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Accueil du site > 01 - Livre Un : PHILOSOPHIE > LIVRE UN - Chapitre 02 : Matière à philosopher ? > Le premier physicien quantique critique le positivisme

Le premier physicien quantique critique le positivisme

lundi 2 juillet 2018, par Robert Paris

Lettre d’Einstein à Schrödinger :

Le 9 août 1939

« Reste le mystique interdisant en général tout questionnement (En matière de mystique, il s’agit de Bohr et Heisenberg et des positivistes quantiques évidemment – note M et R) sur quoi que ce soit qui existerait indépendamment de l’observateur (c’est-à-dire la question de savoir si, à un instant donné avant l’observation, le chat est vivant ou mort), sous prétexte que cela ne serait pas scientifique. »

Max Planck contre le positivisme

Lire encore sur le positivisme

Max Planck dans « L’image du monde dans la physique moderne » :

« L’édifice de la physique repose sur des mesures et, comme chaque mesure est liée à une perception sensorielle, les notions physiques sont empruntées au monde des sens. C’est pourquoi toute loi physique se rapporte, au fond, à des événements du monde sensoriel. Aussi, nombre d’hommes de science et de philosophes inclinent à penser qu’en dernier ressort la physique ne s’occupe que de ce monde des sens, et plus particulièrement du monde des perceptions humaines, que par conséquent ce que nous nommons un « objet » ne serait, du point de vue de la physique, qu’un agrégat de diverses sensations convergentes. Une telle vue semble logiquement irréfutable. Car la seule logique ne sera jamais en mesure de tirer quiconque de son propre monde des sens ; elle ne peut même pas nous obliger à reconnaître à nos semblables une existence indépendante.

Pourtant, en physique comme en toute autre science, la logique seule ne règne pas, il y a aussi la raison. Ce qui est logiquement inattaquable n’est pas forcément raisonnable, et la raison nous dit que si nous tournons le dos à un objet et nous éloignons de lui, il en subsiste tout de même quelque chose. Elle nous dit aussi que l’individu, tous les individus et leurs perceptions particulières, la planète même qu’ils habitent, ne représentent qu’une poussière dans l’immensité de la nature et que les lois de celle-ci n’obéissent pas à notre vouloir, mais qu’elles existaient déjà avant l’apparition de la vie, sur la terre et qu’elles lui survivront.

Ce sont de telles considérations et non des déductions logiques qui nous contraignent à admettre, derrière le monde des sens, l’existence d’un deuxième monde, réel, jouissant d’une existence autonome, indépendante de l’homme, et que nous ne pouvons jamais appréhender directement, mais uniquement par le truchement de nos perceptions, grâce aux signes qu’il nous communique. Nous nous trouvons donc dans la situation d’un homme qui ne pourrait considérer un objet qui l’intéresse qu’à travers des verres de lunettes dont il ignorerait absolument les propriétés optiques.

Qui n’est pas capable de suivre ce raisonnement et voit une difficulté insurmontable dans la postulation d’un monde par principe inconnaissable oublie de distinguer deux choses bien différentes : d’une part, la théorie physique déjà élaborée, dont il est loisible d’analyser le contenu en vérifiant que les notions tirées du monde des sens correspondent à ses formules, et d’autre part la tâche du physicien à qui il incombe d’édifier une théorie à partir d’une foule de mesure particulières. Toute l’histoire de la physique nous montre que cette science n’a été capable d’accomplir semblable tâche qu’en postulant l’existence d’un monde réel, indépendant de nos sens, et il est hors de doute qu’il en restera ainsi à l’avenir.

A ces deux entités, le monde des sens et le monde réel, s’en ajoute un troisième : le monde de la physique ou image du monde proposée par la physique. Celui-ci, à l’opposé des deux autres, est un monde créé par l’esprit humain et répondant à une exigence déterminée, par-là un monde variable et perfectible.

