Que voulait dire Einstein par “Dieu ne joue pas aux dés” ?

La théorie produit beaucoup, mais ne nous rapproche guère du secret du Vieux, écrivait Albert Einstein en décembre 1926. Je suis convaincu qu’Il ne joue pas aux dés.

Einstein répondait à une lettre du physicien allemand Max Born. Selon Born, le coeur de la nouvelle théorie de la mécanique quantique bat de manière aléatoire et incertaine, comme s’il souffrait d’arythmie. Alors que la physique avant le quantum avait toujours consisté à faire ceci pour obtenir cela, la nouvelle physique quantique semblait dire que lorsque nous le faisons, nous l’obtenons seulement avec une certaine probabilité. Et dans certaines circonstances, nous pourrions avoir l’autre.

Une physique quantique totalement probabiliste

Einstein n’aimait pas cet aspect probabiliste et son insistance pour que Dieu ne joue pas aux dés avec l’Univers a fait écho au fil des décennies, aussi familier et pourtant aussi insaisissable dans son sens que E = mc2. Qu’entendait Einstein par là ? Et comment Einstein a-t-il conçu Dieu ?

Hermann et Pauline Einstein étaient des Juifs Ashkénazes non pratiquants. En dépit de la laïcité de ses parents, Albert, âgé de neuf ans, découvrit et embrassa le judaïsme avec une passion considérable. Pendant un temps, il fut un Juif consciencieux et attentif. Suivant la coutume juive, ses parents invitaient un savant pauvre à partager un repas avec eux chaque semaine et Max Talmud (plus tard Talmey), un étudiant en médecine appauvri, expliquait les mathématiques et les sciences avec le jeune et impressionnable Einstein.

Une enfance religieuse

Il a consommé l’ensemble des 21 volumes des livres populaires sur les sciences naturelles (1880) d’Aaron Bernstein. Talmud le dirigea ensuite vers la Critique de la raison pure (1781) d’Emmanuel Kant, à partir de laquelle il émigra vers la philosophie de David Hume. Depuis Hume, c’était un pas relativement court pour le physicien autrichien Ernst Mach, dont la philosophie extrêmement empirique exigeait un rejet complet de la métaphysique, y compris des notions d’espace et de temps absolus et de l’existence d’atomes.

Mais ce voyage intellectuel avait mis à nu impitoyablement le conflit entre la science et les textes sacrés. Einstein, maintenant âgé de 12 ans, s’est rebellé. Il développa une profonde aversion pour le dogme de la religion organisée qui dura toute sa vie, une aversion qui s’étendait à toutes les formes d’autoritarisme, y compris toute forme d’athéisme dogmatique.

Un impact sur ses théories de la relativité

Ce régime jeune et lourd de philosophie empiriste servirait bien Einstein environ 14 ans plus tard. Le rejet par Mach de l’espace et du temps absolus a contribué à façonner la théorie de la relativité restreinte d’Einstein (y compris l’équation iconique E = mc2), qu’il a formulée en 1905 alors qu’il travaillait comme expert technique, troisième classe à l’Office suisse des brevets à Berne.

Dix ans plus tard, Einstein achèverait la transformation de notre compréhension de l’espace et du temps avec la formulation de sa théorie générale de la relativité, dans laquelle la force de gravité est remplacée par un espace-temps incurvé. Mais en vieillissant (et en devenant plus sage), il en vint à rejeter l’empirisme agressif de Mach et déclara un jour que Mach était aussi doué en mécanique que malfaisant en philosophie.

Une théorie scientifique comme représentation de la nature

Au fil du temps, Einstein a évolué vers une position beaucoup plus réaliste. Il a préféré accepter le contenu d’une théorie scientifique de manière réaliste, en tant que représentation vraie de manière contingente d’une réalité physique objective. Et, bien qu’il ne veuille aucune partie de la religion, la conviction en Dieu qu’il avait emportée de son bref flirt avec le judaïsme devint le fondement sur lequel il fonda sa philosophie. Interrogé sur le fondement de sa position réaliste, il a expliqué: Je n’ai pas de meilleure expression que le terme religieux pour cette confiance dans le caractère rationnel de la réalité et dans son accessibilité, au moins dans une certaine mesure, à la raison humaine.

Mais le dieu d’Einstein était un Dieu philosophe et non pas de religion. Lorsqu’on lui a demandé de nombreuses années plus tard s’il croyait en Dieu, il a répondu : Je crois au Dieu de Spinoza, qui se révèle à l’harmonie légale de tout ce qui existe, mais pas à un Dieu qui se préoccupe du sort et des actes de l’humanité. Baruch Spinoza, contemporain d’Isaac Newton et de Gottfried Leibniz, avait conçu Dieu comme identique à la nature. Pour cela, il fut considéré comme un dangereux hérétique et fut excommunié de la communauté juive d’Amsterdam.

