Matière et Révolution

Trous noirs et dialectique de l'expansion et de la contraction de la matière

Robert Paris — 2026-02-20T23:10:00Z

Qu'est-ce qu'un trou noir et quel est son importance pour comprendre la répartition de la matière dans l'Univers ?

Oui, la répartition de la matière dans l'Univers pose une question cruciale : comment se fait-il qu'il y ait d'une part d'immenses zones en forme de bulles dans lesquelles la matière à une densité infime et qui n'ont cessé de s'agrandir et d'autre part des zones de matière assez dense (par exemple les étoiles et galaxies) et même des zones où la densité est énorme et dont certaines ne cessent de croitre en quantité de matière et qu'on appelle des « trous noirs ». Le terme ne signifie nullement qu'ils soient vides de matière (et de lumière), bien au contraire, mais ils sont ultra-concentrés et, du coup, leur gravitation est si forte qu'elle ne laisse pas la lumière sortir (d'où le terme « noir »).

Les étoiles et galaxies ne retiennent pas la lumière et leur émission d'énergie est ce qui stabilise la structure matérielle, en équilibre dynamique entre attraction gravitationnelle et expansion de l'énergie rayonnée. Ce rayonnement stellaire combat l'effondrement gravitationnel. Jusqu'au moment où l'énergie rayonnée n'est plus suffisante et que l'étoile « meurt ».

Ces deux forces, expansion et contraction, l'une centrifuge et l'autre centripète, qui se combattent sans cesse, même si elles s'équilibrent dynamiquement pendant des durées considérables se retrouvent partout à toutes les échelles de l'Univers, de la plus grande à la plus petite. Elle existe aux fondements quantiques de la matière puisque ce que l'on appelle « la particule élémentaire » est à la fois étendue dans l'espace (le « nuage de probabilité de présence ») et ponctuelle (la particule de masse qui est dite « réelle »). On l'a appelée la complémentarité entre onde et corpuscule et par laquelle une onde est toujours reliée à un corpuscule et inversement alors que les caractéristiques d'une onde et d'un corpuscule apparaissent complètement opposés. Ils le sont mais pas diamétralement : de manière dialectique. Le caractère expansif de l'énergie et le caractère contractant de la gravitation (la masse se concentre) sont là dès la toute petite échelle et nous les rencontrons aux plus grandes échelles de l'Univers (bulles de vide de amas d'amas de galaxies).

Cette contradiction dialectique (deux forces opposées qui ne peuvent pas être séparées, ni l'une d'entre elles supprimée, et qui se combattent sans cesse, produisant des sauts qualitatifs, des changements brutaux de structures) est impossible à effacer. C'est un des points qui a rendu la physique quantique aussi renversante pour tous ceux qui ne connaissent pas la dialectique.

Il faut remarquer que le même type de phénomène, une force expansive combattant la contraction gravitationnelle, se produit aussi dans les structures matérielles plus grandes que la particule. Ainsi, l'atome ne s'effondre pas sur lui-même, la molécule non plus et deux molécules liées entre elles ne s'écrasent pas l'une sur l'autre.

Il y a partout des forces expansives qui combattent la contraction de la matière. A petite distance, deux particules, deux atomes de toutes tailles, se repoussent, même quand ils s'attirent à plus grande distance. On dit que la matière atomique et moléculaire ne s'effondre pas gravitationnellement. Le caractère contractif de la masse se voit opposé le caractère expansif de l'énergie. Et toute matière comme toute lumière est une dialectique expansion/contraction.

Cependant, cet équilibre n'est pas éternel et, dès qu'il n'est plus réalisé, la structure change brutalement et se transforme dans une autre qui est un nouvel affrontement dialectique mais sur ces bases nouvelles.

C'est ce qui se produit avec l'étoile qui meurt. Dès que l'énergie nucléaire produite par l'étoile n'est plus suffisante pour compenser l'effondrement gravitationnel, la masse de l'étoile se contracte brutalement et elle se transforme soit en naine blanche, soit en étoile à neutrons soit en trou noir, ce dernier n'ayant lieu que pour des étoiles de masse importante.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Effondrement_gravitationnel

La théorie de ce phénomène (appelée « rayon de Schwarzschild ») est ancienne (elle date de 1915) et ce n'est pas une découverte renversante pour la Physique théorique, contrairement aux problèmes posés par la « matière noire » et l'« énergie noire ». C'est même une confirmation de ce que prévoyait la théorie de la relativité d'Einstein.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayon_de_Schwarzschild

Le trou noir décrit quoi ? Un état de la matière ? Un état de l'espace-temps ? Un état de l'énergie ? Un état de la science actuelle ? (le noir est grand non seulement parce qu'on ne reçoit pas de lumière mais parce qu'on ne sait rien de ce qui se passe à l'intérieur, quelle matière, quels états, quelle physique ?).

Pas si facile de répondre à ces questions !!!

Une nouvelle scientifique étonnante : une « photo » de trou noir, et même la première. Historique !

Comment faire une photo puisque le nom même de trou noir provient du fait que la lumière visible n'en sort pas, ne risquant donc pas d'impressionner les pellicules !!!

Alors, si ce n'est pas une photo en lumière visible, qu'est-ce que l'image du trou noir qui a été présentée en grande pompe aux scientifiques et au grand public. Il s'agit effectivement d'une image mais pas dans les longueurs d'ondes de la lumière visible : en ondes centimétriques !

Puis il y a eu une vraie photo…

https://www.sciencesetavenir.fr/espace/univers/voici-la-premiere-veritable-image-d-un-trou-noir_132887

https://lejournal.cnrs.fr/articles/voici-la-toute-premiere-image-dun-trou-noir

https://astronomie-pratique.com/premiere-image-trou-noir/

Puis deux trous noirs ensemble…

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-cest-historique-deux-trous-noirs-viennent-etre-photographies-ensemble-premiere-fois-w2t8-130496/

D'autre part, il ne faut pas croire que ce soit une information réellement étonnante : les scientifiques ont d'autres preuves depuis belle lurette de l'existence réelle des trous noirs.

Mais commençons à préciser ce qu'est un « trou noir » car l'expression est extrêmement malencontreuse et mal adaptée. Ce n'est pas de la matière qui serait de « couleur » noire, ce n'est absolument pas un trou dans la matière, ni un trou pour la matière, ni un trou de rien du tout, pas même un trou de l'espace ni un trou dans l'énergie.

Non, le « trou noir », c'est seulement un des plus grands objets de l'Univers après l'étoile et l'amas d'étoiles, un objet très dense pour sa taille. Il est l'objet le plus dense d'une galaxie et se place souvent au centre de celle-ci. Il joue un rôle clef dans la dynamique de la galaxie.

Les étoiles ne sont pas toutes de même taille, de même masse, ni de même densité. De ce point de vue, le trou noir est un extrêmement grand.

Si les caractéristiques sont la grande taille, la grande masse et la grande densité, pourquoi l'appelle-t-on « trou » et pourquoi « noir » ?

La raison provient de la relativité générale d'Einstein. En effet, les masses courbent les trajectoires des photons lumineux. En effet, les masses courbent l'espace-temps et les photons ne se déplacent pas en ligne droite mais le long des lignes de l'espace-temps. Plus une étoile est massive, plus elle courbe l'espace-temps et plus les photons qui passent à proximité sont détournés d'un parcours rectiligne.

Le cas du trou noir est extrême : la courbure est tellement importante que la lumière (et la matière) qui passe à proximité est entraînée vers le centre et n'en sort pas.

Cela explique que l'on pensait n'avoir jamais d'image d'un trou noir. Mais cela ne signifie pas qu'on ne « voyait » pas de preuve de leur présence. Bien au contraire. Les preuves ne sont pas dans le visible mais dans la dynamique des masses. Celle de la galaxie ne peut s'expliquer que par la présence d'une masse énorme au centre et qui serait extraordinairement dense…

Ce n'est pas une seule photo : l'actualité des trous noirs est trépidante…

https://www.futura-sciences.com/sciences/espace/univers/trou-noir/actualites/

On ne peut que difficilement observer directement, de manière visuelle, les trous noirs puisqu'ils n'émettent pas de lumière mais on peut les situer par d'autres types d'observations scientifiques. Et on sait maintenant qu'ils existent.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Observation_et_d%C3%A9tection_des_trous_noirs

Comment étudier les trous noirs ?

https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/pourquoi-et-comment-etudie-t-les-trous-noirs

Comment on a mesuré la collision de deux trous noirs !

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3973

Observer les trous noirs…

https://www.radiofrance.fr/franceinter/podcasts/l-univers-a-portee-de-main/observer-les-trous-noirs-6784867
https://u-paris.fr/on-peut-enfin-voir-le-trou-noir-au-centre-de-notre-galaxie-et-cest-un-exploit/

https://www.science-et-vie.com/ciel-et-espace/une-technique-innovante-pour-debusquer-les-trous-noirs-65994.html

Comprendre l'invisible…

https://www.radiofrance.fr/franceinter/podcasts/big-bang/big-bang-du-samedi-06-decembre-2025-7295491

Reste à comprendre où ils sont et surtout ce qu'ils font et quel rôle cela joue dans la structure globale de l'Univers.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir

A partir de là, on passe au domaine des propositions théoriques qui peuvent, par de nouvelles découvertes, être contredites demain mais qui sont indispensables pour avancer car la science n'est pas faite que d'observations et de calculs mais aussi de raisonnements et même de philosophie.

Et tout d'abord, ce rôle des trous noirs semble être celui d'un constructeur de galaxies et d'étoiles.

L'existence même de ces structures massives au sein de l'univers primitif est, en effet, loin d'être complètement comprise par la théorie et les trous noirs pourraient donner une nouvelle interprétation de la formation de ces structures matérielles concentrées.

En tout cas, on a remarqué des trous noirs au centre des galaxies. Est-ce qu'ils ont préexisté ou pas, telle est la question qui se pose ensuite.

https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/trous-noirs-ou-galaxies-quest-ce-qui-est-arrive-en-premier

La science actuellement ne peut que répondre : trous noirs et galaxies coexistent aux périodes qu'on peut observer.

Si les trous noirs ont préexisté, alors ils sont les bâtisseurs des structures matérielles que nous observons. Et c'est tout à fait possible. Un trou noir peut concentrer la matière autour de lui. Il peut aussi expulser de la matière concentrée et former des étoiles.

https://observatoiredeparis.psl.eu/decouverte-inattendue-d-un.html

Publiée dans la revue The Astrophysical Journal Letters par une équipe de l'Université du Colorado à Boulder et de l'Université Johns Hopkins, l'étude présente des résultats indiquant que les trous noirs pourraient avoir existé bien avant ce que les théories actuelles suggèrent, jouant un rôle crucial non seulement dans le « quenching » au sein des galaxies, mais aussi dans la stimulation de la formation stellaire dans les galaxies primitives. Le « quenching » est le processus par lequel la formation de nouvelles étoiles dans une galaxie est ralentie ou complètement arrêtée. Ces découvertes vont jusqu'à secouer les paradigmes établis sur la séquence des événements cosmiques majeurs suivant le Big Bang.

Mitchell Begelman et Joseph Silk, deux des auteurs principaux de l'étude, remettent en cause l'ordre établi de la cosmogonie en suggérant que les trous noirs ne sont pas simplement le produit final de l'évolution des étoiles, mais existaient de manière concomitante dès les premières phases de l'univers. Cette hypothèse marque un tournant dans notre compréhension de la structure cosmique, plaçant ces entités mystérieuses au centre de la dynamique de formation galactique.

https://trustmyscience.com/trou-noir-role-formation-stellaire-galaxie-primitive/

Ces trous noirs qui auraient formé les galaxies sont appelés « trous noirs supermassifs ».

https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_supermassif

On observe couramment deux sortes de trous noirs sont très fréquemment en astronomie. La première catégorie est celle des « trous noirs de masse stellaire ». Ils sont le résultat de l'explosion en fin de vie d'une étoile massive en supernova. La deuxième catégorie sont les « trous noirs supermassifs », d'un million à plusieurs milliards de masses solaires. Ces trous noirs existent dans le noyau de la plupart des galaxies, ils se sont formés et ont accru leur masse en symbiose avec la formation de leur galaxie hôte.

https://www.ac-sciences-lettres-montpellier.fr/academie_edition/fichiers_conf/COMBES-2021.pdf

Mais il y en a d'autres… Et c'est là que cela se corse…

Il y aurait aussi les micro-trous noirs dits encore « trous noirs quantiques »… Ces trous noirs là avoisineraient la masse de Planck, c'est-à-dire la masse minimale.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Micro-trou_noir

La masse de Planck (environ 2 kgs) est la plus grosse masse possible pour une particule ponctuelle. C'est donc la matière la plus petite dans le mode extrêmement condensé.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_de_Planck

Et ce n'est pas tout, il y a encore l'hypothèse probable des « trous noirs primordiaux »… Ils auraient été formés dans l'univers des débuts, si tant est que cela signifie quelque chose… Puisqu'ils n'ont pas été formés à partir d'étoiles, leur masse peut être significativement plus faible que celle d'une étoile. Et ils pourraient résoudre une partie des grands problèmes qui se posent à l'astrophysique, celle dite de la « matière noire »…

https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_primordial

https://trustmyscience.com/matiere-noire-constituee-trous-noirs-primordiaux-multivers/

https://trustmyscience.com/decouverte-lien-trous-noirs-matiere-noire-resoudre-probleme-parsec-final/

Il y aurait aussi les « trous noirs chevelus »… Prévus théoriquement, ils restent à observer…

https://theconversation.com/decouverte-theorique-dun-nouveau-type-de-trous-noirs-ils-sont-chevelus-et-entoures-danneaux-de-particules-elementaires-244756

Il y aurait peut-être aussi des trous noirs microscopiques ! Il y en aurait même partout autour de nous…

https://www.numerama.com/sciences/2089291-et-si-nous-etions-entoures-de-milliers-de-trous-noirs-microscopiques.html

Tout cela reste à vérifier mais, en tout cas, les mini trous noirs (comme les trous noirs supermassifs) existeraient bel et bien !

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-mini-trous-noirs-existeraient-bel-bien-78207/

Les trous noirs iraient ainsi de l'extrêmement petit à l'extrêmement grand. Ils auraient des dynamiques très diverses et joueraient des rôles aussi variables qu'importants dans la dynamique de l'Univers.

https://www.pourlascience.fr/sd/astronomie/les-trous-noirs-defient-la-physique-6724.php

La formation de l'Univers aurait dispersé dans l'espace des micro trous noirs d'une masse d'environ un milliards de tonnes et de la taille d'un proton ainsi que des trous noirs plus massifs et de la taille d'une montagne. Des trous noirs aussi massifs que dix millions de masses solaires pourraient également résider au centre des galaxies, ce qui expliquerait l'intense énergie émise par les radiogalaxies et les quasars.

Mais comment expliquer la formation si rapide, si tôt dans l'évolution stellaire, de ces trous noirs supermassifs ?

Parmi les grandes énigmes de l'astronomie, une question restait entière. Comment les trous noirs supermassifs ont-ils pu apparaître aussi rapidement après le Big Bang ? Certains de ces géants atteignent déjà plusieurs milliards de masses solaires. Et cela, moins d'un milliard d'années après l'origine de l'Univers. Une nouvelle hypothèse, renforcée par les dernières images du télescope spatial James Webb, apporte un début de réponse inattendu.

https://www.phonandroid.com/ce-nouveau-scenario-explique-la-naissance-des-premiers-trous-noirs-de-lunivers.html

https://fr.wikipedia.org/wiki/Stephen_Hawking#Les_mini_trous_noirs

En astrophysique, un trou noir est souvent décrit comme un objet engloutissant tout sur son passage, mais les trous noirs microscopiques, par exemple ceux susceptibles d'être créés au LHC, ne partageraient pas cette propriété.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Grand_collisionneur_de_hadrons

L'expression « trou noir » n'indique que la compression extrême de la matière qui va jusqu'à empêcher la lumière elle-même de sortir de ce puit gravitationnel. Cela inclue donc une très grande quantité d'objets de nature très diverses et qui ne sont pas tous des grands monstres prêts à tout avaler sur leur passage !

