Rien ne va plus en physique ! L'échec de la théorie des cordes

Lee Smolin ne mâche pas ses mots et son livre est une dénonciation. En ligne de mire, la théorie des cordes, dont l'objectif annoncé était d'unifier la relativité générale et la physique quantique, rien de moins ! Ce rêve d'une théorie unifiée était celui qu'Albert Einstein a poursuivi toute sa vie, sans y parvenir.
L'auteur cite au préalable les cinq défis scientifiques majeurs auxquels devra répondre toute nouvelle théorie visant la grande unification : 1) Réunir la relativité générale et la théorie quantique dans une théorie unique ; 2) Résoudre les problèmes des fondements de la mécanique quantique ; 3) Déterminer si des particules et des forces différentes peuvent être unifiés dans une seule théorie ; 4) Expliquer comment sont choisies, dans la nature, les valeurs des constantes libres du modèle standard de la physique des particules ; 5) Expliquer la matière noire et l'énergie noire.
C'est sur ces quelques sujets qu'il convient de faire avancer la recherche (pour le reste, on est à peu près au clair sur tout, selon Lee Smolin).
Or, devinez quoi, la théorie des cordes s'est misérablement ramassée, hé oui, sur pratiquement tous ces sujets, y compris sur le premier, celui pour lequel elle avait été spécifiquement créée !
Le problème de la théorie des cordes se résume en deux points :
- La théorie n'est pas unique, on peut créer autant de variantes que l'on veut, elle n'est donc pas prédictive, et, de fait, elle ne prédit rien ;
- La théorie des cordes n'est pas étayée par des mesures expérimentales, pire, elle ne suscite aucune idée nouvelle sur les expérimentations qu'il conviendrait de mettre au point, elle n'est donc pas démontrable, et, de fait, elle n'est pas démontrée. Sans validation expérimentale à son actif, elle s'écarte de ce que doit être la science.
Tout cela serait assez risible si la théorie des cordes n'engloutissait pas l'essentiel des budgets de la recherche mondiale depuis trente ans, en accaparant depuis cette date les plus brillants cerveaux de la planète. Il était donc temps de donner l'alerte, et c'est ce que tente de faire Lee Smolin, de façon très convaincante dans cet ouvrage.
Mais la charge va encore plus loin. Les adeptes de la théorie des cordes, les « cordistes », ont fini par s'enfermer dans une sorte de caste élitiste, méprisant les programmes de recherche concurrents (et les chercheurs travaillant à ces programmes, par la même occasion). Les cordistes ont fini par oublier ce qui faisait qu'une science était une science, et non pas une croyance. Les cordistes sont des carriéristes qui vont là où les carrières sont toutes tracées et les budgets certains d'être obtenus. Les cordistes sont des moutons sans imagination qui suivent leurs mentors historiques et fuient les idées originales, ce qui est contraire à l'esprit de la recherche. Les émissions, articles et ouvrages de vulgarisation sur la théorie des cordes poussent la méthode Coué au-delà du raisonnable et frôlent la désinformation… On l'aura compris, Lee Smolin n'est pas un cordiste, même s'il connaît bien le sujet, il travaille de fait sur la gravitation quantique à boucles, une théorie concurrente et parent pauvre de la recherche (selon lui). Convaincu que la théorie des cordes ne mène à rien et ne conduira jamais nulle part, il donne en fin d'ouvrage quelques pistes pour redresser la situation alarmante qu'il décrit, nécessaires pour éviter le naufrage.
Bien qu'adoptant un ton un peu partisan, Lee Smolin expose avec lucidité et courage des problèmes – sans doute bien réels – liés au choix et à l'organisation des programmes de recherche, notamment américains, que les « décideurs » auraient tort de prendre à la légère. Contrairement au livre de Brian Greene, L'Univers élégant, consacré à la théorie des cordes interprétée par un cordiste virtuose, donc sans couac et sans fausse note, mais, peut-être néanmoins, jouée sur un air de berceuse, le livre de Lee Smolin est un livre qui réveille, qui donne de la théorie une lecture totalement différente, qui ose, parfois avec virulence, parfois avec humour, tirer sur les cordes pour activer la sonnette d'alarme.

