Après quelques considérations historiques sur la notion de «conscience» et son importance grandissante en physique, nous étudions quelques tentatives récentes de modélisation quantique de celle-ci en montrant que la philosophie qui les inspire n'est pas nouvelle. Bien des thèses évoquées aujourd'hui et présentées comme ayant leur origine dans les progrès de la philosophie anglo-saxonne de l'esprit ont en réalité des résonances plus anciennes. De certaines variantes de l'interprétation de Copenhague à la théorie de Penrose en passant par celle de Wheeler, on en découvre maintes expressions, dont une très intéressante dans les textes du philosophe français Raymond Ruyer (1902-1987), lui-même fortement influencé par Leibniz et certains physiciens quantiques. Flirtant volontiers avec le panpsychisme, ces théories prétendent parfois non seulement fournir un «modèle mathématique» de la conscience, mais, dès lors que celle-ci – au moins sous une forme embryonnaire – semble partout répandue, une modélisation de l'univers lui-même. Il faut alors se garder de certains excès portant à croire qu'on pourrait prouver physiquement que l'univers est conscient. En revanche nous savons, depuis l'avènement de la physique quantique, qu'il nous faut sans doute remettre en cause le modèle d'explication de l'expérience élaborée à partir de la physique classique. Cela, sans aucun doute, pose la question de la nature exacte de la matière et des entités subjectives-objectives avec lesquelles nous sommes en interaction.
Après quelques considérations historiques sur la notion de «conscience» et son importance grandissante en physique, nous étudions quelques tentatives récentes de modélisation quantique de celle-ci en montrant que la philosophie qui les inspire n'est pas nouvelle. Bien des thèses évoquées aujourd'hui et présentées comme ayant leur origine dans les progrès de la philosophie anglo-saxonne de l'esprit ont en réalité des résonances plus anciennes. De certaines variantes de l'interprétation de Copenhague à la théorie de Penrose en passant par celle de Wheeler, on en découvre maintes expressions, dont une très intéressante dans les textes du philosophe français Raymond Ruyer (1902-1987), lui-même fortement influencé par Leibniz et certains physiciens quantiques. Flirtant volontiers avec le panpsychisme, ces théories prétendent parfois non seulement fournir un «modèle mathématique» de la conscience, mais, dès lors que celle-ci – au moins sous une forme embryonnaire – semble partout répandue, une modélisation de l'univers lui-même. Il faut alors se garder de certains excès portant à croire qu'on pourrait prouver physiquement que l'univers est conscient. En revanche nous savons, depuis l'avènement de la physique quantique, qu'il nous faut sans doute remettre en cause le modèle d'explication de l'expérience élaborée à partir de la physique classique. Cela, sans aucun doute, pose la question de la nature exacte de la matière et des entités subjectives-objectives avec lesquelles nous sommes en interaction.
La pensée physique - et, jusqu'à un certain point, la pensée mathématique, du moins géométrique - s'est toujours appuyée sur la notion d'espace, comme par exemple le concept de dimension spatiale qui a donné l'idée de grandeur physique mathématisée. Jusqu'à la théorie de la relativité générale, celle-ci comprise, les conceptions des systèmes physiques et des phénomènes dont ils sont le siège ou l'origine ont été tributaires d'une pensée de l'espace, et ces phénomènes et ces systèmes sont, en général, pensés dans l'espace, même s'ils ont contribué à modifier la pensée de l'espace et s'ils ont obligé à reformuler notre «intuition spatiale». La physique quantique a remis en question cette certitude tranquille en mettant la pensée de l'espace et dans l'espace devant le dilemme suivant : ou bien garder le concept d'espace physique dans le sens précédent qui nous semble naturel et renoncer à l'idée que les «systèmes quantiques» pourraient être représentés directement dans cet espace comme des systèmes dotés de propriétés qui leur soient propres ; ou bien admettre que cela a un sens de parler de systèmes quantiques ayant des propriétés et enlever à l'espace son rôle premier dans la représentation de ces systèmes. En prenant ce second point de vue, on est amené à penser la physique autrement que «dans l'espace» au sens habituel ; et cependant, on a toujours, à un moment ou à un autre, à envisager les systèmes physiques quantiques en référence à cet espace, qui est celui des corps macroscopiques et du cosmos dans son état actuel. Se demander comment une telle pensée est possible amène donc en même temps à s'interroger sur le rapport entre le monde quantique et l'espace physique de notre expérience. Cette interrogation passe par un inventaire des modifications du concept d'espace requises par la description physique des systèmes quantiques. On concluera en évoquant l'idée d'une émergence du concept d'espace à partir des phénomènes quantiques, tant du point de vue épistémologique (émergence d'un certain niveau de réalité à partir de niveaux sous-jacents) que du point de vue cosmogénétique (formation et expansion de l'espace physique des objets macroscopiques).