Y a-t-il un seuil d'un paramètre mesurable qui permette de dire qu'il y aura nécessairement une formation de trou noir au passage de ce seuil ? On penserait ainsi à la densité de matière ou à la quantité de matière concentrée dans une zone petite, ou encore à la masse de la zone…

En fait, il n'y a pas de seuil de densité ni de masse totale nécessaire de l'objet céleste en question pour qu'il devienne brutalement un trou noir. Comme on l'a vu, il existe des « trous noirs » de taille, de masse, de densité très divers et qui donnent des résultats de type extrêmement différents les uns des autres tout en obéissant tous à la même logique du trou noir, c'est-à-dire du rayon de Schwarschild. Le seuil est le suivant : pour former un trou noir, il faut compresser une masse dans un volume inférieur à celui d'une boule de rayon de Schwarzschild. Ça ne correspond en fait à aucune densité fixe puisque le rayon en question dépend : il est proportionnel à la masse de l'objet. Plus l'objet de base est massif, plus le rayon en question est grand et plus un trou noir peut apparaitre dans une zone grande. Les trous noirs supermassifs nécessitent des masses importantes concentrées alors que les petits trous noirs peuvent ne concentrer que des masses relativement petites. En fait, plus vous avez de masse, moins vous avez besoin d'une densité moyenne élevée pour compresser quelque chose d'assez petit pour qu'il forme un trou noir. Si vous doublez la masse d'un objet, vous doublez son rayon de Schwarzschild, et il en ressort que vous n'avez alors besoin que de 1/4 de la densité.

Rayon de Schwarzschild = deux fois la constante gravitationnelle G fois la masse de l'objet divisé par le carré de la vitesse de la lumière.

Cela veut dire que la Tour Eiffel ( 7300 tonnes) devrait être compressée dans un rayon de 1.09×10-20 mètre pour devenir un trou noir, toute la Terre devrait être compressée à 0.00887 mètre (environ un tiers de pouce) pour faire un trou noir, et si tu voulais compresser toute la Voie lactée en un trou noir, tu devrais tout faire tenir dans un rayon de 4.426x1015 mètres !

https://www.reddit.com/r/askscience/comments/vp0tcz/whats_the_minimum_density_needed_to_form_a_black/?tl=fr

Voyons ce que cela signifie pour la formation pouvant donner naissance à un trou noir supermassif…

A la fin de sa vie, une étoile s'éteint et s'effondre sur elle-même : en quelques minutes, la gravité compacte sa matière en une sphère de plus en plus dense, jusqu'à une limite qui ne dépend que de la masse de l'étoile :

• si l'étoile résiduelle pèse moins de 1.4 x la masse du Soleil, elle devient une naine blanche : ses atomes (pratiquement que du carbone) sont serrés les uns contre les autres au maximum permis par la physique. Un jour, le Soleil deviendra une naine blanche approximativement de la taille de la Terre, et sa densité sera d'environ 1 tonne / cm3.

• si l'étoile résiduelle pèse plus de 1.4 masses solaires au stade précédent, la gravité écrase ses atomes, et les protons des noyaux deviennent des neutrons quand les électrons coincés les touchent : il ne reste qu'une boule de neutrons incroyablement serrés les uns contre les autres, de 20 à 40 kilomètres de diamètre seulement, et d'une densité d'un milliard de tonnes / cm3. C'est vraiment dense, une étoile à neutrons.

• s'il y a plus de 3.3 masses solaires résiduelles de neutrons (il faut une étoile initiale d'environ 10 masses solaires), la gravité écrabouille les neutrons, en fait de la purée de quarks comprimée, qui s'effondre jusqu'à former un trou noir.

https://drgoulu.com/2008/06/20/la-densite-des-trous-noirs/

Une grosse étoile peut donner un trou noir si elle a une masse plus de dix fois celle de notre Soleil avec une densité d'environ vingt millions de tonnes par centimètres cube !

Mais les trous noirs ne sont pas nécessairement les zones les plus denses de l'Univers. Les étoiles à neutrons peuvent être plus denses qu'un trou noir…

https://www.reddit.com/r/askscience/comments/vpxsx9/what_is_denser_a_black_hole_or_a_neutrons_star/?tl=fr

Il y a déjà toute une série de types de trous noirs qui ont réellement été observés…

https://lejournal.cnrs.fr/articles/les-trous-noirs-nouveaux-sont-arrives

Et il est fort probable que les autres vont l'être aussi et que certains seront créés également en laboratoire…

Cela représente un changement radical de notre perception de l'Univers et de sa formation… Il ne faut pas que nos raisonnements et notre philosophie restent en retrait sur ces découvertes récentes. Nous devons inclure ces faits nouveaux dans notre vision de la physique de la matière, de la lumière et du vide, tous quantiques bien entendu.

Bien des gens nous dirons : « On ne peut pas. Il n'y a pas moyen, pour le moment, d'inclure la relativité dans un raisonnement quantique, ni la physique quantique dans un raisonnement relativiste. »

C'est vrai que c'est difficile mais c'est aussi incontournable.

C'est là qu'une philosophie dialectique est indispensable de même qu'elle l'est pour comprendre la physique quantique toute seule en dehors même de l'astrophysique.

C'est incontournable parce que la physique des particules est omniprésente en astrophysique, qu'il s'agisse d'étoiles, de galaxies, de matière et de lumière, etc.. ;

Les lois de la matière existent à toutes les échelles, du monde quantique (et même sous-quantique) au monde macroscopique et à l'astrophysique. Il n'y a pas moyen de passer par-dessus la quantique en raisonnant sur la relativité.

Les trous noirs résultant autant de la gravitation (et donc de la relativité) que des lois de l'électromagnétisme quantique. C'est marier l'eau et le feu. Certes, mais c'est déjà ce que l'on fait couramment en Physique avec la prétendue « complémentarité » de l'onde et du corpuscule, de la masse et de l'énergie, de la particule ponctuelle et étendue dans l'espace, etc. C'est ce que l'on appelle des contraires dynamiques, comme la contraction et l'expansion (qu'il s'agisse d'un seul objet ou de l'Univers entier).

Rappelons ces exemples de la dialectique de la matière quantique…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3819

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2879

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3895

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5451

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4406

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4043

Pourquoi la matière s'organise spontanément et de manière stable ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3793

L'Univers est structuré à toutes les échelles depuis les éléments microscopiques que sont les particules élémentaires et les noyaux des atomes jusqu'aux astres de dimension « astronomiques » que sont les étoiles, les galaxies et leurs amas…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article658

Faut-il parler de dialectique de la matière ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2710

Ordre et désordre, une question dialectique

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article1695

La matière : dialectique de l'ordre et du désordre

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2960

La physique n'est pas seulement un calcul mais une pensée, et même une pensée matérialiste dialectique

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4174

Comment la contradiction dialectique contraction/expansion, étendu/ponctuel, onde/corpuscule fonde la Physique quantique ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article882

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4287

Pourquoi le vide quantique est la base de toute formation et de toute compréhension de la matière ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4372

Les contradictions des quanta

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article36

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article44

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article1324

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article8013

Une hypothèse sur l'origine quantique virtuelle de la gravitation entre particules de masse inerte

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2632

L'expansion de l'Univers, une preuve de la dialectique matière/espace-temps

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4557

Il existe des zones de matière très dense comme les amas ; les galaxies, les étoiles et, plus encore, comme les étoiles à neutrons ou les trous noirs mais aussi des zones de l'espace de matière très peu denses comme les immenses bulles de vide…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article441

La discontinuité de l'espace-temps : une solution pour unifier physique quantique et relativité générale ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article8182

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article7635

Comment résoudre la question de la « catastrophe du vide », c'est-à-dire de la densité de l'énergie du vide quantique bien trop grande pour être compatible avec la relativité (constante cosmologique) ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article6728

Qu'on le veuille ou pas, tout l'univers matériel est nécessairement… quantique, matérialiste et dialectique…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4900

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article7520

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3835

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3861

Ce que l'on pensait il y a peu de temps sur la naissance des étoiles et galaxies et qui est remis en cause…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4411

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4396

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4416

Vide quantique et relativité d'Einstein sont-ils contradictoires ?

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5176

Expansion de l'énergie et contraction de la masse, contradiction fondamentale…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5108

En physique, l'action et la réaction se combattent mais aucune ne l'emporte définitvement. Sinon, toute dynamique mènerait rapidement à l'immobilité. Par exemple, au sein de la matière à toutes les échelles, il y a toujours une contradiction entre attraction et répulsion mais aucune ne l'emporte définitivement. Sinon, la matière s'éparpillerait ou s'agglutinerait. L'atome se dissocierait ou s'écraserait sur lui-même.

Les contradictions se constatent dans tous les domaines. Contrairement à ce que croit le bon sens ou à ce que défend la logique formelle, elles ne sont pas synonymes d'erreur. Par exemple, en physique, la dualité onde/corpuscule qui suppose qu'un phénomène est à la fois ponctuel et non-localisé contient une contradiction interne. Ces deux qualités absolument incompatibles coexistent en permanence jusqu'à ce que l'observateur effectue une mesure.

Au sens dialectique, employé ici, la contradiction est une opposition (qui peut exister au sein de la réalité) qui ne mène pas à la destruction des deux éléments contradictoires. En fait, la dialectique suppose que chaque élément contient en son sein la contradiction : deux principes opposés mais qui se sont combinés. Ainsi, les électricités opposées se combinent pour donner les atomes, les molécules, etc... Les deux éléments opposés ne se détruisent pas car ils n'entrent pas en contact. Si le contact matière/matière pouvait avoir lieu, toute la matière s'écraserait sur elle-même. L'électricité empêche cette catastrophe par répulsion d'électricités de même signe. Toutes les interactions physiques contiennent ce type de contradictions. L'expansion repousse les effets de la gravitation mais, en même temps gravitation entraîne expansion et inversement. A toutes les échelles, les effets attractifs et répulsifs se succèdent et se compensent sans cesse. Dans le positif, il y a du négatif et inversement. Le positif se change en négatif et inversement. Positif et négatif se combinent puis l'unité se dissocie à nouveau. Une particule chargée positivement est entourée d'un nuage négatif lui-même entouré d'un nuage positif, etc… Cela explique que l'attraction à longue distance soit compensée par une répulsion à distance courte. Par exemple, gravitation et électromagnétisme contrebalancent la pression du vide de même qu'électromagnétisme et gravitation se compensent mutuellement.

L'un des exemples clés de la physique quantique, celui des expériences de Young, l'illustre parfaitement. Cette expérience montre que lumière plus lumière peut donner de l'obscurité. Cela signifie que la lumière n'est pas simplement un principe positif et additif. De même, les chocs de particules démontrent que particule plus particule peut donner destruction de toute matière et production de lumière. Cela signifie que la matière n'est pas un principe positif indestructible mais une structure qui contient ses propres contradictions.

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article567

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article572

CONCLUSIONS PROVISOIRES

En astrophysique, les thèses sont forcément provisoires vu que le champ d'observation ne cesse d'augmenter…

Mais, comme nous l'avons déjà dit, il faut que nos raisonnements et notre philosophie ne soient pas débordés par nos observations et calculs. Il faut continuer à réfléchir et émettre des hypothèses pour avancer…

Comme on l'a vu, c'est toute la formation du monde que les trous noirs de toutes sortes et de tous niveaux pourraient expliquer.

Expliquer que l'Univers ne soit pas uniformément réparti en matière mais, au contraire, forme des zones ultra denses et d'autres très peu denses. Expliquer que la dynamique de l'univers, autant que celle de l'étoile ou de la particule, est le produit d'une contradiction dialectique réelle entre les tendances fondamentales de la matière : l'expansion de l'énergie et la contraction de la masse…

Expliquer qu'un Univers en expansion continue cependant régionalement à contracter la matière…

Expliquer aussi que les galaxies, les étoiles, les particules et atomes soient stables pendant un grand laps de temps…

Expliquer que, brutalement, des structures nouvelles apparaissent lors d'un rupture d'équilibre entre expansion et contraction…

Quand la matière, à toute échelle, émet de la lumière, c'est l'expression du mécanisme à l'équilibre instable de cette matière, qu'il s'agisse d'un atome ou d'une étoile. Quand elle cesse de le faire, c'est que cet équilibre dynamique a été rompu, que l'expansion de l'énergie ne compense plus la contraction gravitationnelle.

Ce type de situations peut se retrouver à toutes les échelles et a pu ne pas être remarqué non plus car les produits de ces effondrements n'émettent plus de rayonnement.

Nous sommes sans doute environnés d'une quantité innombrable de trous noirs sans que cela signifie nécessairement que l'un d'eux risque de nous dévorer…

Le trou noir n'est pas situé en dehors du monde matériel, ni un danger pour lui. Il n'est que l'une des formes possibles de celui-ci, un état extrême.

Comme les autres états de la matière, l'état trou noir n'est probablement pas éternel, il a ses limites, ses seuils, ses transitions de phase.

Un trou noir super massif en phase terminale, parce que ses capacités d'absorption de matière ont atteint leurs limites, produirait quoi ? Il exploserait, expulsant quantité de galaxies et même d'amas de galaxies ? Il produirait au passage une grande quantité d'autres types de trous noirs plus petits ? Il produirait un type de « Big Bang » ?

Y aurait-il eu dans le passé non pas un seul « Big bang » mais une quantité de ceux-ci dispersés dans toutes les directions de l'espace ? Ce qui expliquerait au passage qu'il n'y aurait aucun centre de l'Univers ?

La matière noire et l'énergie noire seraient-ils les résidus de ces explosions des trous noirs supermassifs ?

https://trustmyscience.com/trous-noirs-supemassifs-source-energie-noire/

https://www.lesnumeriques.com/astronomie-conquete-spatiale/la-piste-des-trous-noirs-quasi-extremaux-pour-resoudre-matiere-noir-et-neutrinos-les-plus-energetiques-n250991.html

https://www.pourlascience.fr/sd/cosmologie/matiere-noire-la-piste-des-trous-noirs-10075.php

https://amphisciences.ouest-france.fr/2025/12/lincroyable-theorie-qui-pourrait-enfin-expliquer-ou-va-la-matiere-avalee-par-les-trous-noirs/

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-trous-noirs-supermassifs-sont-ils-nes-grace-matiere-noire-pendant-big-bang-62258/

https://www.liberation.fr/sciences/espace/lenergie-noire-qui-fait-gonfler-lunivers-trouve-t-elle-sa-source-dans-les-trous-noirs-20230222_RYUZRWZ7MNFNXCXBJUAQ5R7NDI/

https://www.quebecscience.qc.ca/espace/energie-noire-tapie-trous-noirs/

La matière condensée se disperse, la matière dispersée se condense, les états de la matière sont pleins de contradictions dynamiques et sont très loin des « choses inertes » que l'on imaginait…

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article8533

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4047

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5783

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2028

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4578

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article7439

Plus que jamais, il faut renoncer au « je ne crois que ce que je vois » puisque les trous noirs qui seraient centraux dans la dynamique de l'Univers, on ne les voit pas !

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4994

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article7312

DEUX CONCLUSIONS

Une leçon essentielle : la matière est elle-même intrinsèquement dialectique !

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5017

https://www.matierevolution.org/spip.php?article3698

La contradiction dialectique fondamentale de la matière/lumière réside dans… le vide quantique !
https://www.matierevolution.org/spip.php?article7828

L'astrophysique est toujours en révolution…

https://www.matierevolution.org/spip.php?article3698

Marxisme et mathématiques : que sont un théorème, une vérité mathématiques ?

Alex — 2024-03-04T23:27:00Z

Cet article est un élément de réponse aux camarade de Robin Goddfellow qui posaient la question : la dialectique est-elle présente en mathématiques. De manière plus générale, beaucoup d'adversaires du marxisme qui n'osent s'attaquer directement à Marx prennent Engels et sa Dialectique de Nature pour cible.

Une révolution, réponse à une crise, eut lieu en 1879 dans le domaine de la « théorie de la connaissance » mathématique, avec la publication de la brochure intitulée Idéographie, écrite par le mathématicien allemand Gotlob Frege.

Le Rubicon était franchi, cette théorie fut développée par B. Russel, D. Hilbert, K. Gödel et tant d'autres. Elle aboutit à un résultat mathématique très concret, démontré par P. Cohen. Chacun de ces développements mériterait un article à lui seul, mais en gros, disons que les mathématiciens qui prétendent que la philosophie est inutile en mathématiques, ont été assommés par le résultat de Cohen.

