, se ralentir régulièrement.
gravité modifiée dont aucune n'est actuellement recevable. Ces
passages peuvent être survolés par le lecteur pressé.
Ces faits d'observation ont permis l'apparition d'un grand nombre
d'hypothèses tentant de les justifier en partant du principe que la
théorie de la gravitation universelle d'Einstein pourrait se trouver en
L'article relate que Miguel Zumalacárregui, chercheur au Berkeley
défaut, soit à l'échelle du cosmos tout entier, soit dans certaines
Center for Cosmological Physics a exposé en novembre 2017 à
parties de celui-ci. Elles relèvent toutes d'une approche dite de la
l'Institut de physique théorique de Saclay les raisons pour lesquelles
Gravité Modifiée. Malheureusement, à ce jour, aucune observation
un phénomène récemment observé, l'apparition d'ondes
crédible n'a permis ni de mieux définir ou observer les processus de
gravitationnelles à la suite de la collision de deux étoiles à neutrons,
gravitation modifiée, ni d'expliquer la cause de ces modifications.
ne pouvait s'expliquer dans le cadre d'aucune des hypothèses
actuelles supposant l'existence d'une gravité dite modifiée.
La conclusion qui découle de cette incapacité prend la forme d'un
aveu d'insuffisance de la cosmologie actuelle. Elle ne permet pas de
justifier la validité des hypothèses d'Einstein, elle ne permet pas non
plus de proposer des hypothèses plus générales.
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
Il faudrait en revenir aux concepts de matière noire et d'énergie noire.
Mais comme cette matière et énergie noires ne peuvent être
actuellement observés expérimentalement, rien n'est simple...Et donc,
sachant que la théorie de la relativité générale ne permettrait pas,
sans importantes modifications actuellement non envisageable de
les expliquer, la cosmologie la plus récente devrait-elle faire aveu
d'impuissance ? Bien évidemment pas, sinon il faudrait faire appel aux
explications théologiques...
Les travaux continuent...
Les cosmologistes espèrent actuellement mesurer les lois de la
gravité de façon plus précise, en s'appuyant sur de futures
observations galactiques (galaxy Survey). Ils comptent aussi sur les
observations qu'offrira le grand télescope "Square Kilometer Array"
qui découvrira de nouveaux systèmes de pulsars.
Par ailleurs l'observation des ondes gravitationnelles par le futur
dispositif LISA, destiné à remplacer l'actuel LIGO, permettra vers 2030
de mieux mesurer les écarts observables à la théorie d'Einstein, et de
mieux expliquer leurs raisons d'être.
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin
Notes
Nous avons précédemment publié un entretien avec le cosmologiste français Thomas Buchert. Celui-ci étudie ce qu'il nomme des
inhomogénéités dans la géométrie de l'Univers. Elles pourraient expliquer la matière noire et l'énergie noire sans faire appel à des
hypothèses de gravité modifiée. Selon lui, ces inhomogénéités seraient selon lui prochainement observables.
Lire l'article
Sources
"Troubled Times for Alternatives to Einstein’s Theory of Gravity", publié dans Quanta magazine
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La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
Recherche
Les principes de la thermodynamique sont-ils compatibles avec la mécanique
quantique ?
Un article de Vlatko Vedral publié par la revue britannique New Scientist du 7 avril 2018, présente deux systèmes
expérimentaux pouvant montrer qu'un Système isolé pourrait perdre de l'énergie, puis la récupérer, au moins
partiellement. Concernant le Temps, cela signifierait qu'il pourrait, au moins partiellement, être réversible.
Du côté de la thermodynamique.... s'appliquant immédiatement à l'autre, et en état de superposition, la
particule pouvant être à la fois dans un état de basse et de haute
énergie. Il en résulte notamment, concernant le Temps, qu'il peut être
La Thermodynamique repose principalement, rappelons-le, sur deux réversible. Plus précisément, la MQ ne fait pas appel au Temps.
principes.
Pour le premier, toute transformation d'un système fermé au sein d'un Rappelons que ces deux grands systèmes théoriques ont été
milieu se fait à énergie constante. La variation de l'énergie du système amplement prouvés par l'expérience. Une science en développement,
est égale à la quantité d'énergie échangée avec le milieu extérieur, la Gravitation quantique, s'efforce actuellement de les concilier. Nous
par transfert thermique (chaleur) et transfert mécanique (travail). avions précédemment rappelé que le physicien italien Carlo Rovelli en
est aujourd'hui le meilleur théoricien.