On peut formuler de deux manières sa fonction, selon qu’on le compare au monde réel ou au monde des sens. Dans le premier cas, sa fonction est de conduire à une description aussi simple que possible du monde des sens. Il serait absurde d’opter pour une seule de ces ambitions, chacune prise isolément étant insuffisante. D’une part, en effet, une connaissance directe du monde réel est tout simplement impossible ; il n’est pas non plus possible de savoir a priori quelle est la description la plus simple d’un ensemble de perceptions liées entre elles. Il est arrivé bien des fois, dans l’histoire de la physique, que de deux descriptions celle qui paraissait d’abord la plus complexe se révélât ensuite la plus simple…

La logique, telle qu’elle se manifeste sous la forme la plus pure dans les mathématiques, est incapable, à elle seule, de nous venir en aide. Car si nous devons la considérer comme inattaquable en soi, il convient aussi de ne pas perdre de vue qu’elle se borne à établir des relations ; pour que son contenu ait une valeur, il faut nécessairement un point d’arrimage, la chaîne la plus solide n’offrant pas le moindre appui tant qu’elle n’est pas attachée à quelque point ferme.

Où donc rencontrons-nous une base suffisamment ferme pour en faire le point de départ de notre idée de la nature et du monde ? Le seul fait de poser la question nous conduit à interroger celle des sciences de la nature que l’on peut tenir pour la plus exacte, la physique. Cette science, certes, n’est pas non plus restée à l’abri de la crise universelle. En elle aussi une certaine incertitude s’est fait jour et les savants accusent souvent des divergences sensibles en matière épistémologique. Ses principes les moins discutés, la causalité elle-même, se voient maintenant répudiés, au moins dans certains domaines…

La source de tout savoir, et par conséquent l’origine de toute science, réside dans les expériences personnelles. Celles-ci constituent le donné immédiat, le réel le plus vrai que l’on puisse concevoir et le premier point auquel nous pouvons rattacher le système d’inductions et de déductions qui forme la science. En effet, le matériel sur lequel travaille toute science, nous l’appréhendons soit directement par notre perception sensorielle, soit indirectement par notre perception sensorielle, soit indirectement par l’enseignement de nos maîtres ou encore grâce à des écrits. Le savoir n’a pas d’autres sources.

En physique, nous avons affaire aux indications que la nature inanimée transmet à nos sens et qui s’expriment dans des observations et des mesures plus ou moins exactes. Ce que nous voyons, entendons, sentons, forme le donné immédiat, l’irréfutable réalité. Une question se pose alors : la physique peut-elle s’accommoder de cette base ? Suffit-il de dire que sa tâche consiste à établir, entre diverses observations naturelles, des rapports aussi exacts que possible, formulés en des lois aussi simples que possible ? Nous nommerons « positivisme » le courant de pensée qui répond à cette question par l’affirmative, courant dont nombre de physiciens et de philosophes éminents se réclament aujourd’hui, par suite de la crise intellectuelle que traverse notre temps. Certes, le terme de positivisme a reçu bien des acceptations différentes depuis Auguste Comte ; pour la clarté de notre exposé, nous adopterons celle que nous venons de définir, l’une des plus courantes d’ailleurs.

Le positivisme offre-t-il des assises suffisamment solides pour supporter l’édifice entier de la physique ? Pour trancher la question, il ne saurait y avoir de meilleure méthode que d’examiner où nous conduit le positivisme si nous nous en remettons entièrement à lui, en le considérant comme le seul fondement de la physique…

Là réside la force du positivisme. Il s’occupe de toutes les questions auxquelles l’observation peut fournir une réponse, et inversement : toute question qu’il juge sensée peut trouver une réponse dans l’observation. Il n’existe donc, pour le positivisme, pas d’énigmes fondamentales, pas de questions obscures : pour lui tout se manifeste dans une évidente lumière.

Il n’est pas facile, toutefois, de rester fidèle à cette attitude dans tous les cas particuliers. Les mots que nous employons chaque jour nous en éloignent déjà. Quand nous parlons d’un objet, d’une table par exemple, nous entendons par là quelque chose qui se distingue du contenu de nos observations en matière de tables. Nous pouvons voir la table, la toucher, éprouver sa solidité, sa dureté, nous ressentons de la douleur en nous heurtant contre elle, etc… Mais de la chose qui, en dehors de ces perceptions ou au-delà d’elles, poursuit une vie indépendante, nous ignorons tout.