Qu'est-ce que la dialectique ? C'est pour les marxistes (qui le sont restés) celle mise au point par Hegel dans sa vision idéaliste, remise sur ses pieds grâce au matérialisme de Marx et Engels.

Lénine donne dans ses cahiers philosophique une résumé qui correspond exactement à notre cas :

Le dédoublement de l'un et la connaissance de ses parties contradictoires (v. la citation de Philon sur Héraclite au début de la IIIe partie (« De la connaissance ») de l'Héraclite de Lassalle1) est le fond (une des « essences », une des particularités ou marques fondamentales, sinon la fondamentale) de la dialectique. C'est ainsi que Hegel également pose la question (dans sa « Métaphysique », Aristote se débat constamment à ce propos et se bat contre Héraclite et contre les idées héraclitéennes).

La justesse de cet aspect du contenu de la dialectique doit être vérifiée par l'histoire de la science.

C'est effectivement par un épisode de l'histoire des mathématiques (l'ouvrage de Frege, 1879) que nous pouvons illustrer ce dédoublement de l'un.

A l'école on nous apprend qu'un théorème mathématique est un résultat qui est vrai. Un théorème c'est ce qu'en général on a obtenu par un raisonnement mathématique rigoureux, à partir de résultats déjà connus comme vrais (des théorèmes ou des axiomes, c'est-à-dire des propriétés prises au départ comme vraies).

Donc un théorème mathématique est vrai, et une vérité mathématique est un théorème. Bien sûr on ne va pas appeler "7+6=13" un théorème mathématique car c'est un résultat évident. On réserve en génaral le nom de théorème à des résultats qui le méritent. Mais dans la théorie de la connaissance mathématique, que pour faire court on peut appeler la métamathématique", un theorème et une vérité sont la même chose : toute ce qui est vrai peut être démontré, et tout ce qui est démontré est vrai.

L'« un » mentionné par Lénine est donc ce couple Théorème-vérité. On voit déjà que le ver de la dialectique est dans le fruit, car ce qui est considéré comme unique a reçu une double appelation dans le langage, double appellation qui correspond à ces deux activités distinctes dans la pratique des mathématiques.

Par exemple, si l'on dessine un carré et trace ses deux diagonales, il est clairement vrai que ces deux diagnonales se croisent. C'est une vérité. Mais si l'on essaye de le prouver, on aura du mal. ce résultat mathématique a été connu comme une vérité bien avant d'avoir été un théorème démontré. Réciproquement parfois des mathématiciens démontrent des théorèmes bizarres qui semblent ne pas pouvoir être vrais, mais qui longtemps après sont bien compris et acquièrent le statut de vérité.

La révolution de Frege et de ses successeurs qui ont développé la logique moderne a donc été de dissocier complètement cette unité : un théorème est un résultat obtenu par un raisonnement rigoureux, une vérité est ... quelquechose qui est vrai.

On comprend la difficulté de cette révolution : les mathématiques qui depuisi Descartes et Gallilée sont vus comme LE langage rigoureux par excellence, avouent ne pas être capable de décrire précisément ce qu'est une vérité.

Qu'est-ce qu'un théorème mathématique dans le sens moderne ? Nous allons doner un exemple.

Les mathématiciens voudraient que les mathématiques soient un langage formel : alors que le langage de tous les jours est ambigu, ils veulent un langage totalement rigoureux.

Alors on part d'un alphabet, qui est un ensemble de signes. Par exemple les lettres a, b et c. Avec cet alphabet on fabrique des formules qui sont comme des mots formés avec ces signes. Par exemple on peut décider que toute suite (finie) des lettes a,b, et c est une formule : a, b, c, ab,aa, aba,abbbccaa sont des formules. Le lecteur peut en former des dizaines à sa convenance. Il aura commencé à former des formules mathématiques.

On se donne ensuite des axiomes. Ici le lecteur va peut-être se fâcher, on utilise un langage technique qui suppose plein de connaissances mathématiques. Pas du tout ! Le but de Frege a été de commencer les mathématiques, comme Descartes, en faisant table rase de tous les sous entendus. On sait qu'en général un axiome est une vérité de base (par exemple étant donné deux points on peut les relier par un segment de droite).
Si le mot axiome est trop compliqué, on peut appeler ces axiomes Théorèmes.

Dans notre exemple, chosissons pour unique axiome : abcacb

Nous avons, dans le langage formel que nous avons créé, un premier théorème, c'est cet axiome bcaacb. Le lecteur qui n'a jamais aimé les mathématiques, peut-être parce que ses professeurs lui ont caché cet aspect des mathématiques peut ainsi créer ses propres théorèmes en choisissant un axiome arbitraire, une formule composée des lettes a, b, et c. Rien n'empêche de choisir plusieurs axiomes en même temps. C'est trop facile ? Cela s'appelle une révolution. Il suffit de ne plus accepter le système précédent et ce qui paraissait inaccessible devient simple.

Nous avons donc l'axiome bcacb, mais nous n'avons pas résonné mathématiquement jusqu'ici. Pour le faire il faut adopter une régle de déduction. Nous n'en n'aurons qu'une :

Règle de déduction : si une formule commençant par a est un Théorème, alors ajouter ab à la fin, puis enlever les trois première lettres. La formule obtenue est un théorème

Avec cette règle nous pouvons fabriquer TOUS les théorèmes de notre langage. Nous avons un seul théorème, l'axiome que nous notons

Théorème 1 : abcacb

Notre Règle de déduction s'applique car notre Théorème 1 commence par a. On ajoute ab à la fin ce qui donne abcacbab puis on enlève les trois premières lettres pour obtenir

Théorème 2 : acbab

On peut à nouveau appliquer notre règle à ce Théorème ce qui donne

Theorème 3 : abab

On peut à nouveau appliquer notre règle à ce Théorème ce qui donne

Théorème 4 : bab

On ne peut plus rien faire.

On a donc obtenu tous les théorèmes possibles de notre langage formel : il y en a quatre.

Matérialisme dialectique et mathématiques : 2021 est-il un nombre favorable ?

Alex — 2021-04-11T22:05:00Z

Matérialisme dialectique et mathématiques : 2021 est-il un nombre favorable ?

Pour ceux qui s'intéressent aux applications des mathématiques aux problèmes les plus concrets, le nombre 2021 apparaît tout de suite familier, en tant qu'un des membres de la famille des nombres notés N=pq, qui peuvent servir de clé publique en cryptographie (la science des codes secrets). Certains en déduiront que 2021 pourrait être une très bonne année, et ils n'auront pas entièrement tort.

Les camarades qui souhaitent transmettre des messages qui ne peuvent être décodés par aucun des ordinateurs les plus puissants devraient se familiariser avec ces méthodes de la cryptographie moderne, en particulier le système RSA

Les marxistes qui se posent la question de l'existence de la dialectique dans la nature en général, dans les mathématiques en particulier, peuvent trouver dans ce chapitre des mathématiques un matériel que Engels aurait sans doute inclus dans une nouvelle édition de sa Dialectique de la nature.

Précisons donc le lien entre 2021 et la cryptographie moderne. Si l'on multiplie 43 par 47 on obtient 2021 : 2021=43x47. C'est un cas particulier de la formule N=pq, dans laquelle p et q doivent être des nombres premiers. 43 et 47 sont des nombres premiers, car ils ne sont divisibles par aucun autre nombre, à part eux-mêmes et 1. L'an dernier on pouvait écrire 2020=10x202, mais 10 n'est pas un nombre premier car il est divisible par 2 et 5 ; 202 non plus. L'année 2021 est donc, à ce titre, remarquable.

La liste des nombres premiers est 2,3,5,7,11,13 etc. Les clés publiques les plus petites sont donc 15=3x5, 21=3x7, 35=5x7 etc.

Les nombres premiers jouent un rôle fondamental en arithmétique. Mais jusqu'en 1975, on n'imaginait pas que les nombres qui sont le produit de deux entiers premiers (comme 2021 est le produit de 43 et 47) peuvent avoir des applications à la science des messages secrets, la cryptographie. Tout nouveau théorème sur les nombres premiers peut donc poser un problème pour la « défense nationale » !

Quel lien avec le matérialisme et la dialectique ?

Premièrement, côté matérialisme, l'épisode de la découverte de la théorie de la cryptographie à clé publique donne un argument matérialiste contre ceux qui, en partisans de Platon, conscients ou non, pensent que les théories mathématiques en elles-mêmes sont déjà écrites quelque part et que les mathématiciens ne font que les « découvrir ». Or c'est seulement parce qu'une nouvelle activité humaine, liée étroitement aux transactions bancaires, donc au développement des forces productives, que des mathématiciens ont créé, plus que découvert, un nouveau procédé de cryptographie, un nouveau domaine des mathématiques.

Deuxièmement, côté dialectique, l'outil mathématique au coeur de ces nouvelles méthodes sont les « fonctions asymétriques ». Ces fonctions sont faciles à calculer dans un sens, impossible ou presque à calculer dans le sens inverse. Un même objet mathématique a donc des propriétés contraires l'une de l'autre.

Le livre de Simon Singh Histoire des codes secrets est une bonne introduction à l'histoire des codes secrets et aux termes techniques utilisés précédemment. L'extrait suivant de son livre décrit la révolution scientifique qu'a constitué la naissance de la cryptographie à clé publique, opposée à la cryptographie à clé secrète, qu'utilisait déjà Jules César.

Ce problème de distribution de la clef a été le fléau
constant des cryptographes au cours de l'histoire. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le haut commandement allemand devait ainsi distribuer le registre
mensuel des clefs quotidiennes à tous les opérateurs
d'Enigma, ce qui constituait un problème de logistique
considérable. Les sous-marins allemands, de même, en
raison de longues périodes passées loin de leurs bases,
devaient d'une façon ou d'une autre être alimentés en
clefs. Plus loin de nous, les utilisateurs du chiffre de
Vigenère devaient trouver un moyen pour transmettre
le mot-clef de l'expéditeur au destinataire. Aussi sûr
que soit un chiffrement en théorie, il est fragilisé en
pratique par le problème de distribution de la clef.

Dans une certaine mesure, les gouvernements et les
armées ont pu résoudre ce problème en y consacrant
beaucoup d'efforts et en ne ménageant pas les investissements. Leurs messages sont d'une telle importance
qu'ils iront aussi loin que nécessaire pour assurer une
distribution sûre de la clef. Les clefs du gouvernement
américain sont gérées et distribuées par la COMSEC,
abrégé de Communications Security. Dans les
années 70, la COMSEC acheminait des tonnes de clefs
chaque jour. Quand des bateaux transportant du maté-
riel de la COMSEC arrivaient à quai, des crypto-gardes
montaient à bord, récupéraient des tas de cartes, des
rouleaux de papier, des disques souples, ou n'importe
quel autre support sur lequel les clefs avaient été stockées, et les portaient à leurs destinataires.

La distribution des clefs peut sembler une question
annexe, mais elle constitua le problème primordial
pour les cryptographes de l'après-guerre. Si deux per-
sonnes voulaient communiquer en toute sûreté, elles
devaient s'en remettre à une troisième pour acheminer
la clef, et ce maillon était le plus faible de la chaîne.
Pour les transactions commerciales, le dilemme se
posait clairement : si les gouvernements, avec tout leur
argent, avaient peine à garantir la sécurité de leurs
clefs, comment des entreprises civiles pourraient-elles
jamais espérer jouir d'une distribution de clefs sûre et
non ruineuse ?

Vers 1975, enfin, une bande de francs-tireurs trouva
la solution de ce problème réputé insoluble. Ils mirent
au point un système de chiffrement qui semblait défier
toute logique. Si les ordinateurs ont transformé l' application du chiffrement, la plus grande révolution du
xx e siècle a été le développement des techniques pour
résoudre le problème de distribution des clefs. Aussi
cette découverte est-elle considérée comme la plus
grande réussite en cryptologie depuis l'invention
du chiffre monoalphabétique, il y a plus de deux
mille ans.

Ils passèrent des mois à chercher une solution. Chaque
idée aboutissait à un échec, mais ils agissaient en bons
fous, et persévéraient. Ils concentrèrent leur recherche
sur diverses fonctions mathématiques. Une fonction est
n'importe quelle opération qui transforme un nombre
en un autre nombre. Par exemple doubler est une fonction, puisque cette opération transforme le 3 en 6, ou
le 9 en 18. De plus, nous pouvons envisager toutes les
formes de chiffrement informatique comme des fonctions, puisqu'elles transforment un nombre - le texte
clair - en un autre nombre, le texte chiffré.
La plupart des fonctions mathématiques sont réversibles, puisqu'elles sont aussi simples à défaire qu'à
faire. Doubler est ainsi réversible puisqu'il est facile
de retrouver le nombre d'origine à partir de son double.
Si nous savons que le résultat du doublement est 26, il
est enfantin de déduire que le nombre d'origine est 13.

Diffie et Hellman n'étaient pas intéressés par ces
fonctions réversibles. Leur centre d'intérêt était les
fonctions à sens unique. Comme leur nom le suggère,
ces fonctions sont faciles à appliquer, mais très difficiles à inverser : elles sont virtuellement non-irréversibles. Voyons à nouveau un exemple du quotidien.
Mélanger de la peinture jaune et de la peinture bleue
pour obtenir du vert est une fonction à sens unique,
puisqu'il est facile le de mélanger les peintures et impossible de retrouver les couleurs d'origine. Une autre
fonction à sens unique est de casser un œuf, car il vous
est impossible ensuite de le reconstituer.

L'arithmétique modulo, parfois appelée à l'école
arithmétique de l'horloge, est un domaine des mathématiques riche en fonctions à sens unique. Dans l'arithmétique modulo, les mathématiciens considèrent un
ensemble fini de nombres arrangés en boucle, un peu
comme les nombres sur une horloge. La figure 46
montre une horloge pour un modulo 7 (ou mod 7) qui
a seulement 7 nombres de 0 à 6. Pour effectuer 2 + 3,
nous partons de 2 et nous avançons de 3 places pour
arriver à 5, ce qui donne la même réponse que l'arithmétique normale. Pour faire 2 + 6, nous partons de 2
et avançons de 6 places, mais cette fois nous avons
effectué un tour complet sur la boucle et nous atteignons le l, qui n'est pas le résultat habituel en arithmétique.

Ces résultats peuvent s'exprimer ainsi :

2 + 3 = 5 (mod 7) et 2 + 6 = 1 (mod 7)

L'arithmétique modulo est relativement simple, et
nous l'utilisons tous les jours lorsque nous parlons de
l'heure. S'il est 9 heures maintenant, et que nous avons
un rendez-vous dans 8 heures d'ici, nous pouvons dire
que notre rencontre aura lieu à 5 heures de l' après-
midi, plutôt qu'à 17 heures. Nous avons calculé mentalement 9 + 8 (mod 12).

Imaginons le cadran de l'horloge, regardons le 9, puis tournons de 8 places, et nous arrivons à 5 :

9 + 8 = 5 (mod 12)

Plutôt que de visualiser des horloges, les mathématiciens appliquent souvent la recette suivante pour abréger les calculs de modulo. Effectuons d'abord le calcul en arithmétique normale. Ensuite, pour connaître le
résultat en (mod x), divisons la réponse normale par x
et notons le reste. Ce reste constitue la réponse en
(mod x). Pour trouver la réponse à 11 x 9 (mod 13),
nous procédons comme suit :

I1 x 9 = 99

99 : 13 = 7, reste 8

11 x 9 = 8 (mod 13)

Les fonctions effectuées en arithmétique modulo
tendent à se comporter de manière erratique, ce qui
les transforme parfois en fonction à sens unique. Cela
devient évident lorsqu'une fonction simple en arithmétique normale est comparée à la n1ême fonction en
arithmétique modulo. Dans la première, la fonction
sera à double sens et aisément inversible. Dans la
seconde, elle sera à sens unique et difficilement inversible. Prenons par exemple la fonction 3x. Cela veut
dire : prendre un nombre (x), puis multiplier 3 par lui-
même x fois pour trouver le nouveau nombre. Si x = 2,
effectuons cette opération :

3 ^2 = 3 x 3 = 9

Autrement dit, la fonction transforme 2 en 9. En
arithmétique ordinaire, plus la valeur de x croît, plus
le résultat croît. Si l'on nous donnait le résultat de
l'opération, il nous serait assez facile de revenir en
arrière et de déduire le nombre d'origine. Si le résultat
est 81, on peut en déduire que x = 4, puisque 3^ 4 = 81.