On repère deux modalités fondamentales de l’inscription de la perception humaine dans le monde: l’une, continue dans l’ordre de la perception du temps, l’autre discontinue, dans l’ordre de l’appréhension distinctive des étants. Si l’on bute rapidement sur des difficultés insurmontables dans l’exploration de la première, la seconde offre un champ d’exploration large et fécond. En m’appuyant sur un schéma topologique que j’avais mis au point pour tenter de résoudre certaines questions restées sans réponses dans la définition et la compréhension de certains troubles psychiques et cognitifs comme l’autisme, j’analyse une fonction fondamentale du langage: la fonction distinctive. J’ai repéré ce faisant une étonnante préfiguration matricielle de cette fonction présente aux confins de la matière, mise en lumière par une expérience de physique quantique « classique », mais réactualisée en 2013 par une équipe de physiciens américains. Analysant les résultats obtenus au croisement d’une théorie du passage de l’infiniment petit au monde macroscopique — la théorie de la décohérence quantique — et des inférences autorisées par mon schéma, je propose une explication apparemment satisfaisante des entorses à la logique classique constatées en physique quantique. Il apparaît que le lien entre l’opérateur distinctif présent au niveau quantique et celui qui se manifeste dans le langage n’est pas d’ordre analogique mais signale plutôt une étroite parenté ontologique. De sorte que l’univers lui-même, et nous-mêmes en son sein, semblons constitués fondamentalement par cet opérateur que l’on pourrait qualifier de « metalinguistique » — indice à l’appui d’une approche moniste sans doute plus féconde et pertinente que l’approche dualiste ordinairement réservée à la distinction entre esprit et matière.
Étant donné la diversité des disciplines scientifiques et philosophiques ainsi que des approches de la réalité réalisées par les arts et les diverses religions, rien n'est plus ambigu que la notion de « réel ».Cest pourquoi l'auteur s'efforce ici, par divers recoupements sémantiques, de faire saillir les principaux concepts de « réel », en les articulant d'ailleurs aux diverses théories de la connaissance que l'histoire de la pensée met en œuvre.Il en profite pour proposer quelques réflexions d'ordre expressément métaphysique touchant la connaissance et ses approches de la « réalité ».S 'IL Y A AMBIGUÏTÉ, à l'intérieur de la physique, entre des théories ou thèses prônant l'indéterminisme quantique et celles qui cherchent des «variables cachées » qui rétabliraient un certain déterminisme « sous-jacent », c'est parce que les unes et les autres supposent un certain « réel » connaissable.Souvent, toutefois, leur concept de « réalité » n'est pas suffisamment explicité ; d'où tant de débats autour du « réalisme » en physique *. 1. Voir : Jean-Dominique ROBERT, Dans quel sens peut-on parler du « réel » ?Réflexions à propos du livre de Bernard d'Espagnai: «À la recherche du réel», in Revue Philosophique de Louvain, 1982, pp.85-118 et 252-281.On y trouvera des éléments de bibliographie et l'exposé des deux thèses en présence.Nous y faisons particulièrement référence à un auteur « réaliste », E. BITSAKI.Il parle des théories à variables cachées, sans que pour cela on y cherche « à restituer un déterminisme mécaniciste au niveau quantique ».Et à ceux qui prétendraient que « les variables cachées sont alors inobservables, donc inexistantes», il répond: «prétendre qu'inobservable signifie inexistant, c'est introduire en physique un postulat philosophique qui ne fait que bloquer la recherche ».D'ailleurs, à ses yeux, « le renouveau de l'intérêt pour ces théories vient aussi de cette possibilité : de démontrer expérimen talement l'action des variables cachées sur certains types de phénomènes ».Dans une telle optique on accuse donc l'École de Copenhague de souscrire à l'idéologie du positivisme.Renvoyons ici, pour complément, à la dernière édition du livre de E.B. : Physique et matérialisme (« Terrains »), Paris, Éditions sociales, 1983, avec son importante annexe : Pour une interprétation réaliste de la mécanique