Pour le second, il pose que toute transformation d'un système
thermodynamique s'effectue avec augmentation de l'entropie globale Cela-dit faut-il faire appel à la Gravitation Quantique pour résoudre
incluant l'entropie du système et du milieu extérieur. On dit alors qu'il ce conflit ? Les travaux de physiciens pourraient montrer le contraire.
y a création d'entropie. C'est ce que traduit la formule fondamentale; en faisant appel à la thermodynamique quantique. On peut d'ailleurs
E (entropie) plus grand ou égal à zéro. considérer celle-ci comme un premier pas vers la Gravitation
quantique.
Le terme d'entropie a été introduit en 1865 par Rudolf Clausius
à partir d'un mot grec signifiant « transformation ».
Les perspectives de la thermodynamique
Il caractérise le degré de désorganisation, ou d'imprédictibilité quantique
du contenu en information d'un système. Autrement dit, toute
évolution d'un système ordonné se traduit par des résultats
désordonnés. Il est impossible d'envisager l'inverse, c'est-à-dire Publié par la revue britannique New Scientist du 7 avril 2018 (cf.
la création (sans apport d'énergie) d'ordre à partir du désordre. références ci-dessous), un article de Vlatko Vedral présente deux
systèmes expérimentaux pouvant montrer qu'un Système isolé
pourrait perdre de l'énergie, puis la récupérer, au moins partiellement.
Concernant le Temps, cela signifierait qu'il pourrait, au moins
Ainsi, concernant l'Univers, il est passé d'un état de basse entropie, partiellement, être réversible.
caractérisant l'ordre régnant peu après le Big Bang, à une explosion
de systèmes à haute entropie désordonnés, galaxies, planètes et vie Vlatko Vedral reconnaît que les causes de ce paradoxe ne sont pas
au sein d'une de celle-ci, la Terre. Il en découle notamment un Temps encore élucidées en termes scientifiques. Mais avec ses collègues, il
qui s'écoule de façon irréversible. espère mettre rapidement au point ce qu'ils nomment des "machines
quantiques". Celles-ci fonctionneraient, dans l'ensemble, sans perte
de chaleur. Ainsi serait retrouvé, en termes modernes, le principe de
Du côté de la mécanique quantique... la machine à mouvement perpétuel.
Pour la mécanique quantique (MQ), au contraire, qui s'appliquait Un point important de l'article, en relation avec les phénomènes
initialement à des particules élémentaires individuelles dite particules quantiques dans le fonctionnement des systèmes vivants, est que
quantiques, deux particules peuvent être « intriquées », l'état de l'une l'évolution de ceux-ci aurait pu faire apparaître de telles machines,
10La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
dont les mitochondries productrices d'énergie au sein de la cellule
seraient un des résultats. Restera dans les prochains mois à perfectionner, pour mieux les
A une tout autre échelle, celle de l'Univers, on pourrait admettre comprendre et surtout généraliser leurs applications, notamment en
que si celui-ci évolue globalement selon le 2ème principe de la informatique quantique, les « quantum heat machines » de Vedral et
thermodynamique, il pourrait comporter des ensembles fonctionnant de ses collègues, dont existent dorénavant des prototypes semble-t-il
de façon inverse. Autrement dit, le Temps tel que nous l'entendons s'y indiscutables.
déroulerait à l'envers. Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin
Sources
* Vlatko Vedral I’m building a machine that breaks the rules of reality, New Scientist, 7 avril 2018
* Voir aussi, précédemment, Vlatko Vedral, The surprise theory of everything, New Scientist, 2012
* Sur Vlatko Vedral : Page Wikipedia
Sur ce sujet, voir aussi :
* Physicists confirm thermodynamic irreversibility in a quantum system , in Phys. org (décembre 2015)
* Le temps est irréversible même au niveau quantique
(tiré de la publication de l'article : Irreversibility and the Arrow of Time in a Quenched Quantum System paru dans Physical Revue
Letter du 2 novembre 2015
Recherche
Nouvelles hypothèses concernant la relation entre l'espace-temps et le monde
quantique
On peut penser que le cerveau humain, qui n'a pas été fait pour cela, ne pourra jamais comprendre la nature
profonde de l'univers, ceci tant au plan quantique qu'en ce qui concerne la cosmologie. Mais bien évidemment,
cela n'empêche pas la science, issue de cerveau humain, de proposer des hypothèses sur ces sujets et d'essayer
de les vérifier expérimentalement.