Si nous nous trompons et croyons que x = 5, nous
trouverons que 3 5 = 243, ce qui nous prouve que notre
valeur attribuée à x était trop grande. Bref, même si
nous nous trompons, nous pouvons retrouver l'exacte
valeur de x et effectuer à l'envers la fonction.

En arithmétique modulo, cette même fonction ne se
comporte pas si raisonnablement. Imaginons que l'on
nous dise que 3 x en modulo 7 = 1, et que l'on nous
demande de trouver la valeur de x. Aucune valeur ne
nous vient à l'esprit, car nous sommes peu familiers,
pour la plupart, avec l'arithmétique modulo. Nous pouvons supposer que x = 5 et chercher le résultat de 3^5
(mod 7). Le résultat donnera 5, ce qui est trop élevé
puisque nous cherchons un résultat égal à 1. Nous pouvons être tentés de réduire la valeur de x et d'essayer
à nouveau. Mais nous irons dans la mauvaise direction
puisque la réponse exacte est x = 6.

En arithmétique normale, nous pouvons essayer des
nombres et sentir si nous brûlons ou si nous gelons. Le
contexte de l'arithmétique modulo n'offre pas de prises
utiles, et inverser les fonctions est bien difficile. Sou-
vent, le seul moyen pour inverser une fonction en
modulo est de constituer une table en calculant la fonction avec diverses valeurs attribuées à x, jusqu'à ce que
l'on tombe sur la bonne solution. Le tableau 25 montre
les résultats obtenus en appliquant plusieurs valeurs à
la fonction, à la fois en arithmétique normale et en
arithmétique modulo. Si établir une telle table est un
peu fastidieux lorsqu'on travaille sur d'assez petits
nombres, cela devient extrêmement pénible avec une
fonction comme 453 x (mod 21 997). C'est un exemple
classique de fonction à sens unique, car je peux attribuer une valeur à x et calculer le résultat de la fonction,
mais si je vous donne un résultat, disons 5 787, vous
aurez une. immense difficulté à inverser la fonction et
à trouver quel x j'avais déterminé. Il ne m'a fallu que
quelques secondes pour effectuer mon calcul, mais il
vous en coûtera des heures pour établir une table et
trouver l'x que j'avais choisi.

Après deux années consacrées à l'arithmétique
modulo et aux fonctions à sens unique, la fantaisie de

Hellman commença à se révéler payante. Au printemps
1976, il eut l'idée d'une stratégie résolvant le problème
de l'échange de clefs. En une demi-heure de gribouillage frénétique, il prouva qu'Alice et Bernard poùvaient convenir d'une clef sans se rencontrer, Hellmàn
rendait ainsi caduc un axiome qui avait fait la loi pendant des siècles. Son idée reposait sur une fonction à
sens unique de forme y^x (mod P). D'abord, Alice et
Bernard se concertaient sur les valeurs attribuées à Y ,
et P. A peu près toutes les valeurs sont possibles, avec
cependant quelques restrictions, telles que : P doit être
premier et Y inférieur à P. Ces valeurs ne sont pas
secrètes, aussi Alice peut-elle téléphoner à Bernard et
suggérer, disons, que Y = 7 et P = Il. Même si la ligne
téléphonique n'est pas sûre et que la malveillante Eve
écoute la conversation, c'est sans importance, comme
nous allons le voir. Alice et Bernard sont maintenant
convenus de la fonction à sens unique 7^X (mod 11). À
cet instant, ils peuvent entamer le processus visant à
établir une clef secrète sans se rencontrer.

Alice et Bernard ont défini la
même clef, qu'ils peuvent utiliser pour chiffrer un mes-
sage. Par exemple, ils peuvent utiliser leur nombre, 9,
comme clef pour un chiffrement en DES.

Hellman avait renversé un des piliers de la cryptographie et prouvé qu'Alice et Bernard n'avaient pas
besoin de se rencontrer pour convenir d'une clef
secrète. Ensuite, quelqu'un devrait simplement arriver
avec un schéma plus efficace pour que le problème de
la distribution des clefs soit tout à fait surmonté.

(...)
Au cœur du chiffre asymétrique de Rivest se trouve
une fonction à sens unique basée sur le type des fonctions modulo décrites plus haut. La fonction à sens
unique de Rivest peut être utilisée pour crypter le message. On introduit dans la fonction ce message qui, en
fait, est un nombre, et le résultat est le texte chiffré, un
autre nombre. Je ne décrirai pas en détail la fonction
de Rivest (voir Annexe J), mais j'expliquerai un des
aspects qui lui sont propres, appelé simplement N parce
que c'est ce N qui rend la fonction réversible sous certaines conditions, et donc idéale pour être appliquée à
un chiffre asymétrique.

N est important parce qu'il est le composant variable
de la fonction à sens unique, ce qui entraîne que
chaque personne peut choisir pour N une valeur différente, et personnaliser la fonction. Pour choisir sa
valeur personnelle de N, Alice prend deux nombres
premiers, p et q et les multiplie l'un par l'autre. Un
nombre premier n'a pas de diviseur, hors lui-même et
1. Par exemple 7 est un nombre premier parce qu'aucun chiffre ne le divise sans qu'il Y ait un reste. De
même 13 est un nombre premier parce que seuls 1 et
13 le divisent sans laisser de reste. En revanche, 8 n'est
pas un nombre premier, puisqu'on peut le diviser par
2 et par 4.
Alice pourrait ainsi choisir comme nombres premiers p = 17 159 et q = 10 247. Multiplier ces nombres
l'un par l'autre donne :

N = 17 159 x 10247 = 175828273.

Le choix d'Alice pour N devient sa clef publique,
elle peut l'imprimer sur sa carte de visite, la mettre sur
Internet ou la publier dans un annuaire de clefs
publiques avec toutes les autres valeurs de N appartenant à d'autres personnes. Si Bernard veut crypter un
message pour Alice, il se, procure la valeur du N
d'Alice (175 828 273) et l'insère dans la formule générale de la fonction à sens unique, elle aussi de notoriété
publique. Bernard dispose maintenant d'une fonction à -
sens unique taillée sur mesure avec la clef d'Alice,
qu'on peut appeler la fonction à sens unique d'Alice.
Pour crypter un message pour Alice, il prend la fonction d'Alice, y insère le message, en note le résultat et
l'envoie à Alice.

Jusque-là, le message crypté est en sécurité puisque
personne ne peut le déchiffrer. Le message a été chiffré
par une fonction à sens unique ; inverser cette fonction
et décrypter le message sont, par définition, virtuelle-
ment impossibles. Pourtant, une question demeure :
comment Alice peut-elle décrypter le message ? Pour
lire les messages qu'on lui adresse, Alice doit avoir un
moyen d'inverser la fonction à sens unique. Un élément doit lui permettre de décrypter le message. Heureusement pour Alice, Rivest a élaboré une fonction à
sens unique qui peut être inversée par quelqu'un
connaissant la valeur de p et de q, les deux nombres
premiers qui ont été multipliés pour donner N. Bien
qu'Alice ait dit à tout le monde que sa valeur pour N
était 175 828 273, elle n'a pas révélé les valeurs de p
et de q ; elle seule dispose donc de cette information
nécessaire pour décrypter les messages.

Nous pouvons voir en N la clef publique, une information disponible pour n'importe qui, une information
nécessaire pour crypter les messages destinés à Alice.
Alors que p et q sont la clef privée, utilisable par Alice
seulement, l'information indispensable pour décrypter
ces messages.

Les modalités précises de l'utilisation de p et de q
pour inverser la fonction à sens unique sont décrites
dans l'Annexe J. Pourtant, il y a une question qui se
pose immédiatement. Si tout le monde connaît N, la
clef publique, alors n'est-il pas facile d'en déduire p et
q, la clef privée, et de lire les messages d'Alice ? Après
tout, N a été créé en partant de p et de q. En fait il se
trouve que si N est assez grand, il est pratiquement
impossible d'en déduire p et q, et c'est peut-être l'aspect le plus intéressant et le plus élégant du chiffre
asymétrique RSA.

Alice a créé N en choisissant p et q et en multipliant
l'un par l'autre. Le point fondamental est que cette
action est en elle-même une fonction à sens unique.
Pour démontrer l'irréversibilité de la multiplication de
nombres premiers, prenons deux nombres premiers
9 419 et 1933, et multiplions-les. Une machine à calculer fournit la réponse, en quelques secondes :
18 206 927. Si, au contraire, on nous donne 18 206 927
en nous demandant de trouver les facteurs premiers
(les deux nombres qui, multipliés l'un par l'autre, ont
donné 18 206 927), cela prendra beaucoup plus de
temps. Si vous en doutez, réfléchissez à ceci : cela m'a
pris dix secondes pour générer le nombre 1 709 023,
mais il vous faudra, avec votre machine à calculer,
presque tout un après-midi pour en sortir les facteurs
premiers.

Ce cryptosystème, le RSA, est une forme de
la cryptographie à clef publique. Pour vérifier sa sécu-
rité, mettons-nous à la place d'Ève, et essayons de saisir un message d'Alice à Bernard. Pour crypter son
message, Alice consulte la clef publique de Bernard.

Pour constituer sa clef publique, Bernard a choisi ses
propres nombres premiers, PB et qB et les a multipliés
l'un par l'autre pour obtenir NB. Il a gardé secret PB et
qB, qui forment sa clef privée, mais a rendu publique
NB qui est 408 508 091. Alice insère donc la clef
publique de Bernard dans la fonction générale à sens
unique de chiffrement, et crypte son message. Lorsque
le message lui parvient, Bernard peut inverser la fonction et le décrypter, en utilisant les valeurs de PB et
qB qui constituent sa clef privée. Entre-temps, Eve a
intercepté le message. Sa seule chance de le décrypter
est d'inverser la fonction à sens unique, ce qu'elle ne
peut faire sans connaître PB et qB. Bernard a tenu
secrets PB et qB mais Ève, comme tout le monde, sait
que NB est 408 508 091. Ève tente donc de déduire les
valeurs de PB et qB en sortant les nombres qui, multi-
pliés l'un par l'autre, peuvent donner 408 508 091, pro-
cédé appelé factorisation.

Combien de temps exactement faudra-t-il à Ève pour
trouver les facteurs diviseurs de 408 508 091 ? Il Y a
plusieurs recettes pour essayer de factoriser NB. Certaines sont plus rapides que d'autres, mais toutes exigent de vérifier si chaque nombre premier peut ou non
diviser NB sans laisser de reste. Par exemple, 3 est un
nombre premier mais n'est pas un diviseur de
408 508 091 puisque 3 ne divise pas parfaitement
408 508 091. Eve passe donc au nombre premier suivant, le 5. Le 5 ne convient pas non plus, Ève passe
au suivant, et ainsi de suite.

Enfin elle arrive à 18 313,
le 2 OOOe nombre premier, qui est un facteur de
408 508 091. Ayant trouvé l'un des facteurs, il devient
facile d'avoir l'autre, qui se révèle être 22 307 . Avec
une machine à calculer pouvant tester quatre nombres
premiers à la minute, Ève aurait mis 500 minutes, soit
plus de huit heures, pour identifier PB et qB. Autrement
dit, Ève trouverait la clef secrète de Bernard et pourrait
ainsi déchiffrer le message en moins d'un jour.

Ceci ne peut être considéré comme une sécurité de
haut niveau, mais Bernard aurait pu choisir des
nombres premiers beaucoup plus grands et augmenter
ainsi la défense de sa clef privée. S'il avait choisi des
nombres premiers aussi élevés que 10 65 (ce qui veut
dire 1 suivi de 65 zéros, ou cent mille millions de mil-
lions de millions de millions de millions de millions
de millions de millions de millions de millions), cela
aurait donné une valeur à N d'environ 10^ 65 x 10^65 =
10^ 13 0. Un ordinateur peut multiplier les deux nombres
premiers et générer N en une seule seconde, mais si
Eve tentait d'inverser le procédé et de trouver p et q,
cela lui prendrait un temps démesuré. Combien de
temps exactement ? cela dépend de la rapidité de son
ordinateur. L'expert en sécurité Simon Garfinkel estimait qu'un ordinateur à 100 MHz d'Intel Pentium avec
une RAM de 8 mégabits mettrait à peu près cinquante
ans à factoriser un nombre aussi élevé que 10 ^130. Les
cryptographes ont une certaine tendance à la paranoïa
et envisagent les pires circonstances, comme une
conspiration mondiale pour faire céder leurs chiffres.
Aussi Garfinkel étudia-t-il ce qui se passerait si cent
millions d'ordinateurs personnels (le nombre d'ordinateurs vendus en 1995) se liguaient. Le résultat serait
qu'un nombre tel que 10^130 pourrait être factorisé en
15 secondes environ. On a donc considéré que pour
assurer une réelle sécurité, il fallait utiliser des
nombres premiers vraiment géants. Pour des transactions bancaires importantes, N tend à être au moins de
10 308 , ce qui est dix millions de milliards de milliards
de milliards de milliards de milliards de milliards de
milliards de milliards de milliards de milliards de mil-
liards de milliards de milliards de milliards de milliards
de milliards de milliards de milliards de milliards de
fois plus élevé que 10 130 ! Les efforts combinés de cent
millions de personnes avec leurs ordinateurs prendraient plus de mille ans pour faire céder un tel chiffre.

Avec des valeurs suffisantes attribuées à p et q, RSA
était imprenable.

Le seul risque pour la sécurité du cryptosystème
RSA à clef publique serait que, dans le futur, quel-
qu'un trouve un moyen rapide pour factoriser N. On
peut imaginer que dans dix ans, ou pourquoi pas
demain, quelqu'un découvrira une méthode de factorisation rapide, et RSA deviendra immédiatement
périmé. Toutefois, depuis plus de deux mille ans les
mathématiciens ont essayé de trouver une voie rapide
sans y parvenir et, à l'heure actuelle, factoriser réclame
toujours un temps de calcul considérable. La plupart
des mathématiciens pensent que ces difficultés sont
inhérentes à la factorisation, et que certaines lois
mathématiques interdisent tout raccourci. S'ils ont rai-
son, le RSA semble sûr pour l'avenir immédiat.
Le grand avantage de la cryptographie à clef
publique RSA est qu'elle en finit avec tous les problèmes associés aux chiffres traditionnels et à
l'échange de clefs. Alice n'a plus à se soucier du trans-
port de la clef pour Bernard, ni à s'inquiéter d'une
interception d'Ève. En fait, peu importe à Alice que
quelqu'un d'autre voie la clef publique - plus on est
de fous, plus on rit - puisque cette clef ne sert qu'au
chiffrement et non au déchiffrement, et qu'Alice peut
la garder toujours sur elle.

RSA fut présenté pour la première fois en août 1977
dans un article signé par Martin Gardner et intitulé A
New Kind of Cipher that Would Take Millions of Years
to Break, dans sa rubrique de jeux mathématiques du
Scientific American. Après avoir expliqué comment
fonctionne la cryptographie à clef publique, Gardner
proposait un concours à ses lecteurs. Il publiait un texte
chiffré et donnait la clef publique utilisée pour son
chiffrement :

N = 114 381 625 757 888 867 669 235 779 976 146 612
010218296721 242362 562 561 842 935 70'6935
245 733 897 830 597 123 563 958 705 058 989 075
147 599290026 879 543 541.

Le jeu consistait à factoriser N en p et q, et à utiliser
ensuite ces nombres pour déchiffrer le message. Le
prix était de cent dollars. Gardner n'avait pas la place
pour expliquer en détail le RSA, il demandait donc
aux lecteurs d'écrire au Laboratoire du MIT qui leur
enverrait une note technique. Rivest, Shamir et Adleman furent étonnés de recevoir mille demandes. Ils n'y
répondirent d'ailleurs pas immédiatement, craignant
que la diffusion de leur idée ne compromette leurs
chances d'obtenir un brevet. Lorsque cela fut fait, le
trio organisa une réunion pour fêter l'événement. Pro-
fesseurs et étudiants eurent droit à des pizzas et à de
la bière, et furent invités aussi à mettre la note tech-
nique' sous enveloppe pour les lecteurs du Scientific
American.