quantiste, pp.405-461.Nous étudions ensuite de près l'ouvrage de Bernard D'Espagnat et son idée de « réel voilé ».Il l'introduit dans sa discussion, mais sans le moins du monde poser des variables cachées qui pourraient d'une façon ou d'une autre rétablir un certain déterminisme, sous-jacent au niveau quantique.L'essentiel de la théorie du réel voilé, c'est que l'on pose «une réalité physique dont 71 JEAN-DOMINIQUE ROBERTJe suis donc obligé de prendre mes distances à l'égard de l'ambiguïté spécifique, propre aux débats internes à la physique, et entre spécialistes, pour essayer de voir en philosophe ce que cela suppose.Je ne suis donc pas un physicien, mais un philosophe.La technique, dans le sens expérimental du mot, et dans celui des formules mathématiques qui essaient de structurer les théories, m'est totalement étrangère.Je ne suis en rien un technicien.Il se fait, tout simplement, que, ayant lu pas mal de physiciens sur les questions de la physique quantique et de l'indéterminisme (avec les discussions relatives à la réalité atteinte en physique) ; ayant eu l'occasion de parler souvent avec des physiciens comme Costa de Beauregard et Bernard d'Espagnat, au sujet des problèmes les plus actuels en la matière, il se fait que j'ai été prodigieusement captivé par le problème même de leurs accords et de leurs désaccords sur certains points essentiels.J'ai pu saisir sur le vif le fait que la physique (comme toutes les sciences dignes de ce nom et arrivées à leur maturité scientifique stricte) travaille à l'aide de modèles.Dès lors la grave question qui se posait pour moi était la suivante : qu'est-ce qu'un modèle, et qu'est-ce que la dite réalité, dont ce modèle semble révéler quelque chose?A moins d'être purement et simplement conventionnaliste et donc nominaliste.Je n'atteindrai pas, dans ce cas, la réalité, mais bien seulement des modèles; et entre les deux il ne faudrait pas vouloir jeter indûment des ponts fragiles et impossibles, pour parler franchement 2 .
Comprendre les phénomènes quantiques Les théories physiques classiques peuvent être interpretées comme représentant le monde en termes d'intéractions causales à la fois locales et déterministiques entre des systèmes characterisés par des propriétés bien définies. Il est bien connu que la mécanique quantique orthodoxe, qui se trouve être une de nos théories les mieux confirmées, ne peut pas être interprétée dans les termes du cadre décrit ci-dessus. Au début des années soixante, John Bell a démontré que toute théorie représentant son domaine dans les termes du cadre classique ci-dessus satisfait une série d'inégalités, les inégalités de Bell. Certains physiciens ont développé des théories alternatives à la théorie quantique orthodoxe, théories dont les interprétations associées abandonnent au moins une des charactéristiques du cadre classique. Les philosophes s'efforcent d'interpreter ce resultat de la physique contemporaine, i.e. s'efforcent de comprendre à quoi peut ressembler le monde s'il est vrai que les interactions entre les systèmes physiques sont soit non-locales, soit non-déterministiques, ou bien que ces systèmes physiques ne possèdent pas de propriétés définies. Cette ligne de pensée a atteint son apogée avec la "métaphysique expérimentale" qui s'est développée après que la violation des inégalités de Bell par l'expérience a été observée. L'interprétation orthodoxe est que les expériences de type Bell nous forcent à accepter certaines formes d'interactions non-locales, et peut- être non causales, au niveau fondamental. Dans cette thèse, j'évalue dans quelle mesure l'investigation philosophique de nos meilleures théories scientifiques peut nous aider à décider de ce que peut être le monde au niveau fondamental. J'étudie cette question en considérant le domaine quantique, et en particulier les phénomènes de type Bell. Mes conclusions pointent dans la direction d'une vue plus modeste du rôle possible de la philosophie de la physique que celle que les programmes de métaphysique expérimentale suggèrent. Dans une première partie, j'étudie le rôle que la philosophie de la physique peut légitimement jouer