C’est pourquoi la table n’est rien d’autre, à la lumière du positivisme, que la somme des perceptions que nous relions entre elles par le mot table. Supprimons-les toutes, il ne nous restera plus rien. Dans cette optique, la question de savoir ce qu’est une table « en réalité » ne présente aucun sens. Il en va ainsi de toutes les notions physiques. L’ensemble du monde qui nous entoure ne constitue rien d’autre que la totalité des expériences que nous en avons. Sans elles, le monde extérieur n’a aucune signification. Toute question se rapportant au monde extérieur qui ne se fonde pas en quelque manière sur une expérience, une observation, est déclarée absurde et rejetée comme telle. C’est pourquoi le positivisme ne laisse aucune place à la métaphysique…

Comme, selon la philosophie positiviste, les perceptions de nos sens représentent, en tant que donné primordial, la réalité immédiate, il est inexact, par principe, de parler d’illusions des sens. Ce qui peut nous tromper, dans telle ou telle circonstance, n’est pas imputable à nos perceptions mais aux conséquences que nous en tirons. Si, en l’inclinant, nous plongeons un bâton rectiligne dans l’eau et que nous le voyons brisé au point d’immersion, cette brisure n’est pas une illusion due à la réfraction de la lumière mais elle se produit réellement en tant que perception optique ; ce n’est donc qu’une autre manière de s’exprimer, mieux adaptée à certaines fins, que de formuler ce phénomène en disant que tout se passe dans la perception comme si la bâton était droit et comme si les rayons lumineux qui, de sa partie immergée, atteignent notre œil, subissaient une déviation en traversant la surface de l’eau.

Ce que nous aimerions dégager par là, c’est que, pour le positivisme, les deux formulations sont pareillement légitimes et qu’il est dépourvu de sens d’adopter l’une d’elles en se plaçant à un point de vue autre que celui de sa plus grande convenance, en ayant recours au témoignage de notre toucher par exemple…

Il est bien évident que nous pouvons faire les mêmes remarques à propos des objets du monde animé. Un arbre, par exemple, n’est rien d’autre pour le positiviste qu’une série de perceptions sensorielles : nos yeux suivent sa croissance, nous entendons bruire ses feuilles, nous respirons le parfum de ses fleurs. Mais si nous faisons abstraction de ces perceptions, il ne reste plus rien que nous puissions désigner comme l’ « arbre en soi ».

Ce qui est vrai du monde végétal ne l’est pas moins du monde animal… Un ver écrasé se tord : voilà un fait observable. Mais il est absurde de se demander si le ver ressent de la douleur. Nous n’éprouvons que notre propre douleur et supposons celle d’un animal uniquement parce que cette supposition constitue une manière intelligible de rendre compte des phénomènes qui frappent nos sens quand l’animal se convulse ou pousse des cris, phénomènes analogues à ceux que nous arrache notre propre souffrance. Enfin de l’animal nous arrivons à l’homme. En ce qui le concerne également, le positivisme exige une séparation radicale entre nos propres sensations et celles d’autrui ; car ce que nous ressentons nous-mêmes est seul réel, et nous n’inférons qu’indirectement ce que ressentent d’autres hommes. Leurs perceptions nous sont, par essence, étrangères et doivent par conséquent se ranger elles aussi au nombre des « inventions utiles ».

Aussi sûrement que nous pouvons soutenir une telle conception sans crainte d’être démenti par la logique, il n’en est pas moins vrai qu’elle conduirait la physique à un résultat désastreux. Car si cette science ne se fixe pas d’autre but qu’une description aussi simple que possible des perceptions sensorielles, elle ne peut avoir pour objet, stricto sensu, que notre propre expérience qui constitue seule un donné immédiat. Or, il va de soi que l’on ne peut édifier toute une science sur une base aussi étroite, fût-on l’homme le plus ouvert.

On se trouve ainsi devant une alternative : soit renoncer à une science englobant l’ensemble des phénomènes – dont même le positiviste le plus résolu aurait peine à se contenter – soit, au contraire, ménager un compromis et fonder la science également sur les expériences faites par d’autres. On abandonne ainsi, à proprement parler, le principe initial du positivisme qui ne voulait retenir que le donné immédiat, toute expérience étrangère n’étant connue qu’indirectement, par l’intermédiaire de communications. Ici entre un nouveau facteur dans la définition de la science : la véracité et la crédibilité des rapports écrits ou oraux, ce qui représente une entorse à l’axiome du positivisme réclamant l’expérience directe du matériel scientifique…

