Jean-Marc Lévy-Leblond

On devrait surtout, non pas tant produire toujours plus d'énergie, mais bien plutôt en consommer moins.

L'économiste Derek de Solla Price dans un article quelque peu iconoclaste intitulé "De la valeur extrinsèque de la recherche scientifique", prenait acte en 1977 de l'échec des nombreuses études menées au cours des années 1970 pour justifier les budgets de la recherche fondamentale en augmentation croissante, pratiquement exponentielle, depuis la Seconde Guerre mondiale. A cette époque en effet, un certain nombre d'experts se demandaient si cette tendance se poursuivrait longtemps et cherchaient à justifier cet accroissement de ressources en tentant de démontrer la rentabilité économique de la recherche fondamentale. Pouvait-on prouver que chaque dollar dépensé dans la recherche fondamentale engendrait, par implications successives, de la recherche appliquée au développement industriel, tant de points de PIB? Mais aucune de ces études n'était conclusive, aucune n'arrivait à prouver la réalité de ce couplage, ni d'ailleurs l'inverse. Tant et si bien que Derek de Solla Price en vint à proposer l'idée suivante. Selon lui, l'intérêt de la recherche scientifique ne se trouve pas essentiellement dans les rares connaissances nouvelles qu'elle produit directement, et qui ne sont généralement pas applicables à court terme. L'important, avance-t-il, dans un société technologiquement développée, est d'entretenir une partie non négligeable du corps social qui ait la compétence nécessaire pour rester en état de veille par rapport à de nouveaux développements technologiques et soit en mesure de transférer cette compétence aux nouvelles générations. Autrement dit, nous avons de besoins de chercheurs d'abord parce que nous avons besoin de passeurs! Voilà qui permet de jeter un regard neuf et critique sur le découplage entre recherche et enseignement, que la France à géré de façon radicale avec la création de grands organismes de recherche où nombre de chercheurs mènent des carrières complètes à temps plein et ne sont pas mobilisés pour le partage des savoirs et la formation des jeunes générations.
Selon de Solla Price, donc, c'est la valeur extrinsèque de la recherche qui compte. En allant jusqu'à la caricature, on pourrait dire que peu importe sur quoi on fait de la recherche, ce qui compte c'est en faire et qu'il y ait un nombre suffisant de chercheurs. De Solla Price se risquait même à donner des estimations des ressources collectives qu'il était utile de consacrer à la recherche dans cette perspective. Il est intéressant de noter qu'il aboutissait à des chiffres proches de ceux sur lesquels se sont stabilisées les dépenses en matière de recherche précisément dans les années 1980. Car la courbe exponentielle croissante des budgets de recherche court grosso modo de 1945 à 1985 puis connaît un infléchissement brutal, et devient stationnaire depuis environ trente ans dans presque tous les pays développés, qui désormais maintiennent entre 2% et 3% de leur PIB les dépenses de recherche et développement.

Dès lors, il devient clair que si la physique entretient avec les mathématiques ce rapport privilégié, c'est tout bonnement d'en être définie. La mathématicité n'est pas une propriété particulière et éventuellement temporaire, qu'il s'agirait d'expliquer, mais sa spécificité même, tant que l'on s'en tient au niveau épistémologique, tout au moins : on verra plus loin que c'est là un aspect seulement du problème de la scientificité de telle ou telle science.

Mais si la source lumineuse qui éclaire les objets n’émet pas une lumière blanche, alors nous les verrons avec des couleurs différentes.

– Et, si je reviens à ma devinette, le fromage, on l’appelle tome parce qu’on le découpe ?

– Ah tu y tiens ! Non, je ne pense pas. D’autant que l’on peut aussi l’écrire tomme. Tiens, cherchons ensemble l’étymologie sur internet. Voilà : « de l’ancien provençal toma, du latin populaire *toma, fromage gras ». Rien à voir. Revenons donc à l’atome. Au sens strict, c’est donc un morceau de matière inusable, incassable, insécable, pour les atomistes grecs comme Leucippe et Démocrite (au Ve siècle AEC), Épicure (IVe siècle AEC)…

Réalise-t-on assez qu’il y a moins de deux siècles encore, seules nous éclairaient (mal !) des flammes ? Et que nous étions entourés d’obscurités peuplées d’ombres, mobiles et instables, projetées sur les murs et dans les rues ?