Le Dieu de Spinoza

Le Dieu d’Einstein est infiniment supérieur, mais impersonnel et intangible, subtil mais non malveillant. Il est également fermement déterministe. En ce qui concerne Einstein, l’harmonie légale de Dieu est établie dans tout le cosmos par une stricte adhésion aux principes physiques de cause à effet. Ainsi, la philosophie d’Einstein ne laisse aucune place au libre-arbitre: Tout est déterminé, le début comme la fin, par des forces sur lesquelles nous n’avons aucun contrôle… nous dansons tous sur un air mystérieux, entonné au loin par un joueur invisible.

Les théories restreintes et générales de la relativité ont fourni une nouvelle façon radicale de concevoir l’espace et le temps et leurs interactions actives avec la matière et l’énergie. Ces théories sont tout à fait compatibles avec l’harmonie légale établie par le Dieu d’Einstein. Mais la nouvelle théorie de la mécanique quantique, qu’Einstein avait également contribué à fonder en 1905, racontait une histoire différente. La mécanique quantique concerne les interactions entre la matière et le rayonnement, à l’échelle des atomes et des molécules, sur un fond passif d’espace et de temps.

Plus tôt en 1926, le physicien autrichien Erwin Schrödinger avait radicalement transformé la théorie en la formulant en termes de fonctions d’onde assez obscures. Schrödinger lui-même a préféré les interpréter de manière réaliste, en décrivant les ondes de matière. Mais un consensus se dégageait, fortement soutenu par le physicien danois Niels Bohr et le physicien allemand Werner Heisenberg, selon lequel la nouvelle représentation quantique ne devait pas être prise trop à la lettre.

Le débat sans fin entre un monde déterminé et probabiliste

En substance, Bohr et Heisenberg ont fait valoir que la science avait finalement rattrapé les problèmes conceptuels inhérents à la description de la réalité que les philosophes avaient prévenue depuis des siècles. Bohr aurait déclaré : Il n’existe pas de monde quantique. Il n’y a qu’une description physique quantique abstraite. Il est faux de penser que la tâche de la physique consiste à découvrir comment se présente la nature. La physique concerne ce que nous pouvons dire de la nature.

Heisenberg s’est fait l’écho de cette déclaration vaguement positiviste : Nous devons nous rappeler que ce que nous observons n’est pas la nature en soi, mais la nature exposée à notre méthode de questionnement. Leur vaste antiréalisme, l’Interprétation de Copenhague, niant que la fonction d’onde représente l’état physique réel d’un système quantique, est rapidement devenue la manière de penser dominante de la mécanique quantique.

Des variations plus récentes de telles interprétations antiréalistes suggèrent que la fonction d’onde est simplement un moyen de coder notre expérience, ou nos croyances subjectives dérivées de notre expérience de la physique, nous permettant d’utiliser ce que nous avons appris dans le passé pour prédire l’avenir.

Mais cela était tout à fait incompatible avec la philosophie d’Einstein. Einstein ne pouvait accepter une interprétation dans laquelle l’objet principal de la représentation, la fonction d’onde, n’est pas réel. Il ne pouvait pas accepter que son Dieu laisserait l’harmonie légale s’écrouler aussi complètement à l’échelle atomique, amenant l’indéterminisme sans loi et l’incertitude, avec des effets que leurs causes ne peuvent pas prédire entièrement et sans ambiguïté.

Les conditions étaient donc réunies pour l’un des débats les plus remarquables de toute l’histoire des sciences: Bohr et Einstein se sont affrontés pour interpréter la mécanique quantique. C’était un choc de deux philosophies, deux ensembles contradictoires de préconceptions métaphysiques sur la nature de la réalité et sur ce que nous pourrions attendre d’une représentation scientifique de celle-ci. Le débat a commencé en 1927 et bien que les protagonistes ne soient plus parmi nous, le débat est toujours d’actualité.

Et non résolu.

Je ne pense pas que Einstein aurait été particulièrement surpris par ce débat sans fin. En février 1954, 14 mois seulement avant sa mort, il écrivait dans une lettre au physicien américain David Bohm : Si Dieu a crée le monde, son principal souci aurait été de ne pas nous en faciliter la compréhension.

Traduction d’un article sur Aeon par Jim Baggott, journaliste et auteur scientifique.

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