Est-ce que la nature est discrète ou continue ? L’origine de l’erreur atomiste

La nature est-elle continue ou discrète ? Relativité générale ou champs quantiques. On peut penser que le débat date de la physique moderne, mais il est aussi vieux que la Grèce Antique. On pense que Démocrite nous a proposé le concept d’atomes, mais peut-être que le vrai penseur de notre science moderne était Lucrèce.


La nature est-elle continue ou discrète ? Relativité générale ou champs quantiques. On peut penser que le débat date de la physique moderne, mais il est aussi vieux que la Grèce Antique. On pense que Démocrite nous a proposé le concept d'atomes, mais peut-être que le vrai penseur de notre science moderne était Lucrèce.

L’idée moderne selon laquelle la nature est discrète trouve son origine dans l’atomisme grec ancien. Leucippe, Démocrite et Épicure soutenaient tous que la nature était composée de ce qu’ils appelaient ἄτομος (átomos) ou individus indivisibles. Pour eux, la nature était la totalité des atomes discrets en mouvement. Il n’y avait pas de dieu créateur, pas d’immortalité de l’âme et rien de statique (à l’exception de la nature interne immuable des atomes eux-mêmes). La nature était la matière atomique en mouvement et la composition complexe, ni plus, ni moins.

La mort de l’atomisme pendant le Moyen Âge

Mais malgré son influence historique, l’atomisme a finalement été pratiquement anéanti par le platonisme, l’aristotélisme et la tradition chrétienne qui a suivi tout au long du Moyen Age. Platon disait à ses disciples de détruire tous les livres de Démocrite et plus tard, la tradition chrétienne a continué à les détruire. Aujourd’hui, il ne reste plus que quelques petites lettres d’Épicure.

Mais cela n’a pas suffi pour tuer l’atomisme. Il a réémergé en 1417 quand un chasseur de livres italien nommé Poggio Bracciolini a découvert une copie d’un ancien poème dans un monastère lointain : De Rerum Natura (Sur la Nature des choses), écrit par Lucrèce (c99-55 BCE). Lucrèce était un poète romain fortement influencé par Epicurus.

L'ouverture du livre De Rerum Nature par Lucrèce, manuscrit daté de 1563 - Crédit : Wikipedia

L’ouverture du livre De Rerum Nature par Lucrèce, manuscrit daté de 1563 – Crédit : Wikipedia

Ce poème philosophique met en avant le récit le plus détaillé et systématique du matérialisme antique dont nous avons eu la chance d’hériter. Dans ce livre, Lucretius avance une théorie audacieuse à couper le souffle sur les questions fondamentales dans tous les domaines de la physique à l’éthique, l’esthétique, l’histoire, la météorologie et la religion. Malgré tous les efforts de l’église chrétienne pour le détruire, Bracciolini a réussi à imprimer le livre qui a ensuite circulé à travers toute l’Europe.

L’impact de Lucrèce sur la science moderne

Ce livre a été l’une des sources d’inspiration les plus importantes de la révolution scientifique des XVIe et XVIIe siècles. Quasiment tous les intellectuels de la Renaissance et des Lumières l’ont lu et sont devenus des atomistes à un certain degré (ils ont souvent fait des concessions pour Dieu et l’âme). En effet, c’est la raison pour laquelle, même aujourd’hui, la science et la philosophie moderne ont tendance à rechercher et à assumer une discrétion fondamentale dans la nature.

Grâce en grande partie à l’influence de Lucrèce, la recherche de la discrétion est devenue une partie de notre ADN historique. La méthode d’interprétation et l’orientation de la science moderne en Occident doivent leurs fondements philosophiques à l’ancien atomisme par le petit livre de Lucrèce sur la nature. Lucrèce, comme le dit Stephen Greenblatt dans son livre The Swerve (2011), a permis au monde de devenir moderne.

Mais il y a un problème. Si cette histoire est vraie, alors la pensée occidentale moderne est basée sur une interprétation erronée du poème de Lucrèce. Ce n’était pas une mauvaise interprétation délibérée, mais une erreur commise par les lecteurs, qui avaient projeté le peu qu’ils savaient sur l’atomisme grec (principalement du témoignage de ses ennemis) sur le texte de Lucrèce. Ils ont supposé une relation plus étroite entre le travail de Lucrèce et celui de ses prédécesseurs que ce qui existe réellement.

Lucrène n’a jamais utilisé le terme d’atome

Crucialement, ils ont inséré les mots “atome” et “particule” dans le texte traduit même si Lucrèce ne les a jamais utilisés. Pas même une seule fois ! Une omission plutôt étrange pour un soi-disant atomiste. Lucrèce aurait pu facilement utiliser les mots latins atomus (particule la plus petite) ou partica (particule), mais il ne l’a pas fait. Les deux termes latins très différents qu’il utilisait, corpora (matières) et rerum (choses), étaient systématiquement traduits et interprétés comme synonymes d’atomes discrets.