Au moins, disposant de deux versions du futur, puis-je me rassurer en constatant que la possibilité de l’une comme de l’autre n’en garantit nullement une réalisation effective et laisse ouverte la porte de l’avenir.

Nous pouvons certainement imaginer un univers dont le fonctionnement serait comme le comportement d’une machine de Turing.

Le mathématicien classique se complaît dans le commerce avec un univers logique hors du temps, dont il maîtrise royalement l’étendue et le parcours. Seul son propre temps humain existe et le déroulement de ses mathématiques lui est entièrement soumis. Peu importe qu’il mette un siècle entre le début d’une démonstration et son aboutissement, ses mathématiques attendent son bon vouloir avec une patience infinie. Aucune vie propre ne leur est accordée. Infiniment statiques, les entités mathématiques sont posées pour l’éternité ou jusqu’aux prochains développements que leurs mathématiciens et maîtres choisiront de leur dispenser.

Quand les machines reproduisent et parfois dépassent certaines performances de l’intelligence humaine naturelle, comprennent-elles ou non ce qu’elles font ?

Ainsi tout n’est pas calculable, y compris dans l’univers mathématique des nombres, et il n’existe même pas de critère pour savoir à l’avance si une fonction sera calculable ou non, c’est-à-dire pour décider si une machine de Turing, autrement dit quelque ordinateur que ce soit, obtiendra sa valeur en un nombre fini d’étapes.

L’étudiante Maria Skłodowska est devenue Madame Pierre Curie, l’épouse du professeur Curie, la mère d’Irène et de Ève, vos deux filles. Vous deviendrez bien plus tard Marie Curie, celle dont la renommée dépasse les frontières, la « savante aux deux prix Nobel », unanimement adulée.

Marie, tu incarnes la femme libre, qui choisit sa vie et ses passions sans se préoccuper de ce qu’écrivent les vipères, comme te le conseillera si justement ton ami Albert Einstein. Pour les filles dans l’auditoire tu ne pouvais qu’être un modèle inspirant, et pour les garçons, une belle leçon !

Merci par avance, chère Madame Curie, et trouvez ici l’assurance que votre mémoire ne cessera d’illuminer nos vies.

Les voyageurs qui visitent Paris sont impressionnés par l’importance et la richesse des débats sur l’état de la science.

... vous écriviez à votre amie Kazia en 1883 : « ... Aussi, malgré ce diplôme qui me confère la dignité et la maturité d’une personne qui a terminé ses études, je me sens incroyablement bête. »
Il n’y a au monde que vous pour écrire une phrase pareille. Les gens stupides se trouvant souvent érudits, ingénieux et clairvoyants, il n’y a qu’une personne immensément intelligente pour reconnaître qu’elle ne sait que très peu.
L’ignorance étant le meilleur remède contre le doute, les ignorants sont toujours les plus convaincus par ce qu’ils pensent savoir.
Lettre de Marjane Satrapi

Que votre nom ait été (et soit toujours) pour moi celui d’un lieu, avant d’être celui de la femme de science que j’ai appris par la suite à admirer, a ceci de plaisant que votre personne a hérité de l’éclat et de la douceur lumineuse qui pour moi auréole ce morceau d’espace-temps qu’est le lycée Marie Curie à Sceaux dans les années cinquante du siècle passé.

Mort en 1964, mon grand-père chrétien, au demeurant fort méritant puisqu’il avait été boursier de la République et venait d’un milieu très modeste, n’était pas différent des mâles de la petite bourgeoisie, cela s’entendait tout de suite. Gentiment macho, banalement misogyne. Sans doute ne prononça-t-il jamais les mots « adultère » ou « tueuse » à votre propos, chère femme si longtemps diffamée. La construction de l’adultère s’est faite en tapinois : deux époux savants travaillant de concert, voilà qui n’existe qu’au pays des fées. On ne va pas nous la faire : elle était trop belle pour ne pas le tromper. Et puis, une femme chimiste ? Qui se salit les mains et porte un grand tablier sur sa robe comme si elle cuisinait ? Inimaginable. Femme savante : une chimère.

