Les limites de la connaissance physique

Texte de la 208e conférence de l’Université de tous les savoirs donnée le 26 juillet 2000.
La connaissance physique a-t-elle des limites ?
par Jean-Marc Lévy-Leblond
Il n’est pas indifférent que dans ce cycle de conférences sur “tous les savoirs”, la question des limites de la connaissance n’ait été posée qu’à la physique. C’est sans doute son statut implicite de science modèle qui lui vaut cet honneur. C’est aussi que, depuis le début du XXe siècle, la physique s’est à elle-même posé la question. « L’homme devrait garder son humilité devant la nature puisque la précision avec laquelle il peut l’observer rencontre des limitations intrinsèques. » Ainsi l’Encyclopædia Britannica conclut-elle son article sur le “principe d’incertitude” de Heisenberg. De fait, la révolution quantique a donné lieu à d’abondantes exégèses sur ce thème : l’impossibilité de mesurer à la fois la position et la vitesse des corpuscules signalerait une limite absolue de nos connaissances. La Nature elle-même refuserait de se laisser dévoiler, et notre science la plus avancée buterait ainsi sur des frontières infranchissables. L’impossibilité de dépasser la vitesse de la lumière, mise en évidence par Einstein, a été interprétée dans la même veine : nous ne pouvons savoir ce qui s’est passé sur le Soleil durant les huit dernières minutes, faute qu’aucun signal ne puisse nous en prévenir. Mais avec un recul de quelques décennies, cette conception résignée, traduite par des vocables qui paraissent aujourd’hui pour le moins inadaptés (relativité, incertitudes), a perdu sa pertinence. Loin d’imposer des bornes à notre savoir, ces découvertes ont au contraire permis à notre compréhension de considérables progrès, en réorientant nos conceptualisations et nos interrogations. Elles ont montré l’inadéquation au réel de nos formulations antérieures. Si certaines questions (« Que se passait-il sur le Soleil il y a deux minutes ? », « Où est l’électron et à quelle vitesse va-t-il ? ») n’admettent pas de réponses, c’est qu’elles sont dépourvues de pertinence. De même, la question « Qu’y a-t-il sur la Terre à 30 000 kilomètres au Sud de Paris ? » est-elle rendue caduque par la rotondité de la Terre et la connaissance de sa circonférence (40 000 kilomètres) ; dira-t-on pour autant que cette découverte impose une limitation à la géographie ? Les mutations théoriques de la physique du XXe siècle n’ont nullement découvert des limites intrinsèques à notre connaissance scientifique, mais, bien au contraire, lui ont ouvert de nouveaux espaces. En témoigne l’approfondissement considérable de notre maîtrise, intellectuelle mais aussi matérielle, du monde quantique. Reste que la persistance des interprétations négatives et des métaphores abusives (voir un récent article du Monde sur la « politique quantique de Jacques Chirac » !) montre bien cependant une limitation effective de nos connaissances – nous y reviendrons.
Au cours des dernières décennies, le défaitisme a plutôt cédé la place à un triomphalisme naïf, selon lequel la physique ne rencontrerait aucun obstacle et serait en mesure d’accéder à une connaissance complète de l’univers : le réel obéirait à un petit nombre de lois fondamentales, que nous serions sur le point de découvrir ; c’est le fantasme de la “théorie ultime” ou d’une “théorie du Tout”. La connaissance physique rencontrerait alors, effectivement, ses limites : finie par essence, elle toucherait bientôt à ses bornes, et s’épuiserait dans son succès. Une première réserve devant cette perspective, pourtant entretenue par des physiciens réputés, est suscitée par sa répétitivité : déjà Newton pensait avoir découvert une théorie universelle de la gravitation, capable d’expliquer l’ensemble des phénomènes physiques ; le développement de l’électromagnétisme a fait litière de cette prétention. À la fin du XIXe siècle, un aussi grand esprit que Lord Kelvin considérait que la physique était (presque) terminée – juste avant que l’on ne découvre les interactions nucléaires… Que la physique depuis plus d’un demi-siècle n’ait mis en évidence aucune nouveauté radicale, ne l’autorise en rien à proclamer la clôture du registre des forces essentielles à l’œuvre dans la nature. Mais surtout, l’autosatisfaction des physiciens fondamentalistes repose sur une vision bien pauvre de la réalité : la multiplicité des formes concrètes d’organisation de la matière, la richesse de comportement des innombrables objets de la nature, rend toujours plus large le hiatus entre les explications générales et la compréhension détaillée des faits. Un nombre croissant de phénomènes matériels, récemment découverts (la supraconductivité à haute température) ou connus depuis longtemps (la flottabilité de la glace) restent mal compris, bien que la théorie quantique abstraite qui les sous-tend soit connue. S’il y a une leçon à retenir du XXe siècle, c’est bien la faillite de tout réductionnisme naïf, selon lequel la connaissance théorique remonte nécessairement des principes à leurs manifestations. Une (très éventuelle) “théorie du Tout” ne serait certainement pas une théorie de tout… Le programme qui consiste à « remplacer du visible compliqué par de l’invisible simple » (selon les mots de Francis Perrin) ne saurait prétendre à l’universalité : l’invisible aussi peut être compliqué et, tel le vivant, ne guère se plier aux méthodes éprouvées de la physique – expérimentations dûment reproductibles, formalisation mathématique sophistiquée. C’est dire a fortiori que la physique rencontre effectivement des limites : celles des domaines où elle doit céder la place aux autres sciences. La scientificité ne peut se figer en critères généraux. Malgré ses prétentions à régir l’ensemble de nos connaissances scientifiques, ni son ancienneté, ni sa précision n’évitent à la physique de devoir reconnaître l’autonomie et la souveraineté des autres disciplines.