Le positivisme, s’il veut être conséquent, doit nier la notion et la nécessité d’une physique objective, c’est-à-dire d’une physique indépendante de la personne du chercheur. Il y est contraint parce qu’il refuse a priori de reconnaître aucune autre réalité que les expériences de chaque physicien. Je n’ai pas besoin de dire que le positivisme montre ainsi, sans équivoque, son insuffisance, en tant que base de la physique ; une science, en effet, qui se dénie, par principe, le pouvoir d’être objective prononce elle-même sa condamnation. Le fondement que le positivisme fournit à la physique est assurément solide, mais il est trop étroit et demande à être élargi, complété, de manière à éliminer de la science dans la mesure du possible, les éléments hasardeux qu’y introduit l’esprit humain. Et cela se produit par un saut dans la métaphysique, saut qui n’est pas commandé par la logique formelle mais par la raison, à savoir par l’hypothèse que nos perceptions ne constituent pas en elles-mêmes le monde de la physique, mais qu’elles nous renseignent seulement sur un autre monde, qui se tient derrière elles et s’en distingue, bref par l’hypothèse qu’il existe un monde extérieur réel…

Le positivisme soutiendra toujours, avec raison, qu’il n’est pas d’autre source de connaissance que les perceptions de nos sens. Les deux propositions : « Il existe un monde réel indépendant de nous » et « Le monde extérieur n’est pas connaissable directement » forment la pierre angulaire de la physique tout entière. Elles s’opposent cependant, dans une certaine mesure, et font apparaître l’élément irrationnel dont la physique est tributaire aussi bien que toute autre science, élément qui se manifeste dans l’impossibilité où se trouve toute science d’accomplir intégralement sa tâche. Il s’agit là d’un fait inéluctable qu’il est impossible d’éliminer comme le voudrait le positivisme en restreignant d’avance la tâche de la science. Celle-ci apparaît donc comme la poursuite incessante d’un but qui ne sera jamais atteint et, par principe, ne pourra jamais l’être. Car ce but est d’essence métaphysique et se tient au-delà de toute expérience.

Est-ce donc tenir toute science pour absurde que d’affirmer qu’elle poursuit un fantôme ? En aucune manière. Car cet effort ininterrompu ne cesse de produire des résultats qui forment la seule preuve tangible que nous avançons sur la bonne voie, que nous nous rapprochons quelque peu d’un but situé dans un lointain inaccessible. Ce n’est pas la possession de la vérité mais les résultats qu’il obtient dans sa recherche qui constituent le bonheur et la récompense du savant…

Le but idéal du physicien est la connaissance du monde extérieur réel ; cependant, ses seuls moyens d’investigation, ses mesures ne lui apprennent jamais rien sur le monde réel lui-même ; elles ne sont pour lui que des messages plus ou moins incertains ou, pour reprendre le terme de Helmoltz, des signes que lui communique le monde réel et dont il cherche ensuite à tirer les conclusions, de la même manière que le philologue qui s’efforce de déchiffrer un document, vestige d’une civilisation inconnue. Si ce dernier veut parvenir à un résultat, il doit poser comme principe que le document étudié comporte un certain sens. De même le physicien doit-il partir de l’idée que le monde réel obéit à certaines lois pour nous incompréhensibles, même s’il faut renoncer à l’espoir de les saisir intégralement ou seulement de déterminer d’emblée leur nature avec une certitude absolue.

Dans sa foi en l’existence de telles lois, le physicien se forge un système de notions et de propositions, c’est-à-dire une image du monde physique qu’il élabore de son mieux, de façon que, mise à la place du monde réel, elle lui adresse, autant que possible, les mêmes messages. Dans la mesure où il y parvient, il est en droit d’affirmer, sans crainte d’être démenti par les faits, qu’il a véritablement exploré un aspect du monde réel, bien qu’une telle affirmation ne reçoive jamais de confirmation directe…

Le devoir de la physique consiste donc à rétablir une corrélation aussi étroite que possible entre le monde réel et le monde des perceptions sensorielles. Ce sont celles-ci qui fournissent la matière première qu’il s’agit ensuite d’élaborer en prenant soin d’éliminer tout ce qui est est conditionné par des facteurs hétérogènes, notamment les organes humains de perception et les instruments utilisés…

Quant à savoir si une hypothèse est utilisable ou non, il est impossible d’en décider avant d’avoir déduit ses conséquences selon un processus purement logique, essentiellement mathématique, processus qui utilise l’hypothèse comme point de départ et la développe en une théorie aussi complète que possible. Les affirmations de celles-ci sont alors mises en relation grâce à des mesures, et selon que ces relations sont jugées satisfaisantes ou non l’hypothèse initiale sera considérée comme bonne ou mauvaise.