En fin de compte, nous avons introduit trois symétries d'une grande importance en physique fondamentale:
- la réflexion d'espace, usuellement notée P (à cause de son autre appellation de "parité");
- le renversement du temps, noté T;
- la transformation mutuelle matière-antimatière, appelée aussi conjugaison de charge, puisqu'elle inverse le signe des charges (électriques ou autres), et notée C.
Leur caractère est d'être réflexif, c'est-à-dire que leur réitération ramène à la situation de départ : une image miroir dans un second miroir est identique à l'objet de départ, un film passé à l'envers de nouveau inversé est le film originel, et l'antimatière de l'antimatière est la matière ordinaire.
L'une des grandes surprises de la physique moderne est d'avoir montré que, en toute rigueur, aucune de ces symétries n'est valide pour tous les phénomènes (même si la plupart, à notre échelle au moins, les respectent toutes les trois). Mais cette rupture d'avec le sens commun est partiellement compensée par un puissant résultat de cette théorie, que l'expérience confirme. Si ni la réflexion d'espace P, ni le renversement du temps T, ni la conjugaison de charge C ne valent absolument, en revanche leur combinaison reste une symétrie valide. Autrement dit, le film d'une expérience de physique passé à l'envers et vu dans un miroir représente une autre expérience de physique possible où les particules auraient toutes été remplacées par leur antiparticules. C'est en ce sens que matière et antimatière peuvent être dites avoir les même propriétés, cet énoncé exigeant que, dans certains cas au moins, les propriétés considérées fassent l'objet d'une double inversion temporelle et spatiale. Il reste donc au cœur de la matière une symétrie fondamentale. L'importance considérable de cette assertion provient de ce qu'elle repose sur une démonstration rigoureuse. La preuve de ce "théorème CPT", comme on l'appelle, repose à la fois sur la théorie relativiste einsteinienne de l'espace-temps et sur les concepts de base de la théorie quantique. La confirmation expérimentale de ce résultat, jusqu'ici jamais mise en défaut, apporte un soutien de poids à ces deux théories à la fois, et souligne leur compatibilité.

Des objets de masse nulle?
Envisageons maintenant les conséquences spécifiques de la théorie einsteinienne sur notre compréhension de la matière, et en particulier des particules fondamentales qui la constituent, tels les électrons, les photons, les nucléons (protons et neutrons), etc. Une première conséquence, et peut-être l'une des plus surprenantes, c'est qu'outre les objets dont nous avons l'habitude, des objets qui ont une certaine masse, que l'on peut immobiliser, dont la vitesse varie selon l'énergie cinétique qui leur est conférée, il existe, ou tout au moins il peut exister, d'après la théorie einsteinienne, une autre catégorie d'objets, tout à fait différents : des objets de masse nulle. Cette idée semble dans un premier temps tout à fait paradoxale : comment un objet de masse nulle peut-il être un objet? C'est d'abord que d'avoir une masse nulle ne l'empêche pas d'avoir de l'énergie, et donc de pouvoir échanger de l'énergie avec d'autres objets et d'exercer ainsi une influence physique effective. Cette énergie est pour le coup uniquement cinétique, puisque, dépourvu de masse, l'objet est également dépourvu d'énergie interne. La caractéristique la plus extraordinaire d'un tel objet est de ne pouvoir connaître le repos. En effet, s'il était immobile, ayant une masse nulle, son inertie serait également nulle et il pourrait être accéléré immédiatement jusqu'à la vitesse limite. Ce paradoxe disparaît si l'on admet que de tels objets se déplacent toujours à la vitesse-limite. Ils ne peuvent être ni accéléré, ni ralentis. Leur énergie (cinétique), variable quant à elle, est sans effet sur le vitesse. Apparaissent ainsi des objets proprement impensables dans le cadre galiléen où il n'y a pas de vitesse-limite finie.Mais si la théorie permet l'existence de tels objets, en existe-t-il vraiment? Un type d'objet peut très bien avoir une existence théorique potentielle et la nature ne pas en faire usage. La nature n'est pas obligée de se couler dans le moule de tous les concepts que nous élaborons pour la comprendre. Il semble bien pourtant que les "grains" de lumière, les quantons du champ électromagnétique, qu'on nomme photons, ont une masse nulle. De fait, c'est bien la raison pour laquelle la lumière se déplace toujours à la vitesse-limite. Des photons d'énergie différentes ne diffèrent pas par leurs vitesses! Un photon de grande énergie sera plus pénétrant, correspondra à un rayonnement de grande fréquence, ultra-violets, rayons X ou gamma : un photon de faible énergie correspondra à un rayonnement de basse fréquence, infrarouge ou onde radio - mais leur vitesse sera toujours la même. Il y a là une modification profonde de l'idée que nous nous faisons des constituants de la matière, des objets fondamentaux.