dans le développement et l'évaluation des différentes theories quantiques. Je soutiens que le rôle de la philosophie de la physique ne consiste pas à imposer des critères d'acceptabilité pour les théories physiques en plus des critères usuels de cohérence interne et d'adéquation empirique. Un rôle à la fois important et légitime que peut jouer la philosophie de la physique consiste à distinguer clairement, pour nos théories et leurs interprétations, ce qui est imposé par les phénomènes et les théories de ce que relèvent de nos choix et préférences. Je soutiens enfin qu'un tel travail d'analyse peut se faire sur la base de l'analyse structurelle de nos théories et de nos modèles de données. Dans la seconde partie de la thèse, j'étudie spécifiquement le cas de l'interprétation des théorèmes de Bell et des expériences associées. J'évalue systématiquement l'interprétation orthodoxe selon laquelle les résultats de ces expériences nous force à accepter une forme "bénigne" de non-localité, ``bénigne" parce que de type non-causal. Je montre que l'interprétation orthodoxe comprends trois thèses différentes, la première portant sur la question de la localité, la seconde portant sur la question de la causalité et la troisième concernant le holisme. Je fournis des cadres théoriques rigoureux afin d'évaluer ces trois thèses. Le résultat de mon analyse concernant la question de la localité est que l'interprétation orthodoxe peut être défendue. En revanche, concernant les questions de causalité, aucun des cadres théoriques existant ne permet de soutenir l'interprétation orthodoxe, si cette dernière est comprise dans sa version forte de métaphysique expérimentale. Dans les deux cas cependant, une version faible peut être défendue. En particulier, un résultat important de ma thèse est que l'interprétation orthodoxe peut être défendue rigoureusement au niveau empirique.
Les théories physiques classiques peuvent être interpretées comme représentant le monde en termes d'intéractions causales à la fois locales et déterministiques entre des systèmes characterisés par des propriétés bien définies. Il est bien connu que la mécanique quantique orthodoxe, qui se trouve être une de nos théories les mieux confirmées, ne peut pas être interprétée dans les termes du cadre décrit ci-dessus. Au début des années soixante, John Bell a démontré que toute théorie représentant son domaine dans les termes du cadre classique ci-dessus satisfait une série d'inégalités, les inégalités de Bell. Certains physiciens ont développé des théories alternatives à la théorie quantique orthodoxe, théories dont les interprétations associées abandonnent au moins une des charactéristiques du cadre classique. Les philosophes s'efforcent d'interpreter ce resultat de la physique contemporaine, i.e. s'efforcent de comprendre à quoi peut ressembler le monde s'il est vrai que les interactions entre les systèmes physiques sont soit non-locales, soit non-déterministiques, ou bien que ces systèmes physiques ne possèdent pas de propriétés définies. Cette ligne de pensée a atteint son apogée avec la "métaphysique expérimentale" qui s'est développée après que la violation des inégalités de Bell par l'expérience a été observée. L'interprétation orthodoxe est que les expériences de type Bell nous forcent à accepter certaines formes d'interactions non-locales, et peut- être non causales, au niveau fondamental. Dans cette thèse, j'évalue dans quelle mesure l'investigation philosophique de nos meilleures théories scientifiques peut nous aider à décider de ce que peut être le monde au niveau fondamental. J'étudie cette question en considérant le domaine quantique, et en particulier les phénomènes de type Bell. Mes conclusions pointent dans la direction d'une vue plus modeste du rôle possible de la philosophie de la physique que celle que les programmes de métaphysique expérimentale suggèrent. Dans une première partie, j'étudie le rôle que la philosophie de la physique peut légitimement jouer dans le développement et l'évaluation des différentes theories quantiques. Je soutiens que le rôle de la philosophie de la physique ne consiste pas à