« Einstein philosophe » : cheminons de la réalité à la théorie… et vice versa

Ce n’est pas souvent (et ça ne se reproduira pas de sitôt) qu’on a l’occasion d’évoquer la physique dans ce blog, ou la philosophie. Et cet article porte sur le lien entre les deux ! Ne fuyez pas, il n’y aura pas d’équation ni trop de jargon philosophique, promis.
J’ai assisté jeudi 22 mai au colloque « La raison et le réel : questions épistémologiques » organisé par ACCES à l’Institut français de l’Éducation. Seule l’intervention de Michel Paty, directeur de recherche émérite au CNRS au laboratoire de philosophie et d’histoire des sciences (SPHERE) sera relatée ici, avec l’espoir de ne pas trahir son propos : « La pensée scientifique comme expérience de la réalité du monde. La microphysique parmi les sciences ».
Cet ancien physicien devenu philosophe nous a fait partager le cheminement de sa pensée qui consiste à répondre à la question : « La physique peut-elle décrire le réel ? » Cette question qui existe depuis l’Antiquité, dès le début de la philosophie, revient à étudier les liens entre d’une part la pensée et le discours sur la pensée (logos en grec, à la base des sciences) et d’autre part la réalité vécue par l’être humain. Dit autrement, en se rapprochant de la pensée scientifique : est-ce que notre connaissance du monde correspond bien à quelque chose d’existant ou n’est-elle qu’un ensemble de concepts reliés entre eux, sans fondement tangible ?

Pour répondre à cette question, Michel Paty plaide pour une réflexion qui part de ce que nous sommes et qui s’interroge sur ce que nous pouvons penser à partir de l’état d’avancement de toutes les sciences existantes, à partir de notre culture. Notre pensée s’accompagne depuis Descartes, Pascal ou Montaigne d’une capacité de doute, d’un esprit critique qui nous permet d’aborder une réflexion sur les sciences. Michel Paty s’interroge ensuite sur la nature intrinsèque de la science. Pour lui, c’est d’abord un ensemble de connaissances symboliques et non réelles, puisque c’est à travers des concepts reliés entre eux (formant des théories) qu’on accède à ces connaissances, et non à travers une simple observation de la réalité, sans fondement théorique. Si on prend l’exemple de la physique, on ne peut pas se contenter de ne faire que des expériences, même si elles ont un rôle scientifique fondamental : c’est avant tout la pensée des concepts et des théories qui nourrit l’expérience, qui la choisit, la définit. L’électron, par exemple, ne peut être observé directement, sa conception par les physiciens est donc a priori différente de l’électron réel, mais les physiciens savent en revanche le faire se manifester et l’observer, ils ont donc au final une action sur l’électron réel.
La question du rapport au réel est alors celle du rapport entre la connaissance et le réel, ou entre le monde abstrait et le monde des phénomènes, manifestations de la réalité. Ce regard sur le monde vient d’Homo sapiens sapiens (il sait qu’il sait) et on ne peut plus alors confondre théorie et réel. On peut dire avec Spinoza qu’il n’y a pas d’identification entre la pensée et le réel (Spinoza parle de son côté des idées et de l’être), mais plutôt un parallélisme, avec une correspondance étroite entre les deux.

Cette question prend un sens particulier en microphysique (ou physique quantique) : contrairement à la physique classique (comme la mécanique, l’optique…), les « objets » étudiés ne sont pas observables et les concepts physiques sont abstraits (par exemple, les notions de température, de pression en physique classique n’ont pas d’équivalent quantique). De plus, le fait d’introduire un appareil de mesure pour « observer » un « objet » introduit une modification des propriétés de l’« objet », qui ne semble plus être le même. Comment peut-on parler de « réel » et comment utiliser les concepts de la physique classique dans ce contexte ? Au début du XX^e siècle, au moment où la microphysique commence à se construire, deux visions différentes émergent :

• la vision de Niels Bohr, physicien danois, qui prône avec l’école de Copenhague la complémentarité entre physique classique et microphysique : « des objets peuvent être analysés séparément [par les principes de la physique classique et ceux de la physique quantique] et chaque analyse fera conclure à des propriétés contraires¹ ». Cette position, empiriste et positiviste, est encore bien ancrée à notre époque ;
• la vision d’Erwin Schrödinger, entre autres, qui pense que les phénomènes existent indépendamment de nous, de ce qu’on fait pour les observer. Cette vision est également partagée par Einstein.