Quant au concours de Gardner, il a fallu dix-sept ans
pour que le chiffre soit brisé. En avril 1994, une équipe
de six cents volontaires révéla les facteurs de N.
q = 3490529510847650949 147 849619903 898
133 417 764638 493 387 843 990 820 577.
p = 32 769 132 993 266 709 549 961 988 190 834461
413 177 642 967 992 942 539 798 288 533.

En utilisant ces valeurs comme clef privée, ils furent
capables de déchiffrer le message. Celui-ci était une
série de nombres, qui convertis en lettre donnèrent :
The magic words are squeamish ossifrage. La factorisation avait été confiée à des volontaires appartenant à
des pays aussi éloignés que l'Australie, l'Angleterre,
les Etats-Unis et le Venezuela. Ils consacrèrent leurs
loisirs à travailler sur des ordinateurs, chacun étant
chargé d'une fraction du problème. Même en tenant
compte de l'organisation considérable nécessitée par
ces calculs en parallèle, certains lecteurs seront surpris
que le système RSA ait été brisé en un temps si court,
mais il faut noter que le concours portait sur une valeur
de N relativement petite, de l'ordre de 10 129 . Aujourd'hui, les utilisateurs de RSA prendraient une valeur
beaucoup plus élevée pour protéger une information
importante. Il est maintenant courant de crypter un
message avec une valeur de N telle que tous les ordinateurs de la planète auraient besoin d'un temps plus long
que l'âge de l'univers pour briser le chiffre.

Dialectique de la nature : l'exemple des virus

Alex — 2020-12-19T23:05:00Z

L'actualité rend les virus, au moins l'un d'entre eux, le sujet permanent des grands media. La pandémie pourrait être l'occasion d'une grande campagne de vulgarisation scientifique. L'ADN et l'ARN sont un des signes tangibles de l'unité du vivant, donc de la théorie de l'évolution de Darwin. Mais cette pandémie étant utilisée par les Etats comme un outil de réaction politique, des millions de gens ne savent sans doute toujours pas ce qu'est un virus, malgré les centaines d'heures de palabres de « scientifiques » servant de porte-parole au pouvoir.

Or au delà des questions techniques, et de la politique sanitaire qui devrait être mise en oeuvre, les virus devraient intéresser les militants du mouvement ouvrier car ils illustrent une des lois fondamentales de la dialectique : l'unité des contraires. L'importance ce cette loi, en biologie comme en politique, est soulignée par Lénine dans son texte Sur la question de la dialectique :

Le dédoublement de l'un et la connaissance de ses parties contradictoires est le fond (une des « essences », une des particularités ou marques fondamentales, sinon la fondamentale) de la dialectique. C'est ainsi que Hegel également pose la question (...)

La justesse de cet aspect du contenu de la dialectique doit être vérifiée par l'histoire de la science. Habituellement (par exemple chez Plékhanov) on ne prête pas assez attention à cet aspect de la dialectique : l'identité des contraires est prise comme somme d'exemples [« par exemple, le grain » ; « par exemple, le communisme primitif ». Chez Engels aussi. Mais c'est « pour la vulgarisation »...] , et non comme loi de la connaissance (et loi du monde objectif). (...)

L'identité des contraires (leur « unité », dirait-on peut-être plus exactement, bien que la distinction des termes identité et unité ne soit pas ici particulièrement essentielle. En un certain sens, les deux sont justes) est la reconnaissance (la découverte) des tendances contradictoires, s'excluant mutuellement, opposées, dans tous les phénomènes et processus de la nature (dont ceux de l'esprit et de la société). La condition pour connaître tous les processus de l'univers dans leur « automouvement », dans leur développement spontané, dans leur vie vivante, est de les connaître comme unité de contraires. Le développement est « lutte » des contraires.

Les virus illustrent cette unité des contraires, sous la forme de la question : sont-ils vivants ou non ? Les deux ! répond le spécialiste Pierre Lépine, scientifique qui ne se réclame pas ouvertement de la dialectique, mais la justifie de fait en répondant : les virus sont une matière à la fois vivante et inerte.

Les quelques difficultés techniques de son texte que nous allons citer ne doivent pas empêcher de comprendre la conclusion de ce scientifique. Elles témoignent juste du fait que comme le remarque Lénine, c'est du développement de la science elle-même que résulte l'apparition de figures de la dialectique, pas d'un ajout artificiel venant de l'extérieur.

Les virus sont-ils vivants ?

Nous en savons assez maintenant sur les virus pour aborder la question de la nature intime des virus : sont-ils vivants ? Sont-ils inanimés ?

Il s'agit là d'un problème qui s'est posé dès l'origine même des travaux sur les virus. Lorsque Pasteur renonçait, après de nombreux essais, à voir le microbe de la rage, il pensait simplement qu'il avait affaire à un germe plus petit que les germes visibles au microscope. Au contraire, lorsque Beijerinck faisait franchir une paroi de porcelaine au virus infectieux de la mosaïque du tabac, il en concluait qu'il s'agissait d'un contage fluide d'une nature différente des agents infectieux jusque là reconnus.

La découverte du bactériophage divisait de même les bactériologistes entre ceux qui y voyaient, avec d'Hérelle, un germe animé, un « microbe des microbes », et ceux qui au contraire, avec Bordet et Ciuca, en faisaient un facteur inanimé de lyse [destruction] héréditairement transmissible.

Enfin la cristallisation des virus à la suite des travaux de Stanley, en raison de l'idée de matière inanimée qui, pour nous, est associée à la notion de cristallisation, apportait un fort argument aux tenants de la nature non vivante des virus et de leur origine endogène. Il a trouvé son expression dans le terme « virus protéine » qui a été à l'époque employé pour désigner les virus considérés comme des macromolécules douées du pouvoir de reproduction autocatalytique aux dépens des protéines de l'organisme hôte.

Il est indiscutable, d'autre part, qu'une tendance naturelle des microbiologistes les conduit à envisager les virus comme des organismes doués d'une spécificité autonome, et à les intégrer à ce titre dans l'échelle des êtres vivants. C'est méconnaître l'absence d'homogénéité qui existe dans l'ensemble des virus. A l'extrémité supérieure de leur échelle, nous trouvons des organismes de structure et de morphologie complexes, doués d'une apparence de noyau (nucléoïde), de protoplasme (viroplasme) et de membrane, et dont la composition chimique est très proche de celle des bactéries. A l'autre extrémité se trouvent des particules très simples, de structure relativement homogène, réductibles à des acides nucléiques qui peuvent être obtenus à l'état de grande pureté chimique sous forme cristalline sans rien perdre de leur pouvoir infectant. Comment, de ces faits en apparence contradictoires, nous faire de la nature des virus une opinion cohérente ?

En réalité, la question qui surgit lorsque l'on aborde le problème de la nature des virus est la suivante : les virus sont-ils représentatifs d'un état précellulaire, d'une ascension vers une autonomie complète d'éléments progressivement individualisés de la cellule, ou sont-ils au contraire les formes dégénérées d'organismes adaptés à une vie parasitaire, progressivement dépouillés des possibilités d'un métabolisme indépendant de celui de leur hôte ? En d'autres termes, les virus ont-ils une origine interne ou au contraire externe à la cellule ?

Dans l'hypothèse endogène, les virus sont des éléments devenus anormaux, dérivés aberrants de constituants normaux de la cellule comme les chromosomes et les mitochondries. Ils peuvent théoriquement apparaitre sans que rien les ait précédés et nous devons nécessairement admettre la possibilité de leur génération spontanée. Dans l'hypothèse exogène, ce sont des agents infectieux qui pénètrent dans les cellules par effraction et qui, si leur taille et leurs propriétés les distinguent des microbes visibles, représentent la descendance de germes semblables entre eux, reproduits au sein d'autres cellules sensibles et dont rien n'autorise à supposer la génération spontanée.

Au vrai, à l'échelle des structures polymoléculaires qui est celle des virus, la question de la vie perd la plus grande partie de son sens. Si même les virus de petite taille se comportent indiscutablement comme des agents des maladies infectieuses, notion que depuis Pasteur nous associons à celle d'être animé, leur structure rudimentaire, leur équipement enzymatique réduit, leur composition relativement simple les rapprochent des composés courants de la chimie organique. D'autre part, le concept de vie est communément confondu dans notre esprit avec celui d'êtres vivants, d'individus appartenant à une espèce zoologique ou botanique définie. En pensant à la vie, nous évoquons, consciemment ou non, un ensemble de fonctions distinctes et apparemment indissociables : activité, motricité, assimilation, respiration, croissance, reproduction, etc. Il est pourtant évident que certaines de ces fonctions ne résistent pas à l'analyse, en ce sens que la vie peut exister sans elle, telle la motricité qui manque chez la plupart des végétaux, la respiration, l'assimilation qui peuvent chez les êtres inférieurs être complètement suspendues pendant de longs mois.

Si l'on descend l'échelle des êtres organisés, on voit se réduire progressivement le nombre des fonctions indispensables à la vie, finalement limitée aux propriétés essentielles de la matière organique, doués de continuité génétique, dont se compose chaque être à l'état vivant. la frontière entre la vie et la mort devient ainsi fixée non aux limites de l'individu, ni même à celle de la cellule, mais au fossé qui doit logiquement séparer la matière organique vivante autoreproductible de la matière organique inanimée. C'est ici qu'est le noeud du problème en ce qui concerne les virus, celui par lequel ces agents infectieux se montrent parfois si proche des gènes, support matériel de l'hérédité groupés dans les chromosomes et qui comme les virus sont liés étroitement au fonctionnement de la cellule et à sa reproduction.

Vivants ou inanimés, les virus seraient donc à la fois l'un et l'autre, ou plus exactement ils seraient successivement l'un et l'autre, car il importe de souligner que leur autoreproduction avec continuité génétique ne se manifeste qu'au sein des cellules vivantes. Hors de la cellule le virus ne se distingue en rien d'un quelconque composé organique ; il ne se reproduit jamais. Dans la cellule, il ne se reproduit qu'autant que celle-ci est encore capable de synthèses. Nous avons vu que la multiplication des virus exige leur intégration au métabolisme de la cellule, cette dernière reproduisant le virus plus que le virus ne se reproduit lui-même. De telle sorte que le processus pathologique, qui dans la cellule aboutira à la réplication du virus, autant que l'oeuvre du virus l'oeuvre de la cellule elle-même. Car la différence essentielle entre le virus et la cellule repose sur le fait que cette dernière, possédant à la fois les deux acides nucléiques, ADN et ARN, indispensables au cycle de Lipmann qui permet la synthèse de la matière organique à partir des éléments et des composés inorganiques, peut assurer elle-même sa croissance et sa reproduction, alors que le virus, ne possédant qu'un seul acide nucléique, en est incapable et qu'il est par là condamné à dépendre de l'équipement enzymatique et du potentiel de synthèse d'une cellule vivante.

Mais ce faisant, rien ne prouve et rien n'indique que les virus ne soient pas d'origine exogène, c'est-à-dire que tout en perdant hors de la cellule les attributs de la matière animée, ils ne cessent pas d'être des agents infectieux bien que ne possédant pas, par eux-mêmes et de façon autonome, les fonctions de la vie.

Différents, enfin, par leur spécificité antigénique, des organites de la cellule, les virus constituent de fait une classe à part.

Résumons-nous : les virus ne sont pas des organismes complets, ils ne sont pas davantage de simples macromolécules autoreproductibles ; les virus ne sont pas des organites aberrants ni des constituants dégénérés de la cellule. Ils ont une complexité de structure, une spécificité antigénique qui leur est propre, une continuité génétique : ils se reproduisent, mais ne peuvent le faire de façon autonome sans l'intervention d'une cellule vivante. Les virus ne peuvent être rattachés à aucun autre système biologique : ils sont virus et c'est tout.

Introduction à la dialectique de la nature

Robert Paris — 2011-01-11T06:14:29Z

....... DE l'UNIVERS AU SYSTEME NERVEUX ......

Mots-clefs :

dialectique –
discontinuité –
physique quantique – relativité –
chaos déterministe –
non-linéarité –
émergence –
inhibition –
boucle de rétroaction –
contradictions –
crise –
transition de phase –
auto-organisation – vide -
Blanqui -
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Trotsky –
Prigogine -
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L'ABC de la dialectique

Des sauts qualitatifs dans la nature ?

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« Ce qui se meut, c'est la contradiction. (...) C'est uniquement parce que le concret se suicide qu'il est ce qui se meut. »
G.W.F Hegel
dans sa préface à la « Phénoménologie de l'esprit »

« Grâce à l'impulsion puissante donnée à la pensée par la révolution française, Hegel a anticipé en philosophie le mouvement général de la science. Mais précisément parce qu'il s'agissait d'une géniale anticipation, elle a pris chez Hegel un caractère idéaliste. Hegel opérait sur des ombres idéologiques, comme si elles étaient la réalité suprême. Marx a montré que le mouvement des ombres idéologiques ne fait que refléter le mouvement des corps matériels. «
Léon Trotsky
dans « Défense du marxisme »

Engels écrivait dans l'« Anti-Dühring » : « La nature est le banc d'essai de la dialectique et nous devons dire à l'honneur de la science moderne de la nature qu'elle a fourni pour ce banc d'essai une riche moisson de faits qui s'accroît tous les jours. » C'est ce mouvement sans cesse renouvelé, ce dialogue contradictoire permanent entre nature et philosophie, qui permet que la pensée sur le monde, à la fois matérialiste et dialectique, reste dynamique et proche de la réalité sans s'enliser dans une espèce de métaphysique. Lorsqu'à nouveau, la science fournit cette « riche moisson », il est nécessaire de recommencer à y plonger notre philosophie, c'est-à-dire d'enrichir la conception dialectique et matérialiste d'exemples tirés des sciences contemporaines pour en tirer de nouvelles analyses. Qu'y a-t-il de fondamentalement nouveau en sciences, peut se demander le lecteur assidu des revues scientifiques qui constate bien des progrès mais peu d'idées vraiment nouvelles par leur contenu fondamental, peu de nouvelles conceptions philosophiques. Nous allons tenter de montrer que les représentations novatrices sont bel et bien là, même si les revues donnent plus volontiers la place au caractère technique des découvertes qu'au changement conceptuel qu'elles représentent.

La littérature spécialisée en philo/sciences a surtout choisi de retenir au plan philosophique que la physique quantique et la relativité semblaient indiquer une limite à l'Homme dans sa capacité de connaître le monde. On a même parlé d'indéterminisme à ce propos. Avec le quanta, la connaissance sur la matière/lumière avait soi-disant atteint une frontière. On ne pouvait descendre en dessous de cette limite dans notre connaissance. Mais ce n'est pas ainsi que la physique quantique parle : elle affirme que la nature ne descend pas en dessous du quanta en termes d'objet, de mouvement, d'interaction, de précision. Et aussi que les quantités ne peuvent être que des multiples d'un quanta, donc des nombres entiers. Ce n'est pas la même chose du tout. Mais ceci ne concerne que la matière/lumière. Reste la question : le vide contient-il des éléments qui descendent en dessous du quanta ? En effet, on a découvert la structure du vide et cela change fondamentalement nos idées en la … matière. Le vide n'est plus l'opposé de la matière et de la lumière mais une matière fugitive, dite virtuelle, qui fait le lien entre matière et lumière, qui explique l'existence même de la matière, de sa durabilité. C'est le vide qui produit la lumière et la matière, sous leurs diverses formes. Du coup, le monde de la matière n'est plus limité par les inégalités d'Heisenberg, ces fameuses limitations dues aux quanta. Dans le vide, il existe une « matière » qui descend d'un niveau d'organisation en dessous, et même plusieurs sortes de matière qui descendent de plusieurs niveaux d'organisation, puisque qu'existe le virtuel de virtuel, etc… Le vide se matérialise donc. Et nous verrons, inversement, que la matière se bâtit à partir du vide. Enfin, le passé pénètre le présent. On savait qu'on allait vers le passé en portant notre regard dans les étoiles et galaxies lointaines. On sait maintenant qu'en entrant dans les échelles inférieures, on va également vers le passé. Dans le vide, en l'absence de matière, il n'y a même plus de directivité du temps. Passé et présent, matière et vide sont donc interpénétrés à l'infini. La flèche du temps est bien un phénomène émergent issu d'un grand nombre d'interactions de la matière et du vide. La matière est issue du vide mais, en même temps, elle en est la négation. De même que le vide est la négation du virtuel de virtuel.