Le fait le plus remarquable qui ressort d’un tel processus est que le progrès de la physique ne se manifeste pas d’une façon linéaire selon un approfondissement et un affinement réguliers de nos connaissances, mais par sauts brusques, par explosions. L’émergence de chaque hypothèse nouvelle constitue une sorte d’éruption, un bond dans l’obscur inexplicable par la logique. Alors vient au jour une nouvelle théorie qui se développe plus ou moins nécessairement jusqu’au moment où le verdict des mesures vient la juger…

Etant donné que l’auteur d’une hypothèse est entièrement libre de lui donner la forme qui lui convient, il a toute latitude d’introduire les notions et propositions de son choix, pourvu qu’elles ne se contredisent pas. Il est inexact d’affirmer comme on le prétend quelquefois, même parmi les physiciens, qu’une hypothèse doive recourir exclusivement à des notions dont le sens est déjà nettement défini par des mesures, indépendamment de toute théorie. En réalité, toute hypothèse, en tant que composante de la physique, est une pure spéculation de l’esprit et il n’existe en physique pas une seule grandeur directement mesurable. C’est bien plutôt l’interprétation que lui confère la théorie qui donne son sens à toute mesure physique. Tous ceux qui connaissent les laboratoires et les travaux de précision savent que n’importe quelle mesure, celle d’un poids ou d’un courant électrique par exemple, exige, pour être utilisable, en physique une série de corrections qui découlent d’une théorie et, partant, d’une hypothèse.

Ainsi l’auteur d’une hypothèse dispose-t-il de possibilités et de moyens presque illimités ; il n’est pas plus réduit au témoignage physiologique de ses sens qu’à l’emploi d’instruments de physique. Avec l’œil de l’esprit, il considère et contrôle les plus subtiles liaisons d’une structure physique, il sent le mouvement de chaque électron, il connaît la fréquence et la phase de chaque onde ; plus, il crée sa propre géométrie. Et, muni de son équipement intellectuel, de ses instruments d’une précision idéale, il intervient à son gré dans tous les phénomènes physiques, en hasardant les hypothèses les plus hardies pour en tirer les conclusions les plus révolutionnaires.

Bien entendu, celles-ci n’ont rien à voir avec des mesures expérimentales. Il n’est même jamais possible de prouver directement par des mesures si une hypothèse est vraie ou fausse ; l’hypothèse ne peut que se révéler plus ou moins adéquate… Les difficultés épistémologiques auxquelles la physique théorique s’est heurtée récemment à la suite du développement de la théorie des quanta découlent au fond, semble-t-il, du fait que l’on a identifié illégitimement l’œil corporel du physicien qui mesure avec l’œil intellectuel du physicien qui mesure avec l’œil intellectuel du physicien qui spécule, alors que le premier constitue l’instrument du second. En effet, comme chaque mesure est liée à une ingérence plus ou moins appréciable dans le cours du processus à mesurer, il est, par principe, absolument impossible d’isoler complètement les lois qui régissent le déroulement d’un processus physique des méthodes utilisées pour sa mesure.

Il est vrai que, dans des processus relativement peu complexes, comme ceux qui mettent en jeu un grand nombre d’atomes, la méthode employée pour la mesure reste pour une large part indifférente. Il en a résulté que l’ancienne physique théorique, celle de l’époque dite maintenant classique, s’est peu à peu accoutumée à croire qu’une mesure pouvait jeter un jour direct sur les processus réels. Mais cette croyance, comme nous l’avons déjà signalé, contient une erreur, erreur opposée à celle que commet le positivisme quand il prétend ne considérer que les mesures en ignorant les processus réels.

De même que l’on ne peut souscrire à cette vue, il n’est pas possible d’éliminer entièrement les mesures et d’aller aux processus réels eux-mêmes. Nous savons même que l’indivisible quantum d’action trace une frontière parfaitement déterminée quantitativement, au-delà de laquelle la méthode de mesure la plus fine ne nous donne aucun éclaircissement sur les processus réels. Il ne reste donc plus qu’à conclure que de telles questions n’ont pas de sens en physique. C’est sur ce point que la spéculation doit venir compléter les résultats des mesures, de manière à parfaire autant que possible l’image du monde que propose la physique et à la rapprocher de la connaissance du monde réel… »

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