La question se pose en particulier concernant les origines de notre d'Einstein, le temps et l'espace sont unifiés dans un espace-temps,
univers, que l'on considère généralement être apparu à la suite d'un trame invisible de toutes choses. Les observations astronomiques
phénomène brutal qu'est le Big bang. Celui-ci se serait produit à actuelles montrent que cet espace-temps est en expansion, ceci à
partir du monde quantique, fait de particules dotées de propriétés partir d'un espace ponctuel initial et d'un temps initial, tous deux
particulières, notamment l'intrication et la superposition. Ces émergés lors du big bang.
particules ne s'analysent pas en termes de temps et d'espace.
Avec le Big Bang est apparu un système de particules dites Un univers cyclique ?
élémentaires s'inscrivant dans un espace et ayant généré un temps
tels que nous les connaissons dans notre univers.
Concernant le big bang, certains théoriciens considèrent qu'il n'aurait
Selon la meilleure théorie actuelle, celle de la Relativité générale
pas eu lieu effectivement, mais que notre univers aurait succédé à un
11La lettre d'Automates Intelligents - N° 159 - Juin 2018 UNIVERS SANS LIMITES
univers précédent, voire une suite d'autres univers. C'est l'hypothèse
de l'univers cyclique, mais elle non plus ne répond pas à la question Ainsi, dans la théorie de la relativité générale d'Einstein, le
de savoir pourquoi et à partir de quoi un tel univers cyclique serait temps, combiné à l'espace (sous le terme d"espace-temps"),
apparu. est présenté comme une réalité physique. Elle est soumise au
champ gravitationnel des objets massifs. Ainsi le temps passe
Pour expliquer comment un univers reposant sur un espace-temps plus lentement sous l'influence d'un corps massif tel que la
donné ait pu provenir de l'univers quantique ne faisant pas appel Terre.
au temps et à l'espace, les physiciens évoquent une hypothétique
« fluctuation » survenue par hasard au sein des particules du monde Ceci a été confirmé par l'expérience. Dans le cadre des futurs
quantique. Mais ceci entraînera la conséquence que de telles voyages interplanétaires, un astronaute situé dans l'espace
fluctuations puissent se produire à tout instant – instant de notre profond vieillira beaucoup moins vite que son frère jumeau resté
temps - et générer un nombre infini d'univers, semblables ou différents sur Terre. On peut imaginer leur surprise quand ils se
du nôtre. C'est l'hypothèse dite du multivers, encore invérifiable retrouveront.
aujourd'hui.
Pour la physique quantique, au contraire, le temps est considéré
Afin d'échapper à ce dilemme, des physiciens proposent aujourd'hui comme fait d'infimes particules, sans durée ni espace, qui se
de considérer que l'essence de l'espace et du temps pourraient conjuguant avec d'autres particules elles-aussi quantiques,
exister au-delà des limites de notre univers. Ils ne seraient donc pas donnent naissance à des objets de la physique macroscopique.
apparus à l'occasion du big-bang. Mais ils existeraient sous une forme Comme les principes de la physique quantique sont vérifiés
d'un chaos évolutif que nous ne serions pas capable aujourd'hui de tous les jours, nous devons aussi admettre que le temps est
nous représenter. Le big bang serait une transformation de ce chaos fait de particules intemporelles. Inutile de préciser que cela est
évolutif, perceptible à notre échelle. parfaitement contre-intuitif.
La 2ème loi de la thermodynamique
Group field theory...