Cette interpénétration des contraires et cette émergence des structures issues de leurs interactions, on les retrouve ici comme on les a trouvés dans l'étude de la vie et de la mort, dans le combat permanent des gènes et des protéines de la vie et de celles de la mort. Nos images de la matière et de la vie, et même de l'homme, sont profondément changées. Notre philosophie aurait également besoin de l'être, mais ce n'est pas dans ce domaine que les idées avancent le plus vite, la société restant, à juste titre, craintive des effets qu'une philosophie du changement pourrait produire. En ce sens, il ne faut pas attendre des seuls progrès des sciences un changement des mentalités. A ce niveau aussi, ce sont les contradictions qui progressent et non le progrès qui augmente harmonieusement dans tous les domaines (science, technique, société, idéologie). L'ordre social dominant a besoin d'une philosophie de l'ordre. Ce n'est pas pour satisfaire à un point de vue sur les sciences et la nature mais pour défendre sa position dirigeante menacée par d'autres contradictions. Le maintien de l'oppression sur des milliards d'individus sur la planète nécessite une idéologie de la fatalité, de la passivité, le mythe d'un pouvoir supérieur s'imposant aux hommes et justifiant les souffrances de ceux-ci. Si l'étude des sciences est une arme pour ceux qui veulent construire une pensée révolutionnaire, elle ne peut suppléer aux idées révolutionnaires ni à la révolution sociale elle-même. Il ne s'agir pas de demander aux scientifiques, aux économistes, aux historiens, ni aux philosophes de devenir des révolutionnaires. La plupart ne le veulent pas et ce n'est pas étonnant. Par contre, nous réaffirmons la nécessité, pour ceux qui veulent comprendre le monde afin de le changer, d'appréhender la philosophie du changement, la dialectique. Les résultats récents des sciences peuvent, pour cela, être d'une aide fondamentale. Un rapide tour d'horizon de ces changements conceptuels réalisé dans ce chapitre sera suivi d'un examen domaine par domaine.

On a bien remarqué un progrès régulier des sciences et plus encore des techniques mais de là à parler de nouvelles découvertes fondamentales. Quelles sont ces innovations conceptuelles de la deuxième moitié du 20e siècle qui auraient marqué le développement des sciences, au point de mériter le terme de révolution scientifique et de nous amener à devoir modifier notre pensée sur le monde ?

– L'univers est entré dans l'Histoire [1]. Particules, rayonnement, matière inerte et vivante ou société humaine sont des produits pleinement historiques. C'est une révolution conceptuelle semblable, pour la matière, à celle de la théorie de Darwin de l'évolution, pour les espèces. Il y a désormais une théorie de l'évolution de la matière qui emploie des notions « historiques » : celle d'événement, de tournant de l'histoire, de transformation historique dans laquelle rien ne sera plus jamais comme avant. La matière est devenue phénomène historique grâce à divers développements : étude de l'instabilité de la matière (radioactivité, particules fugitives, ...), étude de l'histoire de l'univers, formation des particules et des divers éléments chimiques au différents stades (de l'étoile, des supernovae, des étoiles à neutron, évolution historique des galaxies, étapes de la formation de l'univers) [2]. Les particules sont le produit d'une histoire passée par plusieurs étapes qui ont été des transitions de phase, c'est-à-dire des changements qualitatifs et rupture de symétrie aux divers changements de phases des étapes historiques de la matière. Les éléments chimiques sont le produit de l'évolution historique des étoiles. Multiples liens de la microphysique à l'astrophysique (étude des rayonnements gamma, des neutrinos, etc...). Pendant que l'astrophysique résout la question de l'origine des diverses sortes d'atomes, la physique nucléaire réalise la transmutation entre ces divers éléments, la radioactivité dévoile l'instabilité profonde de la matière. Big Bang ou pas, nous savons maintenant que matière et rayonnement n'ont pas toujours existé tels que nous les connaissons. Il en va de même pour la terre, pour les océans, pour les roches ou pour la vie. Aucune galaxie, aucune étoile, aucune particule, aucune espèce vivante n'est immortelle. La vie a connu de grands sauts comme le passage de la vie sans oxygène à la vie fondée sur l'oxygène, de la vie unicellulaire à la vie pluricellulaire, et les grandes explosions de diversité comme celles d'Ediacara et Burgess.

– L'étude de la matière dans ses états instables a commencé à livrer ses secrets : découverte des systèmes dissipatifs qui peuvent mener à un ordre fondé sur le désordre [3], développement de la physique non-linéaire dans laquelle il y a création spontanée de nouveauté. Le chaos déterministe donne des exemples de dynamiques obéissant à des lois malgré une apparence de développement semblable au hasard. Les passages de l'ordre au désordre et inversement sont concevables dans une même physique. On étudie des états de relation molle de la matière (savons, flocons, état granulaire, relations lâches des macromolécules de la vie, ...) et des états concentrés ou très cohérents (plasmas, supraconductivité, superfluidité). L'image des structures possibles de la matière en est changée. Le possible devient tout autre que les anciens « trois états » (gaz, liquide, solide) qui n'étaient étudiés qu'à l'équilibre.

– Nouvelle physique des transitions de phase [4] ou états critiques [5] . Une théorie des sauts dans la nature est maintenant développée : la renormalisation, qui apparaissait d'abord comme une astuce de calcul, révèle la structure du réel. Elle est fondée sur une symétrie brisée, dans laquelle la contradiction est tantôt apparente et tantôt cachée.

– Renoncement complet à l'ancienne métaphysique de la force [6] et de l'objet fixe, immuable [7], immobile, insécable et son remplacement par les notions d'interaction et de symétrie (changement de phase correspondant à une symétrie brisée). Multiplication du nombre des états de la matière (flocon, grain, matière molle, plasma, supra, etc) avec à chaque fois des transitions de phase c'est-à-dire des sauts qualitatifs. Remplacement de la notion de position et de trajectoire par celle de probabilité en microphysique.

– Nouvelle description de la matière et du rayonnement. Elle rompt avec le renoncement à toute description qui caractérisait l'ancienne physique quantique. L'élémentarité est celle de l'action et pas de la masse de la particule. Le réel étudié est l'interaction [8] et pas l'objet. Explosion de la notion d'élémentarité des particules [9] sous plusieurs coups qui sont de grandes découvertes : structure du noyau de l'atome et du proton, habillage de l'électron par le « nuage de polarisation », découverte de l'énergie du vide qui pénètre la matière et est pénétré par elle, caractère fractal (série d'interaction à divers niveaux emboîtés) des interactions entre particules de matière et de rayonnement. Renoncement à la notion de séparabilité entre la particule et le milieu et entre deux particules qui interagissent.

– Découverte de la base de la matière et du rayonnement dans ... le vide quantique [10]. Le vide n'est pas dépourvu d'énergie, il est instable et ses fluctuations [11] sont fondées sur des couples de particules et d'antiparticules éphémères. La particule interagit avec le vide qui modifie son mouvement et sa structure (écrantage de l'électron et anti-écrantage du gluon). Développement de la notion d'antimatière qui baigne tout, le vide, les interactions et les particules « élémentaires » elles-mêmes. Réactions matière/antimatière [12], création et annihilation de particules et d'antiparticules, mettent en évidence non seulement l'unité profonde de la matière et du rayonnement mais montrent aussi que le rayonnement est une synthèse des contraires : matière et antimatière. Le vide pourrait donner une description en termes réels de la matière et du rayonnement, permettant à la physique quantique de résoudre ses paradoxes. [13] Auquel cas, on arriverait à la situation paradoxale suivante : les « objets » réels seraient les particules et photons dits virtuels [14] du vide et notre univers (matière et lumière) ne serait qu'une structuration de ce vide, c'est-à-dire une interaction entre structure et désordre au sein d'une soupe originelle instable (le vide quantique). Ce serait encore un système qui se structure parce qu'il est situé loin de l'équilibre. Cela expliquerait que l'univers matériel se soit structuré, ait gagné sans cesse en ordre. Cela mènerait à un dépassement complet des paradoxes de la physique quantique et en particulier au renoncement à imager le réel, c'est-à-dire à produire un texte qui décrive l'histoire, ce qui s'est passé dans le phénomène. [15]

– Une nouvelle thermodynamique [16] étudie les états hors équilibre et qui dissipent de l'énergie. Elle démontre qu'ils n'obéissent plus à la deuxième loi de la thermodynamique (augmentation de l'entropie, c'est-à-dire du désordre). L'évolution qu'on croyait inévitable vers la perte de qualité de l'ordre n'est plus réalisée que globalement. Cette découverte ouvre une porte dans le mur qui séparait matière inerte et matière vivante et qui sépare matière et ... vide. D'où un nouveau domaine d'étude : celui des structures auto-organisées (domaine qui touche à tous les secteurs des sciences).

– Les structures fractales, développées notamment par Mandelbrot, sont découvertes dans de multiples domaines qu'on retrouve dans les transitions de phase (entre deux états de la matière), dans les états feuilletés, dans les trajectoires des systèmes chaotiques (attracteur étrange [17]), dans de nombreuses formes naturelles (arborescences, côtes maritimes, poumons, neurones, etc) et qui donnent une nouvelle image du réel qui n'est plus linéaire, lisse, continu et sans aspérité. L'image de la matière n'est plus celle de la particule-boule ou de la surface d'eau plane.

– Vérification expérimentale de l'unité matière/énergie (unité qui n'empêche pas le maintien de la contradiction puisque la matière structure, sépare, mobilise et donc paralyse l'énergie). Développement des nouvelles technologies permettant de pénétrer de plus en plus profond la matière (microscope laser, à effet tunnel, accélérateurs de particules, etc...). La matière la plus infime et la plus fugitive devient objet d'expériences. Multiplication des techniques utilisant les ordinateurs pour simuler des évolutions dynamiques ou construire des images virtuelles. Elles convertissent sans cesse l'un dans l'autre matière et énergie dans les collisions de particules à hautes énergies comme dans les centrales nucléaires. Le processus d'échange entre matière et énergie dans les étoiles devient à la portée de l'expérience humaine.

– Révolution de la génétique. L'ADN n'est plus le seul élément central du vivant. L'action pathogène des prions le montre notamment. Les protéines se révèlent également porteuses d'hérédité. Elles sont chargées de réguler le fonctionnement et notamment servent à trier les molécules produites et donc la nouveauté (protéines HSP). Elles sont l'élément dynamique du mécanisme puisque leur action provoque, catalyse ou inhibe l'action des gênes, incapables de démarrer et de s'arrêter seuls. L'action d'un gène est fondée sur l'inhibition de l'inhibiteur. Les interactions gènes/protéines via l'ARN régulent la dynamique fondée sur des rétroactions auto-organisées. Du coup, on sait déjà que le décryptage du génome ne suffira pas du tout à expliciter le mécanisme génétique qui est dynamique.

– Développement de l'étude de l'apoptose ou suicide cellulaire qui permet à la matière vivante de s'auto-organiser, de sélectionner, de communiquer et de construire des grandes structures comme la physiologie du corps, choisir le sexe, etc... Au sein de la cellule « vivante », la vie est en permanence en lutte avec la mort selon un ballet impressionnant de divers gènes et protéines.
La biologie moléculaire donne la base physico-chimique du fonctionnement du vivant avec la découverte des messages inter-cellulaires (hormones, neurotransmetteurs, influx électrique).

– Découverte du mécanisme d'action des gênes : par inhibition de l'inhibition et utilisation de ce mécanisme pour de nombreuses thérapies, cancers, réparation de la moelle épinière.. Il n'y a pas de pilote du mécanisme génétique, pas plus de la réplication que de la multiplication ou de la régulation. Il n'y a pas de plan préétabli. Ce sont les hasards des messages et des échanges moléculaires qui établissent le fonctionnement. La génétique n'est pas fondée sur la fixité car le changement existe à tous les niveaux (gênes sauteurs, modifications de la réplication, virus, etc ...) Stress climatique ou chimique entraînant une levée des protections génétiques sur des protéines non voulues. Une nouvelle image naît concernant l'évolution : notre structure génétique permet de produire d'autres molécules que celles de notre espèce et elles sont détruites en temps normal, sauf situation exceptionnelle...

– L'embryologie est devenue une science et, en particulier, avec la découverte du fonctionnement des gênes homéotiques, elle donne le mécanisme de construction de l'être vivant par segments entiers et dévoile la profonde unité du vivant car les gênes homéotiques d'une espèce sont reconnus par une autre espèce et actifs sur elle. Un gène maître de l'oeil de fourmi inoculé dans une souris fonctionne et donne un nouvel oeil de souris. [18]

– Découverte de la biologie du cerveau. L'image d'un cerveau dont la structure est préprogrammée est remplacée par celle d'un centre nerveux qui s'auto-structure via des destructions massives de neurones. Démonstration du lien entre chimie du corps et du cerveau, entre chimie des neurotransmetteurs et transmission nerveuse, entre transmission nerveuse et émotions, entre émotions et pensée. Un ensemble de recherches qui rompt la séparation que l'on établissait entre corps et esprit. La base de la pensée n'est ni un neurone, ni une zone ni un message mais une auto-structuration des boucles de rétroaction entre neurones. Découverte du caractère non-linéaire des évolutions mentales et de la biologie du cerveau, non-linéarité qui permet la construction de structures des interactions. Le cerveau est le régime le plus instable du corps humain : un peu de stabilité et c'est la crise d'épilepsie !
Etude des horloges biologiques qui rythment le vivant par leurs interactions. Ces horloges ne sont pas périodiques mais chaotiques et constituent des structures interactives. Notamment étude du cœur et du cerveau.

– Découverte des équilibres « ponctués » [19] en théorie de l'évolution (notamment par Stephen Jay Gould). De longue phases d'équilibres sont ponctuées (épisode relativement court) de phases de changement radical. L'évolution est spontanée, non guidée, non-linéaire, imprédictible et sans objectif. Le continu se mêle au discontinu, les évolutions progressives aux changements qualitatifs. Des adaptations se mêlent aux évolutions contingentes. La nature bricole en prenant un peu d'une époque et un peu d'une autre. Des millions d'années d'immobilité ou de changements faibles sont suivis de changements radicaux sur quelques centaines ou dizaines de millions d'années. Notamment étude des catastrophes, des disparitions massives qui ouvrent de nouvelles perspectives à des espèces survivantes et à leur évolution.

– Nouvelle vision de l'évolution de l'homme fondée sur la notion de retardement de l'horloge d'un chimpanzé (néoténie). Les horloges biologiques sont de mieux en mieux connues. Leur modification a une action directe sur le développement donc sur l'action des gènes homéotiques qui produisent la physiologie. Il n'y a pas eu un mais plusieurs sauts dans les révolutions de l'hominisation. Il n'y a pas un critère mais plusieurs des changements brutaux menant à l'homme actuel. Il n'y a pas de séparation spéciale entre l'homme et l'animal spécifiquement différente des séparations entre un animal et ses cousins dans l'évolution.

– La technologie transforme des théories en sciences. De nombreux domaines sont passés de la théorie, ou de la simple hypothèse, à la réalisation. C'est le cas en ce qui concerne le fonctionnement du vivant, de la génétique et de l'évolution. Développement exceptionnel des biotechnologies qui font de l'évolution une science puisque sont possibles des expériences de laboratoire. Des modifications génétiques deviennent possibles selon plusieurs schémas, permettant une nouvelle sélection artificielle du vivant et une lutte contre les maladies génétiques. En laboratoire, on peut observer des particules de matière mais aussi des grains éphémères, et même de l'anti-matière (anti-électron, anti-proton et même assemblage pour constituer un anti-monde). La simulation informatique et l'imagerie assistée par ordinateur permettent de donner une ampleur considérable et des moyens mathématiques aux « expériences de pensée ». On visualise par effet tunnel et informatique les particules, les molécules, les structures atomiques.