imposer des critères d'acceptabilité pour les théories physiques en plus des critères usuels de cohérence interne et d'adéquation empirique. Un rôle à la fois important et légitime que peut jouer la philosophie de la physique consiste à distinguer clairement, pour nos théories et leurs interprétations, ce qui est imposé par les phénomènes et les théories de ce que relèvent de nos choix et préférences. Je soutiens enfin qu'un tel travail d'analyse peut se faire sur la base de l'analyse structurelle de nos théories et de nos modèles de données. Dans la seconde partie de la thèse, j'étudie spécifiquement le cas de l'interprétation des théorèmes de Bell et des expériences associées. J'évalue systématiquement l'interprétation orthodoxe selon laquelle les résultats de ces expériences nous force à accepter une forme "bénigne" de non-localité, bénigne" parce que de type non-causal. Je montre que l'interprétation orthodoxe comprends trois thèses différentes, la première portant sur la question de la localité, la seconde portant sur la question de la causalité et la troisième concernant le holisme. Je fournis des cadres théoriques rigoureux afin d'évaluer ces trois thèses. Le résultat de mon analyse concernant la question de la localité est que l'interprétation orthodoxe peut être défendue. En revanche, concernant les questions de causalité, aucun des cadres théoriques existant ne permet de soutenir l'interprétation orthodoxe, si cette dernière est comprise dans sa version forte de métaphysique expérimentale. Dans les deux cas cependant, une version faible peut être défendue. En particulier, un résultat important de ma thèse est que l'interprétation orthodoxe peut être défendue rigoureusement au niveau empirique.
La physique moderne, notamment la theorie des quanta et la decouverte de Max Planck a souleve une serie de problemes tres generaux d'ordre strictement physique, mais qui ont oblige les physiciens a sortir du cadre etroit de leur discipline et a reprendre a leur compte certaines grandes questions philosophiques. N. Bohr, W. Heisenberg, W. Pauli, M. Born, P. Dirac, P. Jordan et J. Von Newmann ont ete les principaux artisans de la mecanique quantique et des partisans de l'interpretation dite de M. Planck, A. Einstein E. Schrodinger et L. De Broglie ont aussi apporte des contributions essentielles a la theorie quantique, en s ' opposant a l' interpretation de Copenhague. Aux yeux de Heisenberg et de Bohr, la naissance de la physique quantique est apparue comme une revolution radicale dans les concepts sur lesquels la description de la Nature avait ete fondee jusqu' alors. Ce fut un nouveau fondement de la science de la Nature selon W. Heisenberg, qui soulignait la rupture reelle dans la structure de la science, voir le changement apporte dans la realite , qui exigeant une reflexion retrospective sur l' ensemble de la science et de la philosophie moderne; et Schrodinger evoquait non sans lyrisme l'attitude passionnante, neuve et revolutionnaire . Cela explique le recours a la philosophie qui a reuni et oppose les differents fondateurs de la theorie quantique. Des philosophes aussi differents que Kojeve, Heidegger, Cassirer, Hermann, Carnap, Reichenbach, Meyerson ou Bachelard ont fait de la physique quantique un sujet central de preoccupation; on trouve dans leurs oeuvres des references explicites a la physique quantique. On se propose de parler ici de Heisenberg qui est de tous les fondateurs de la mecanique quantique celui qui parle le plus et le plus precisement des grecs. Il parle des presocratiques (qu'il lit a travers Nietzsche) de Democrite et de Platon, enfin d' Aristote, qui est a ses yeux, le philosophe qui permet de penser, grâce a la notion de puissance, le probleme de la transition possible a l'acte. Dans ce travail nous allons parler des liens historiques entre la physique quantique et la physique au cours de 1 'histoire. Ces liens sont surement plus interessants pour l'historien que pour le physicien, mais le physicien peut aussi, en s'interessant aux autres anciens, avoir des intuitions qui l'aident a resoudre certaines des problemes qu'il rencontre aujourd'hui