La deuxième loi de la thermodynamique permet-elle de donner
Dans cette hypothèse, l'espace-temps serait un fluide, analogue à une base au temps ?
l'eau. Les molécules composant celle-ci pourrait passer de l'état de Selon celle-ci, tout système ordonné, dit de basse entropie, ne
vapeur à celui de gouttes, clairement perceptibles. Il pourrait se peut que se désordonner. L'inverse n'est pas possible. On ne
condenser en gouttes d'espace, elles-mêmes soumise à un temps. peut remonter, à énergie égale, du désordre à l'ordre. Autrement
Ainsi l'hypothèse selon laquelle le temps pourrait être quantifié dit, l'entropie ou le désordre dans l'univers ne cesse de croître.
trouverait toute sa légitimité (cf. temps, ou mieux, durée de Planck). Ainsi serait définie la « flèche » du temps.
On ne précise pas à notre connaissance si cet événement pourrait
se produire plusieurs fois, ce qui reposerait la question du "pourquoi Concernant l'univers, il était à son origine extrêmement ordonné
maintenant?". : un ensemble gigantesque d'atomes - tous les mêmes -
constituant le gaz primitif. Quand ces atomes se sont conjugués
Pour le moment, selon ces physiciens, nous ne pourrions nous pour donner naissance à ceux composant les différents corps
représenter ce fluide que sous une forme mathématique, dite "group apparus au cours de l'évolution, le désordre n'a cessé de
field theory", s'inscrivant dans la cadre de la théorie quantique des s'étendre. Il le fait encore sur Terre avec le développement de la
champs. Mais les scientifiques espèrent pouvoir prochainement vie.
proposer des expériences mettant le phénomène en évidence.
Ainsi l'observation de photons à haute énergie provenant de la Il paraîtra curieux d'appeler désordre ce qui nous apparaît
nébuleuse du Crabe pourrait montrer qu'ils ont traversé un espace de comme une suite de systèmes ordonnés, mais ceux-ci ne le
type liquide. sont qu'à leur seule échelle, mais non à celle de l'univers. Si
l'on pouvait se mettre à la place de l'univers primitif, apparu
immédiatement après le Big bang, on ne verrait qu'un
A propos du temps foisonnement de systèmes plus désordonnés les uns que les
autres.
Faut-il rappeler que pendant des millénaires l'humanité a vécu
ce que les philosophes ont très vite nommé "le temps", sans Cependant la deuxième loi de la thermodynamique ne
chercher à le définir ? Il est en revanche apparu très vite s'applique qu'à des systèmes fermés où l'énergie totale
nécessaire de le mesurer, ne fut-ce approximativement, dans le demeure inchangée. Rien ne prouve que ce soit le cas au
cadre des activités sociales quotidiennes ou annuelles réglées niveau de l'univers entier. Tout semble montrer qu'il s'étend
par le langage : l'écoulement du jour et de la nuit, celui des actuellement sans limites. De plus certaines parties de l'univers
saisons, suffisait à cette fin. peuvent se comporter différemment des autres. Dans ce cas les
règles relatives à l'entropie pourront s'appliquer différemment
Avec l'invention des horloges de précision, qui ont au cours de l'évolution, ou dans certaines partie de l'univers au
progressivement remplacé celles approximatives des églises, regard des autres.
il est rapidement apparu que ces horloges définissaient, non
un temps absolu, mais des temps variables selon les pays Autrement dit rien ne permet d'affirmer que le temps trouve son
et même leurs altitudes. Le temps, en ce qui concernait sa fondement dans la seconde loi de la thermodynamique...
nature et non seulement ses manifestations, est devenu un
objet d'étude pour les premiers scientifiques. Mais très vite, L'absence de temps en physique quantique
ils ont compris qu'ils étaient incapables de le comprendre ou
l'expliquer, contrairement par exemple à la force de gravité. Concernant la physique quantique, rappelons qu'elle ne tient
aucun compte ni du temps ni de l'espace (constamment vérifiée
Aujourd'hui il en est – dramatiquement – de même. Le temps aujourd'hui). Ces derniers n'apparaissent que lorsque des
est bien décrit par les principales théories physiques, mais de systèmes macroscopiques ordonnés dans le temps,
façon contradictoire selon les unes et les autres. De plus, ces "observent", autrement dit interagissent avec des systèmes
descriptions ne correspondent aucunement à notre intuition de quantiques. Ces systèmes eux-mêmes "émergent" de façon
ce qu'est le temps. aléatoire à partir de "fluctuations" de particules quantiques. A ce
moment, ils créent le temps, temps qui n'est pas essentiel au
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