– La terre, son relief comme son climat comme sa vie ou son magnétisme sont des phénomènes historiques. Même le rayon terrestre semble être l'objet de phases d'expansion, l'écorce bouge, les roches naissent et meurent de même que les mers. La dynamique des climats (étude des interactions atmosphère/océans, étude des anticyclones polaires, dynamique chaotique du climat) donne aussi une image nouvelle, à la fois historique, instable, non-périodique, fondant des structures globalement stables pendant des périodes de longue durée. Le climat obéit à des lois qui convergent vers des systèmes climatiques mais c'est un système instable et sensible aux conditions initiales. La dynamique de la terre évolue également avec notamment la tectonique des plaques, la sismologie, la radioactivité du noyau terrestre, l'étude des autres planètes. Là aussi, on est de plus en plus loin de l'ancienne image d'une terre stable, immuable. Nouvelles études et conceptions également sur la stabilité du système solaire, un thème qui est premier dans les études scientifiques et qui continue d'offrir des nouveautés étonnantes. On découvre notamment de multiples systèmes solaires dans l'univers, de nombreuses planètes autour d'autres étoiles que le soleil qui répondent ainsi à de nombreux débats philosophiques du passé.

Et ne sont citées ici que certaines découvertes importantes de quelques domaines !

A ces découvertes se rattachent les travaux de scientifiques (liste non exclusive là aussi) :

– Feynman pour l'électrodynamique quantique

– Gell-Mann pour les quarks

– Schatzmann en astrophysique

– Prigogine pour les systèmes dissipatifs capables de s'auto-structurer

– Lévy-Leblond en physique quantique

– Diner sur la physique quantique, la non-linéarité et sur le vide

– Ameisen pour l'apoptose des cellules et la défense de l'immunité du vivant

– Gehring pour les gênes homéotiques

– Changeux et Edelman pour la biologie du cerveau

– Atlan en biologie

– Gould pour la théorie de l'évolution et l'hominisation

– Chaline pour l'évolution de l'homme

– Schatzmann pour l'astrophysique

– Lorentz pour la dynamique du climat

– Laskar pour la stabilité du système solaire

– Wilson pour la renormalisation des lois physiques
etc, etc...

De ces recherches récentes, il ressort l'image d'une nature ayant un caractère historique, qui change lors d'événements, dans laquelle il n'y a pas de structure préétablie mais se constituant au fur et à mesure du développement historique de façon à la fois hasardeuse et obéissant à des lois.
A nouveau la science renverse des conceptions réputées pour acquises :

– Renoncement complet au point de vue fixiste, d'Aristote [20] à Newton [21], à la notion de matière élémentaire éternelle, immuable [22] et insécable. La physique n'est pas la mise en mouvement d'objets fixes et figés. La dynamique n'est pas une mise en mouvement d'objets fixes. Le temps n'est pas une succession linéaire d'instants ponctuels dont le déroulement serait prédéfini comme le serait l'espace. Le réel ne se déroule pas comme un film, comme une suite d'images fixes. Le paradoxe de Zénon [23] avait un sens : le mouvement ne peut être une succession infinie de fractions d'instants sans mouvement et sans modification de l'objet. De même, la vie n'est pas une succession d'instants morts. Le monde n'est pas fondé sur des propriétés ou des états diamétralement opposés car les opposés coexistent, se structurent. Les contraires s'assemblent, rendant momentanément transparente leur opposition. Désordre n'est plus antinomique de structure, ni instabilité antinomique de durabilité de structure, ni création antinomique de lois, ni déterministe antinomique de discontinuité [24].

– Plus de barrière infranchissable et absolue entre des domaines autrefois cloisonnés : entre l'astrophysique et la microphysique, entre thermodynamique du vivant et de l'inerte, entre interactions forte, faible et électromagnétique, entre masse et énergie, entre masse, espace et temps, entre corpuscule et onde, entre matière et vide, entre particule et rayonnement, entre physico-chimie et biologie, entre génétique et développement, entre développement de l'être vivant et évolution, entre biologie et fonctionnement du cerveau entre psychologie et physiologie, entre sentiments et intelligence, entre l'homme et l'animal [25], entre états de la matière [26], entre vivant et inerte [27], entre la vie et la mort [28].

– Pour les systèmes dissipatifs [29] (et donc non isolés), la deuxième loi de la thermodynamique imposant la voie vers l'accroissement du désordre. n'est plus une barrière infranchissable. Ils n'évoluent plus fatalement vers la perte de structure et peuvent même au contraire gagner en ordre. Il en résulte une dynamique non-linéaire dans laquelle la « sensibilité aux conditions initiales » entraîne un nouveau type de déterminisme et dans laquelle les lois n'entraînent pas nécessairement la prédictibilité Et également une nouvelle conception de la causalité. La ligne causale linéaire est remplacée par une arborescence vers le haut comme vers le bas. Les possibles peuvent être nombreux même s'il y a des lois. Le choc de deux particules peut donner plusieurs décompositions différentes. Il n'y a plus une seule évolution ni une trajectoire. La théorie du chaos déterministe (à la fois des lois et une apparence de désordre et de contingence) concerne de multiples domaines des sciences. L'apport essentiel est de concevoir une dynamique dans laquelle est intégrée une phase apparemment stable suivie d'une phase d'apparent désordre (multiples états possibles) et suivie enfin d'une nouvel état apparemment stable. Cette théorie est fondée d'une part sur des études du réel comme celui de circuits électriques chaotiques et d'autre part sur des études mathématiques comme celles de Feigenbaum qui permettent de visualiser comment un système peut connaître de courtes phases de désordre introduisant un nouvel ordre. Ces phases permettent à un système déterministe d'explorer de multiples états possibles.

– Suppression de la barrière formelle entre matière, rayonnement et énergie. [30] On croyait, jusqu'à récemment, à l'adage de Lavoisier selon lequel la matière ne disparaît ni n'apparaît jamais : « rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme. » On a commencé par le modifier en disant, avec Einstein, que c'est le couple matière-énergie qui se conserve. Il a pourtant fallu reconnaître que, dans des temps très courts, il y a dans le vide matérialisation et dématérialisation de l'énergie. Matière et énergie semblent deux phénomènes symétriques (donc qui s'opposent et se composent), nés en même temps en se séparant au sein du vide quantique (idée qui remplace la notion un peu enfantine d'explosion primitive, d'un grand « bang »).

– Renoncement à l'idée que la nature est fondée sur l'équilibre. La notion de système isolé à l'équilibre est purement théorique. La matière est l'objet de mouvements et de changements incessants [31]. Dans la matière inerte, les particules elles-mêmes sont l'objet de mouvements continuels : mouvement brownien des molécules, échange de grains de liaison entre particules (photons, gluons par exemple), changement d'états permanent de toutes les particules. L'électron, lui-même, qui est sujet en permanence à des absorptions ou à des émissions spontanées de photons, ne peut être conçu comme un objet indépendant en équilibre stable. Loin de chercher l'immuable et l'insécable, la physique est amenée à reconnaître que l'existence même d'un seul élément naturel qui serait stable et immuable n'est plus concevable. En effet, ses échanges avec le reste de l'univers seraient impossibles ou le feraient exploser. Même le vide est en instabilité permanente avec des fluctuations d'énergie et émergence puis disparition de couples particule/antiparticule. Dans le domaine du vivant, la vie c'est le déséquilibre. L'équilibre c'est la maladie ou la mort (déséquilibre permanent des messages de vie et de mort au sein de la cellule, message électrique trop stable provoquant dans le cœur une fibrillation ventriculaire et dans le cerveau une épilepsie).
La conception historique de la matière vivante comme inerte signifie qu'il n'y a rien d'immuable, que toute structure est née avec en son sein des contradictions et qu'elle mourra, qu'il y a des lois mais aussi du bricolage (faire du neuf avec du vieux). Il y a des événements : seuil à partir duquel de nouvelles lois apparaissent. Non pas des évolutions linéaires mais arborescentes [32] (forme buissonnante en avant comme en arrière).

– Renoncement à l'immuabilité des particules à leur caractère de masse compacte et à leur élémentarité, en contradiction avec les idées de Newton. Même pour le proton, il n'y a pas d'élémentarité car il est constitué de quarks agglomérés par la « colle » des gluons (que l'on est parvenu à mettre en évidence expérimentalement malgré leur incapacité à exister isolément). De plus, on a prouvé que la stabilité globale du proton est une dynamique entre divers états possibles assimilables aux diverses vibrations d'une note de musique. Ces états (ressemblants à des harmoniques) correspondent au nombre de couples particule/antiparticule qui entrent dans le proton. L'électron lui-même n'est sans doute pas élémentaire. Il n'est plus une particule isolée, séparée de son milieu puisqu'il est sans cesse entouré par un nuage de couples électron/positon. L'élémentarité n'est plus une thèse défendable car toutes les particules se décomposent en d'autres particules qui ne sont pas des parties des premières. Dans les interactions entre particules qu'on disait élémentaires, le nombre de particules n'est même pas conservé.

– Plus de réductionnisme de l'ADN. La vie n'est pas l'action d'une macromolécule immuable et agissant uniquement par ses propres propriétés internes. Renoncement à l'idée que l'ADN caractérise l'espèce, le matériel génétique étant entièrement propre à chaque espèce : la macromolécule comme les protéines ont des parties communes avec les autres êtres vivants. L'ADN est porteur de nombre de gènes désactivés qui permettraient, activés, de produire une autre espèce. Donc l'étude génétique met en valeur l'importance de la dynamique qui active les gènes : les protéines et gènes activateurs et inhibiteurs ainsi que catalyseurs. D'autre part, sont compatibles avec notre bagage génétique bien des molécules fonctionnant sur d'autres êtres vivants. Ainsi peuvent intervenir sur le développement d'un être humain non seulement des gênes homéotiques de souris mais aussi de fourmi et même de ... levure de boulanger ! Si cela ce n'est pas une révolution conceptuelle !

– Le vitalisme est définitivement anéanti [33] : plus question de chercher une qualité intrinsèque du vivant qui le distingue de l'inerte : ce sont des lois de la physico-chimie qui gouvernent tous les mécanismes de la vie, que ce soit ceux de la génétique ou du développement.
Renoncement à la notion de programme préétabli dans le vivant remplacée par celle de structure émergente [34]. Des systèmes aussi sophistiqués que le maillage du cerveau ou le système immunologique ont été explicités dans leur ensemble. Loin d'être fondés sur un plan dessiné à l'avance, ils sont fondés sur un mécanisme de construction au hasard du maximum possible suivant les cas de liaisons, d'anti-corps ou de cellules et ensuite par la suppression lors de la mise en fonction de ceux qui ne conviennent pas, ne sont pas connectés, ne se lient pas assez ou trop à nos molécules ou à nos bactéries. La vie ne produit pas le matériel moléculaire ou cellulaire nécessaire. Elle en produit des millions de fois plus, en sortes et en quantités, et elle élimine. Cela donne un rôle central aux procédures d'élimination qui dirigent la mise en place des structures. C'est une image totalement différente de celle que l'on avait du mécanisme du vivant.

– Renoncement à l'idée de progression linéaire du vivant et à la simplification du processus par la notion d'adaptation et de progrès dans la théorie de l'évolution [35], même si elle est encore diffusée par certains scientifiques. Il n'y a pas d'orientation de l'évolution vers le progrès et pas non plus d'évolution de l'homme guidée vers le gros cerveau. Plus question non plus de finalisme dans le vivant : pas de préméditation ni d'intention, pas de principe directeur, pas de sens de l'évolution, pas de progrès, etc... Toutes les expressions animistes décrivant les processus sont de simples facilités de langage du vulgarisateur.

– Renoncement à la séparation du corps et de l'esprit du fait de l'étude du développement du cerveau et du fonctionnement du réseau neuronal.

– Non seulement nous explorons les confins de notre univers mais nous commençons à concevoir d'autres univers-iles que le nôtre. Et nous commençons aussi à concevoir que d'autres univers de la matière existent (en dessous des dimensions en espace-temps et au dessus en énergie qui nous paraissaient des limites). C'est ainsi que les nouvelles sciences ont repoussé considérablement les frontières de l'univers. Nous apprenons ainsi qu'il nous reste 99% de l'énergie de notre univers à découvrir ... Des révolutions ont lieu ici aussi équivalente à la découverte de l'espace à l'aide de la lunette de Galilée et à la découverte des êtres vivants microscopiques.

Les oppositions diamétrales ont laissé place à une dynamique fondée sur des contradictions sans disjonction : à la fois continu et discontinu, à la fois stable et instable, à la fois au hasard et déterministe, à la fois structuré et désordonné, façonné à la fois par la vie et la mort... Le monde fondé sur une brique immuable était un idéal de la science passée qui est révolu. Aujourd'hui on sait que si une seule particule microscopique était immuable, son interaction avec le reste du monde le ferait exploser. Tout bouge, tout change, tout évolue, tout interagit, rien n'est isolé, stable ou immuable.

En somme des changements qui auraient eu toutes les raisons d'interpeller les philosophes comme tous ceux pour qui la compréhension du monde ne se découpe pas en tranches.
Pourtant les milieux intellectuels ne se sont pas saisis de cette nouveauté des sciences autant que l'on pouvait s'y attendre. Comme le remarque le physicien Etienne Klein dans « Conversation avec le sphinx », « On peut déplorer que la philosophie ne s'intéresse pas suffisamment à ses avancées (de la science) et perde du même coup le contact avec un pan entier de la connaissance contemporaine. L'indifférence mutuelle a créé un clivage. Beaucoup de scientifiques, et en particulier des physiciens, ne s'intéressent pas assez au discours métascientifique (...) comme si la science ne méritait pas d'être pensée finement et dans sa totalité. Les philosophes, eux, n'ont sans doute pas tous porté assez d'attention aux bouleversements de la science qui se sont produits sous leurs yeux, comme si un changement de point de vue sur la nature du réel pouvait rester sans écho dans leur discipline. »

Seuls certains scientifiques et philosophes, plutôt isolés, font exception comme le géologue et paléontologue Stephen Jay Gould, ou encore la philosophe Isabelle Stengers et le physicien Ilya Prigogine, qui ont reconnu dans les découvertes récentes les prémices d'une véritable révolution conceptuelle en sciences et en philosophie. Ces scientifiques considèrent en effet que c'est sur le plan conceptuel, sinon philosophique, que la science doit maintenant réaliser la révolution qui lui est nécessaire.

John Maddox affirme ainsi dans « Ce qu'il reste à découvrir », un ouvrage de sciences tourné vers l'avenir : « Tous les êtres vivants sont des aberrations au sens où ils ne se confortent pas à la seconde loi de la thermodynamique telle qu'elle s'applique aux systèmes isolés. (...) Pour des raisons pratiques autant que philosophiques, il nous faut mieux comprendre le rapport entre la production d'énergie solaire et la complexité de la biosphère terrestre. (...) Depuis des années Ilya Prigogine cherche un cadre philosophique susceptible de recevoir ces questions. »
Jean-Marc Lévy-Leblond confirme dans « Aux contraires » : « (...) chaos déterministe, inflation cosmique, champs de jauge, supercordes, etc (...) cette physique actuelle, celle qui se fait en direct et qui passe désormais, chaude encore, des laboratoires vers la grande presse, nous ne savons pas encore vraiment la penser. »

La science est donc en train de réaliser un nouveau bond en avant. Pourtant, la plupart des scientifiques constatent que leur science n'a fait évoluer que la technique mais pas la pensée. Etienne Klein l'exprime ainsi dans « Conversation avec le sphinx » : « La vision du monde perçu par les scientifiques a formidablement changé en quelques décennies, à un rythme inédit dans l'Histoire. Ces bouleversements ont-ils débordé du cadre strictement scientifique qui les a vu naître ? Pas vraiment. La science domine, certes, mais les idées sociales, politiques et économiques qui prévalent aujourd'hui ont presque toutes été façonnées, consciemment ou non, par une vision du monde fondée sur les résultats de la science du 19e siècle. »

Marc Richier dans « Le vide » [36] constate le fait mais pense que c'est un héritage du passé qui n'a pas d'explication dans la société actuelle : « Si les philosophes sont, en général, ignorants en matière de physique, les physiciens sont, en général, ignorant en matière de philosophie. Situation en partie désastreuse certes, que nous héritons du 19ème siècle, pour laquelle il n'y a pas d' ''explication''. »
Dans « Entre le temps et l'éternité », Prigogine rappelle en effet que « l'histoire de la physique ne se réduit pas à celle du développement de formalismes et d'expérimentations, mais est inséparable de ce que l'on appelle actuellement des jugements « idéologiques ». »

Cornélius Castoriadis (cité dans « Sciences et dialectique de la nature ») déclarait pour sa part dans un colloque scientifique et philosophique que « Pour penser l'auto-organisation de la matière, il n'est d'autre recours que de faire de la philosophie. Il faut oser le dire et cesser de céder aux misérables chantages scientistes et positivistes. »

N'est-ce pas une préoccupation qui rejoint celle de Hegel qui affirmait dans son « Encyclopédie des sciences philosophiques » : « Non seulement la philosophie ne peut être qu'en accord avec l'expérience naturelle, mais la naissance et la formation de la science philosophique ont la physique empirique pour présupposition et condition. »

Est-il artificiel de mêler science et philosophie ? Est-ce nécessairement faire oeuvre de croyance de type religieux ? Certainement pas. D'ailleurs les questions philosophiques posées par la connaissance de la nature ne se ramènent pas du tout à la recherche d'un maître du monde ni à celle d'un domaine qui soit mystérieux et magique !