La deuxième vision est celle qui s’est imposée lors du développement de la physique quantique (même si mes souvenirs de cours de mécanique quantique d’il y a quelques années s’en sont tenus à la première vision et ne portent pas trace d’une alternative). On voit ici que la question de l’objet est centrale dans ce domaine de la physique. Pour Michel Paty, un scientifique dans son laboratoire est toujours confronté à la réalité, même en physique des particules : les particules se manifestent dans les accélérateurs de particules (comme au CERN), même si on ne les voit pas du tout. L’abstrait devient concret, « réel », ou plutôt devient la représentation du réel, manifestant la nécessité de la nature, au sens philosophique du terme (c’est-à-dire ce qui ne peut pas ne pas être), la nécessité qui pousse les chercheurs à chercher, celle qui les meut dans leur quête de vérité. L’exemple d’Einstein est éclairant à ce sujet : il trouvait que le « formalisme » quantique, appelé ainsi dès le début à cause du caractère très formel et abstrait des nombreuses équations mathématiques à la base de la mécanique quantique, ne pouvait pas prétendre au rang de théorie. Pour lui, l’ensemble des principes physiques concernant le domaine des particules n’était pas assez « mûr » pour être considéré comme une théorie complète. Il cherchait donc à trouver les bases d’une possible théorie en étudiant justement les traces de la réalité, les manifestations de la nécessité de la nature. Michel Paty nous rassure, près d’un siècle plus tard, la physique quantique a tous les atouts d’une théorie : principes, grandeurs abstraites, certes, mais mobilisables malgré tout dans le formalisme quantique et de même nature que celles de la physique classique, fort caractère prédictible des équations… Tout y est pour donner les bases d’une théorie complète².
En conclusion de la conférence, Michel Paty pose une dernière question : « Dans les perspectives décrites ici, que dire de la réalité ? » Que l’ensemble des sciences sont nécessaires pour appréhender le réel, que notre connaissance du monde est située dans ce contexte-là. La philosophie (voir par exemple Gilles Gaston-Granger) a pour rôle d’aider à l’expression des significations du réel, et à la description  de ce réel pour améliorer la connaissance. La philosophie et la physique ont ainsi des ponts qui les relient, il y a un mouvement entre les deux. Rendre visibles ces ponts est l’objectif, qui semble réussi, de journées comme celle-ci, à destination essentiellement des physiciens (à en juger par le public présent), pour les nourrir dans leurs découvertes quotidiennes et dans leur quête de sens de leur métier.

Bibliographie de Michel Paty :
– La matière dérobée : l’appropriation critique de l’objet de la physique contemporaine (éd. des Archives contemporaines, 1988)
– Einstein philosophe : la physique comme pratique philosophique (PUF, 1993)
– La physique du XX^e siècle (EDP Sciences, 2003)

1. Heisenberg précise : « Demander que l’on “décrive ce qui se passe” dans le processus quantique entre deux observations successives est une contradiction, puisque le mot “décrire” se réfère à l’emploi des concepts classiques, alors que ces concepts ne peuvent être appliqués dans l’intervalle séparant deux observations […] L’ontologie du matérialisme reposait sur l’illusion que le genre d’existence, la “réaliste” directe du Monde qui nous entoure, pouvait s’extrapoler jusqu’à l’ordre de grandeur de l’atome. Or, cette extrapolation est impossible. » [↩]
2. Michel Paty indique à ce propos que les physiciens confondent souvent théorie et modèle, ce dernier étant plus superficiel et ayant pour vocation de simplifier la réalité pour la rendre accessible aux prédictions. Cette confusion se voit par exemple dans un article de l’Encyclopaedia Britannica du physicien autrichien Ludwig Boltzmann, ayant pour objectif la définition du terme « théorie » et pour titre « modèle »… [↩]

Catherine Reverdy

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