Mais on ne peut s’en tenir à un point de vue exclusivement épistémologique qui considèrerait la question des limites de la connaissance sous l’angle d’une confrontation abstraite entre la nature et l’esprit. Cet esprit est celui d’humains vivant en des sociétés particulières qui fournissent le cadre où se déroule le processus de connaissance, détermination qui à la fois permet et contraint la recherche de savoir. Il y eut des temps où ce conditionnement était essentiellement idéologique, comme le montre le rôle du christianisme dans la révolution scientifique du XVIIe siècle, rôle à la fois négatif (le procès de Galilée !) et positif (l’idée même du “Grand livre de la Nature”, liée au poids culturel des Écritures). Aujourd’hui prime l’économie. Le succès pratique de la physique au XXe siècle (électronique, nucléaire, etc.) tend à l’assujettir à des programmes à court terme, au détriment de projets plus spéculatifs. En même temps, l’industrie fécondée par la science reflue en son propre sein, conduisant à la “Big Science” dont le gigantisme semble atteindre ses bornes. La proportion des ressources sociales consacrées à la recherche fondamentale plafonne depuis quelques années, pour la première fois en quatre siècles de science moderne. L’abandon par les États-Unis, voici dix ans, de la construction d’un accélérateur de particules géant (SSC), signale ce changement d’ère. Les hésitations du politique devant les projets d’instrumentation scientifique à grande échelle (voir le récent conflit autour du projet de synchrotron “Soleil”) sont désormais la règle, ce qui ne saurait surprendre au vu de leurs budgets, couramment chiffrés en milliards de francs. Autant dire que la connaissance physique, dans certains de ses secteurs traditionnellement les plus prestigieux atteint les limites du socialement acceptable : la recherche du boson de Higgs, aussi excitante soit-elle pour l’esprit (de qui ?), présente un rapport coût/intérêt assez élevé pour que soit justifié son examen critique par la collectivité. Comme pour d’autres projets scientifiques, un ajournement de quelques décennies ne constituerait peut-être pas un retard majeur dans le développement de l’humanité. Après tout, d’autres entreprises humaines atteintes de gigantisme ont connu un coup d’arrêt au plus fort de leur développement. Les pyramides du Haut-empire égyptien et les cathédrales de l’Europe gothique ont laissé la place à des projets plus modestes – mais non moins féconds. Le redéploiement, historiquement bien tardif d’ailleurs, d’une physique à notre échelle (turbulence, matière molle) pointe dans cette direction. Mais on peut comprendre l’amertume des chercheurs devant les difficultés de leurs desseins désintéressés les plus ambitieux, alors que, en même temps, c’est un développement débridé que connaît la poursuite du savoir lorsqu’elle se confond avec celle du profit. Les mêmes phénomènes affectent (plus rapidement et plus vivement encore) les autres sciences, celles de la vie tout particulièrement. Mais la relative ancienneté de la physique permet d’étudier son cas avec quelque lucidité – privilège d’une ancienne aristocratie sur une jeune bourgeoisie.
Pour autant, cette domination et cette limitation de la science par l’économie et la politique n’est pas sans rapports avec ses problèmes épistémiques. Car, s’il est légitime de s’interroger sur les limites de la connaissance, encore faut-il savoir quel sens attribuer au mot “connaissance”. La polysémie de ce terme l’écartèle entre une signification réduite, celle d’un savoir factuel et particulier (la connaissance de la valeur de la vitesse de la lumière, ou la connaissance des éléments du tableau de Mendeleïev), et une signification large, celle d’une compréhension profonde et générique (la connaissance du rôle structurel de la vitesse-limite pour l’espace-temps, ou le rapport entre le tableau de Mendeleïev et la théorie quantique de l’atome). Force est de reconnaître que la physique moderne a accumulé un retard considérable quant à la maîtrise intellectuelle de ses propres découvertes. Bien des pseudo-paradoxes et des formulations insatisfaisantes continuent à la hanter, faute d’une refonte conceptuelle menée à bien ; le plus difficile à comprendre quant aux remarquables développements récents sur la notion de “non-séparabilité” quantique, par exemple, est encore leur considérable délai historique. La sophistication de nos formalismes a grandement crû beaucoup plus vite que notre capacité à en maîtriser le sens non ; déjà Maxwell s’écriait, il y a plus d’un siècle, que « nos équations semblent plus intelligentes que nous ! ». C’est là le contrecoup de la technicisation de la science, et de la division du travail qui s’y accentue, sans parler de la pression productiviste de son organisation sociale. Il est probable que ce déficit de notre connaissance – au sens le plus noble et le plus ambitieux du terme – handicape fortement les possibilités pour la science physique de dépasser certaines de ses difficultés actuelles. Mais si cette limitation a de sérieux effets au sein de la communauté scientifique, elle en a de bien plus graves encore dans la société en général. Comment développer une véritable acculturation de la science si ses praticiens eux-mêmes sont en manque aigu à cet égard ? Et, faute d’une reconquête intellectuelle, peut-on espérer que la science puisse devenir l’objet du débat démocratique dont la nécessité se fait chaque jour plus vive ? Ainsi, l’analyse des limites de la connaissance scientifique exige-t-elle d’abord la reconnaissance des limites de la science.
Bibliographie : Jean-Marc Lévy-Leblond, Aux contraires (l’exercice de la pensée et la pratique de la science), Gallimard, 1996 ; Impasciences, Bayard, 2000.
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