De plus, les penseurs modernes traduisaient ou ignoraient complètement le langage très particulier dans son livre dans des expressions telles que solida primordia simplicitate (simplex continuum). Étant un universitaire assez rare, qui a des connaissances dans les textes classiques et la physique quantique, l’existence de ce continuum matériel dans le latin original m’a frappé profondément. J’ai essayé de le démontrer dans ma récente traduction et commentaire, Lucretius I: An Ontology of Motion (2018), mais voici le résumé : Cette erreur d’interprétation simple, mais systématique et omniprésente constitue ce qui pourrait bien être la plus grande erreur en l’histoire de la science et de la philosophie modernes.

À la recherche de la nature discrète

Cette erreur a envoyé la science moderne et la philosophie sur une quête de 500 ans pour ce que Sean Carroll dans son livre de 2012 a appelé la particule à la fin de l’univers. Il a donné naissance aux vertus louables de divers naturalismes et matérialités, mais aussi à des réductionnismes mécanistes moins louables, à des rationalismes patriarcaux et à la domination manifeste de la nature par les humains dont on ne trouve rien dans les écrits latins originaux de Lucrèce.

Qui plus est, même confrontés à des phénomènes apparemment continus tels que la gravité, les champs électriques et magnétiques, et finalement l’espace-temps, Isaac Newton, James Maxwell et même Albert Einstein se sont rabattus sur l’idée d’un éther atomique pour les expliquer. Tout au long du chemin du retour vers les anciens, l’éther a été pensé pour être une substance fluide subtile composée de particules insensiblement minuscules. Aujourd’hui, nous ne croyons plus à l’éther et nous ne lisons plus Lucrèce comme un texte scientifique autoritaire. Mais à notre manière, nous sommes toujours confrontés au même problème de continuité que de discrétion qui nous a été légué par les penseurs modernes en physique quantique.

La relativité générale et la physique quantique

La physique théorique est aujourd’hui à un tournant critique. La relativité générale et la théorie des champs quantiques sont les deux plus grandes parties de ce que les physiciens appellent le modèle standard qui a connu un succès prédictif incroyable. Mais le problème est qu’ils n’ont pas encore été unifiés en tant que deux aspects d’une théorie globale. La plupart des physiciens pensent qu’une telle unification n’est qu’une question de temps, même si les leaders théoriques actuels (théorie des cordes et gravitation quantique en boucle) n’ont pas encore produit de confirmations expérimentales.

La gravité quantique à boucles est d’une importance énorme. Selon ses partisans, elle est prête à montrer au monde que le tissu ultime de la nature (l’espace-temps) n’est pas du tout continu, mais granulaire et fondamentalement discret. L’héritage atomiste pourrait finalement revenir à la vie malgré ses origines dans une erreur d’interprétation.

Du mouvement originel vers la granularité de l’espace-temps

Il y a juste un problème lancinant : la théorie quantique des champs prétend que tous les quantas discrets d’énergie (particules) sont simplement des excitations ou des fluctuations dans des champs quantiques complètement continus. Les champs ne sont pas fondamentalement granulaires. Pour la théorie des champs quantiques, tout peut être composé de granules, mais tous les granules sont faits de champs continus repliés que nous mesurons simplement comme granulaires.

C’est ce que les physiciens appellent la théorie des perturbations qui est la mesure discrète de ce qui est infiniment continu et donc perturbe la mesure discrète complète comme le dit Frank Close dans The Infinity Puzzle (2011). Les physiciens ont aussi un nom pour le mouvement sous-granulaire de ce champ continu avec les fluctuations du vide. Les champs quantiques ne sont rien d’autre que de la matière en mouvement constant (énergie et quantité de mouvement). Ils ne sont donc jamais rien, mais plutôt un vide complètement positif (le flux du vide lui-même) ou un océan ondulant (appelé la mer de Dirac) dans lequel toutes les choses discrètes sont des bulles en état de devenir (ou de la lumière fatiguée) comme le dit Carlo Rovelli dans Reality Is Not What It Seems (2016). En d’autres termes, les particules discrètes sont des plis dans des champs continus.

Une nouvelle place pour Lucrèce ?

La réponse à la question centrale au coeur de la science moderne. La nature est-elle continue ou discrète ? est aussi radicale que simple. L’espace-temps n’est pas continu, car il est fait de granules quantiques, mais les granules quantiques ne sont pas discrets, car ce sont des plis de champs vibratoires infiniment continus. La nature n’est donc pas simplement continue, mais un continuum enveloppé.

Cela nous ramène à Lucrèce et à notre erreur originelle. Travaillant à la fois à l’intérieur et à l’encontre de la tradition atomiste, Lucrèce proposait la première philosophie matérialiste d’une nature infiniment continue dans un flux et un mouvement constants. Les choses, pour Lucrèce, ne sont que des plis (duplex), des replis (plex), des bulles ou des pores (foramina) en un seul tissu continu (textum) tissé par ses propres ondulations. La nature est infiniment turbulente ou perturbante, mais elle peut aussi se stabiliser, comme la naissance de Vénus, sous des formes méta-stables comme Lucrèce écrit dans les premières lignes de De Rerum Natura : Sans toi (Vénus), rien n’apparaît sur les rivages ensoleillés. Il a fallu 2 000 ans, mais peut-être que Lucrèce est finalement devenu notre contemporain.

Traduction d’un article d’Aeon par Thomas Nail, professeur associé de philosophie à l’université de Denver.

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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