Les questions que posent les sciences sont également des questions philosophiques :

Quelle histoire a produit la matière et le rayonnement ?
L'ADN est-il vivant ou inerte ?
Les constantes : la vitesse de la lumière c et le quantum d'action h viennent-elles d'une réalité plus fondamentale ?
Le message électrique cérébral est-il structuré ou non ?
Le temps est-il continu ou discontinu ?
Le système solaire est-il stable ?
Sommes-nous le seul univers ou le « Big Bang » est-il un univers parmi d'autres ?
Qu'est-ce qui fait la particularité de l'homme ?
Quelle est la part du hasard dans la matière, dans la vie et dans l'homme ?
La matière est-elle divisible ou non divisible en parties ?
Le monde obéit-il à des lois ? Sont-elles mathématiques ?
Le monde est-il rationnel ? Et le rationnel est-il réel ?
L'esprit et le corps appartiennent–ils à deux domaines différents ?
La matière, l'espace et le temps sont-ils naturels ou produits de, nos sensations ?
Comment concilier les lois de la matière et le « libre arbitre » ou la conscience humaine ?
Quelles relations entre matière et mouvement, entre matière et vide ?
etc, etc ....

Ces questions posent des problèmes qui ne ressortent pas seulement de l'observation ou de l'expérience et ces derniers eux-mêmes nécessitent des conceptions nouvelles, c'est-à-dire un travail de la pensée philosophique : les concepts adoptés sont-ils les bons, quelle méthode pour appréhender mieux le réel, etc ...

[1] « Loin de l'équilibre, on observe une très grande variété de situations et une succession de bifurcations qui donnent à la matière un aspect historique » souligne Ilya Prigogine (dans « La complexité, vertiges et promesses » de Réda Benkirane), qui remarque que ces situations « loin de l'équilibre » sont surtout loin d'être des exceptions.

[2] D'abord le vide constitué de couples particules/antiparticules fugitives puis quarks et gluons puis électron, photons et neutrinos puis neutrons puis protons puis l'hydrogène puis l'hélium puis les étoiles et les galaxies puis les atomes légers puis les supernovae et les atomes lourds puis les molécules, les macromolécules, puis la vie. Chaque étape est un saut qualitatif représentant une transition de phase.

[3] L'ordre maximal semble le vide, niveau le plus bas d'énergie et pourtant celui-ci s'avère parcouru de fluctuations désordonnées d'énergie car il y a moins que l'énergie nulle : l'énergie négative. Un autre ordre semble celui d'un gaz parvenu à stabiliser sa température et sa pression dans un volume fixe. Pourtant, on constate que, sans même d'apport extérieur d'énergie, il est l'objet d'une agitation permanente des molécules, appelée le mouvement brownien. Le désordre moléculaire d'un liquide en ébullition suscite des mouvements de convection et un ordre (cellules de Bénard). Dans une surface d'eau d'une zone sans vent, l'apparence ordonnée lisse et stable est le produit d'un désordre constitué de molécules qui s'échappent sans cesse de la surface et d'autres qui retombent de l'air dans l'eau. L'ordre global du nuage (curiosité de la nature dans laquelle des tonnes d'eau parviennent à se maintenir en l'air), globalement stable, est issu d'un mouvement permanent de molécules d'eau qui chauffent, vaporisent, montent, refroidissent et retombent.

[4] Si autrefois la principale transition de phase que l'on connaissait était celle de états de l'eau, solide, liquide, gazeux, aujourd'hui il en va tout autrement. On a également dépassé le cas, simple, de l'aimantation ferro-magnétique. Ce phénomène de discontinuité, rupture de symétrie à un seuil à partir duquel un phénomène collectif entraîne un changement qualitatif des propriétés est bien plus général à la matière. A toutes les échelles, nous connaissons des transitions de phase de la matière.

[5] « Un aspect encore, qui a beaucoup intéressé les physiciens, est le cas des transitions de phase, dites transitions du deuxième ordre, dans lesquelles on ne peut plus séparer les différentes échelles » déclare Bernard Derrida (dans « La complexité, vertiges et promesses » de Réda Benkirane) qui cite le cas d'un mélange liquide-gaz dans une ampoule dont on augmente la température et qui, à un seuil de température, présente le phénomène d'opalescence critique.

[6] Newton faisait appel à des forces mais il ne prétendait pas savoir ce qu'elles étaient en fait. C'est son fameux « je ne fais pas semblant de savoir. » Les physiciens contemporains parlent plutôt d'interaction. En électromagnétisme, la notion de force est remplacée par l'échange de photons. Force à distance et relativité sont incompatibles.

[7] « Aucun système quantique, de la particule au champ, n'est figé. Dans son état de plus grande immobilité réalisable (...) une activité irréductible s'exprime par des fluctuations spontanées et chaotiques du vide. » (Edgard Gunzig dans « Le vide »)

[8] « Le plus petit élément constitutif du réel n'est pas une chose, c'est un rapport, une relation, une interaction (le quantum d'action) » rappelle Cohen-Tannoudji dans « L'horizon des particules ».

[9] Déjà en 1961, Louis de Broglie notait dans « Introduction à la nouvelle physique des particules » : « Il semble bien, en effet, qu'on ne peut donner aucune définition univoque du corpuscule élémentaire, et que, par suite, il vaut sans doute mieux ne pas introduire cette expression en Physique quantique. »

[10] « Le problème de la structure du vide peut être considéré comme le problème central de la physique d'aujourd'hui. » déclare Daniel Parrochia (cité par D. Finkelstein dans « théorie du vide »).

[11] « Les fluctuations du vide apparaissent ici dans un nouveau rôle, elles habillent la particule nue, comme si celle-ci était entourée par un nuage de particules virtuelles lui conférant les propriétés de masse et de charge que nous mesurons expérimentalement. (...) Comme si l'électron physique, expérimental, s'expliquait par le fait que le mouvement de l'électron nu doit se frayer un chemin à travers ce milieu soudain quasi matériel qu'est désormais le vide. » (Edgard Gunzig et Isabelle Stengers dans « Le vide »)

[12] Chaque particule chargée (fermion) possède une anti-particule identique sauf pour la charge électrique qui est de signe opposé. Lors du choc entre particule et anti-particule, les deux disparaissent pour se transformer en rayonnement. Inversement, lors des chocs entre particules, l'énergie du choc est transformée en couples de particules/antiparticules qui disparaissent ensuite en se transformant à nouveau en rayonnement.

[13] Comme le dit Edgar Gunzig dans « le vide », « le vide quantique pourrait-il se substituer à la raison mathématique. » (Jusqu'ici la physique quantique n'a vu d'autre réalité dans le monde que dans des équations et matrices.)

[14] « L'analyse mathématique en termes de perturbation peut, comme nous l'ont appris des diagrammes de Richard Feynman, être transcrits sur un mode imagé. C'est alors qu'interviennent les particules virtuelles qui assument la transformation de modes de vibration d'un champ à l'autre Une particule virtuelle a certes les mêmes propriétés (charge électrique, spin, ...) qu'une particule réelle, mais elle n'est pas contrainte par les relations relativistes entre masse, impulsion et énergie qui définissent l'existence physique d'une particule réelle. » (Edgard Gunzig et Isabelle Stengers dans « Le vide »). Le physicien quantique Jean-Marc Lévy-Leblond parle de « dialectique du réel et du fictif » en affirmant dans « Aux contraires » : « Il est convenu dans le jargon professionnel courant d'y parler de quantons « virtuels » opposés, bien entendu, aux quantons réels. Nous allons être conduits à révoquer en doute cette opposition. »

[15] « Une nouvelle approche de la théorie quantique a fait l'objet de nombreux travaux récents et vise précisément à produire un cadre dans lequel, sous des conditions convenables, l'on peut assigner des probabilités à des histoires. » (Chris Isham dans « Le vide »)

[16] « Le vivant fonctionne loin de l'équilibre, dans un domaine où les processus producteurs d'entropie, des processus qui dissipent l'énergie, jouent un rôle constructif, sont source d'ordre. » remarque Ilya Prigogine dans « La nouvelle alliance ».

[17] « La véritable signature du chaos (déterministe) est l'attracteur étrange » rappelle le spécialiste des rythmes chaotiques, Yves Pomeau, (dans « La complexité, vertiges et promesses » de Réda Benkirane). L'attracteur d'une transformation dynamique est l'ensemble des positions et paramètres vers lequel un système peut converger. Il est « étrange » lorsqu'il présente une structure feuilletée dans laquelle on repasse régulièrement tout près d'un point quelconque mais sans y repasser exactement. Cela figure une propriété caractéristique du chaos déterministe : la sensibilité aux conditions initiales selon laquelle une petite variation initiale sera amplifiée sur le long terme.

[18] Walter Gehring faisait l'expérience (exposée dans « La drosophile aux yeux rouges ») : inoculer un gène maître d'œil de souris à une mouche drosophile. Le résultat était la production d'un œil de drosophile. Cela prouvait que le matériel génétique d'un mammifère fonctionne sur une mouche !
François Jacob donne le fond de l'explication : ne plus considérer chaque gène comme un individu mais comme un élément d'une structure globale des gènes et des protéines : « On voit les changements apportés dans la manière de considérer l'évolution biochimique. Tant que chaque gène, donc chaque protéine, était regardé comme un objet unique, résultat d'une séquence unique de nucléotides ou d'acides aminés, chacun d'eux ne pouvait se former que par une création nouvelle, de toute évidence hautement improbable. »

[19] « C'est pour montrer que ces transitions d'une espèce à une autre reflètent avec précision les œuvres de l'évolution et qu'elles ne résultent en rien des lacunes des collections de fossiles que nous avons développé, Niles Eldredge et moi-même, la théorie de l'équilibre ponctué. » Stephen Jay Gould dans « Aux racines du temps ».

[20] « Pour Aristote, la nature est une activité adéquate à une fin » dit Hegel dans sa Préface à « La phénoménologie de l'esprit ». Eh oui, bien des gens croient encore que les plumes, c'est pour voler, les jambes c'est pour marcher et le cerveau c'est pour penser. Et on continue à questionner le zèbre : les rayures c'est POUR quoi ? La réponse de la science n'est pas de donner un but mais un fonctionnement du vivant. Par exemple en disant que le zèbre est un cheval noir, les bandes blanches correspondant à des inhibitions de couleur, comme pour la ventre de la plupart des animaux. « Aristote fut pendant longtemps responsable d'une autre grave méprise. Il avait admis que l'état de repos d'un corps – celui qu'il conserve lorsqu'aucune influence ne s'exerce sur lui – est l'arrêt. S'il bouge, c'est qu'il subit une force. » rappelle Albert Jacquard dans « La légende de la vie ».

[21] Newton dans « Principia » : « l'espace absolu, sans relation avec les choses externes, demeure toujours similaire et immobile. (...) Des particules solides, compactes, dures et impénétrables »
« Est sans doute définitivement écartée l'idée que l'espace est physiquement vide » et il rajoute que « le vide n'est ni homogène ni isotrope » (Einstein dans « l'éther et la théorie de la relativité ») et « Les corps empiriquement donnés ne sont pas rigides » (Einstein dans Méthodes de la physique : la théorie et l'expérience »)

[22] Avec la découverte des quanta, quantité d'action élémentaire, il n'est plus possible pour une particule ayant une énergie non nulle d'avoir une durée de vie infinie car son action (énergie multipliée par durée de vie) le serait également. Malcolm H. Mac Gregor écrit ainsi : « aucune combinaison de charges électriques et magnétiques n'est stable. » (dans « L'électron énigmatique »). L'apparente stabilité globale des particules chargées (fermions) provient du fait qu'elles passent par des états qu'elles parcourent successivement, en boucle.

[23] « Dire qu'un corps est en mouvement – à la fois est et n'est pas en un même instant dans un même lieu -, c'est énoncer une contradiction formelle. L'éliminer en soutenant que le corps en mouvement n'est en un même instant qu'en un même lieu, c'est rendre le mouvement impensable et par là tomber dans une contradiction réelle. » écrit Lucien Sève dans « Science et dialectique de la nature ».

[24] « Nous voyons comment le caractère discontinu d'une quantité, regardée jusqu'à présent comme continue, peut être décelé grâce à la précision plus grande de nos mesures. S'il fallait caractériser l'idée principale de la théorie des quanta, nous dirions : il est nécessaire de supposer que certaines quantités physiques, regardées jusqu'à présent comme continues, sont composées de quanta élémentaires » rapporte Einstein dans « L'évolution des idées en physique ».

[25] Quelques graves maladies comme le SRAS ont malheureusement donné une certaine notoriété à l'idée que la barrière des espèces peut être franchie. En fait, la barrière est si peu une frontière que les gènes homéotiques fonctionnent aussi bien sur l'homme que sur la levure du boulanger !

[26] Les cristaux liquides sont un exemple de dépassement de frontière entre liquide et solide comme les prions entre inerte et vivant, ou les états semi-ordonnés (ordonnés dans une dimension pas dans les autres) traversent la frontière entre ordre et désordre. Et ce n'est que des exemples parmi tant d'autres.

[27] « Les innombrables livres produits par les spécialistes du vivant, les biologistes, tiennent pour évident la classification de tous les objets en deux catégories : ceux qui sont animés et ceux qui sont inertes (...) Mais ils se gardent bien de préciser en quoi consiste la frontière entre les deux catégories » dit Albert Jacquard dans « La légende de la vie ». D'autres ont voulu préciser que la caractéristique était de posséder au moins un ADN mais le prion a démontré que ce type de définition est rapidement pris en défaut.

[28] Il faut absolument lire « la sculpture du vivant » du spécialiste en immunologie Jean-Claude Ameisen

[29] Systèmes dépendant de l'extérieur pour leur apport en énergie. Par exemple, le vivant.

[30] « On découvre à chaque instant des liens nouveaux entre des objets qui semblaient devoir rester à jamais séparés » remarquait déjà Poincaré dans « La science et l'hypothèse ».

[31] David Bohm explique ainsi dans « Observation et Interprétation » : « Dans cette théorie, par conséquent, il n'y a pas de particule qui garde toujours son identité (...) Le mouvement est ainsi analysé en une série de recréations et de destructions, dont le résultat total est le changement continu de la particule dans l'espace. »

[32] « L'arbre de l'évolution m'apparaît plus comme un buisson touffu, aux ramifications complexes, que comme un faisceau de rameaux parallèles qui se développeraient vers le haut dans une direction définie. » écrit Stephen Jay Gould dans « Quand les poules auront des dents ».

[33] « Le vitalisme selon lequel les êtres vivants possèdent une qualité intrinsèque qui les distingue des objets inanimés, est mort » annonce John Maddox dans « Ce qu'il reste à découvrir ».

[34] Brian Goodwin : « Lorsque vous augmentez la diversité moléculaire dans un système, la diversité des réactions qu'elle peut engendrer augmente plus rapidement que la diversité des espèces. On peut montrer mathématiquement qu'une transition de phase survient lorsque la diversité moléculaire augmente. Ce qui qualifie un phénomène émergent, c'est une propriété collective qui n'est présente dans aucune des molécules individuellement. » (dans « La complexité, vertiges et promesses » de Réda Benkirane)

[35] « La vie n'est pas une saga du progrès : elle est plutôt une histoire de bifurcations et de méandres compliqués, avec des survivants temporaires qui s'adaptent aux transformations du milieu local et n'approchent guère de la perfection » affirme Stephen Jay Gould dans « Quand les poules auront des dents ».

[36] Ouvrage collectif présenté par Simon Diner et Edgard Gunzig