Ce spécialiste de la gravité quantique "à boucle" aurait une certaine tendance à boucler de manière trop systématique sur l'accumulation d'arguments contre la théorie des cordes. Alors, il a certainement raison mais à revenir continuellement sur quelques faits, il finit par en devenir franchement ennuyeux. Je lui accorde quelques pages intéressantes sur des détails cosmologiques vraiment bizarres qui ont le mérite d'être apparus ces dernières années ; ils donnent un peu de piquant au livre en son ... milieu. Autrement dit, il faut se taper trois cents pages de texte plutôt indigeste avant de se mettre sous la dent quelques choses qui attire un peu l'attention. Moi, j'abandonne au trois quart du livre découragé par cet Alceste qui radote.

Le livre débute sur un historique des tentatives d'unification. L'unification des forces fondamentales observées dans la nature fait l'objet d'une importante quête en physique théorique, marquée par d'illustres scientifiques tels que Maxwell, Einstein, Glashow, Salam ou encore Weinberg. L'unification, n'est pourtant pas terminée. le défit restant, entamé par Einstein, est d'unifier les théories quantiques (regroupant désormais, l'électromagnétisme, les interactions nucléaires faibles et fortes) avec la relativité générale. Les physiciens sont donc à la recherche d'une théorie expliquant l'ensemble des observations. Cette quête est loin d'être facile et la physique théorique semble souffrir d'un mal que Lee Smolin identifie notamment comme la sacralisation de la théorie des cordes. Il dénonce un investissement trop important pour une théorie n'ayant toujours pas fourni de résultats probants. Ayant lui-même consacré une partie de ses recherches à la théorie des cordes, il se livre tout de même à un clair exposé de ses concepts et principales percées. Malgré cela, la partie consacrée à la critique de l'intérêt grandissant pour les cordes est assez longue et parfois répétitive.
A une heure où la physique théorique fait fausse route pour l'auteur, il se livre à un débat sur le sens et les objectifs qui devraient diriger les recherches. Il s'agit d'un discours ouvert qui met en perspective la portée de cette discipline. La partie consacrée aux recherches alternatives est très intéressante et agréable à lire. Il présente, entre autre, ses recherches sur la théorie doublement restreinte, mais également les théories les plus avant-gardistes telles que la théorie des Twisters de Roger Penrose (allant jusqu'à réfuter les théories quantiques).
Lee Smolin fini par exposer une vive critique envers le fonctionnement universitaire et ses décisionnaires. Il les rend directement responsables du triste tableau qu'il dresse de la physique théorique. Il dénonce le manque de soutien aux idées nouvelles et alternatives. Enfin, il se livre à des révélations déconcertantes sur le milieu de la physique universitaire, un discours peu encouragement, qui sensibilise cependant au problématiques actuelles.
En conclusion, ce livre regorge de partie très intéressantes. J'ai beaucoup appris sur les chercheurs les plus créatifs de leur temps tels que : Bryce DeWitt, João Magueijo, Gerard 't Hooft, Louis Crane, Carlo Rovelli sans oublier Roger Penrose. C'était une véritable source d'inspiration. Cependant, les critiques renouvelées de nombreuses fois tout au long du livre en rendent sa lecture un peu longue.

Les cordes : l'aventure d'une théorie (filandreuse ?) racontée par Lee Smolin.

Elle aurait dû s'appeler la théorie des élastiques. Pas assez chic : c'est devenu la théorie des cordes. Sans dec !

"Ensuite, ils ont enroulé de grandes quantités de flux électrique et magnétique autour des espaces à six dimensions, en chaque point. Puisqu'on ne peut enrouler que des unités discrètes de flux, cela tend à geler les instabilités. Pour stabiliser mieux encore la géométrie, il faut utiliser quelques effets quantiques, qui ne sont pas issus directement de la théorie des cordes, mais qui relèvent des théories de jauge supersymétriques et pourraient par conséquent jouer un rôle ici. En combinant ces effets quantiques avec les effets des flux, on obtient une géométrie où tous les modules sont stables."

Une pincée de sel, de la noix de muscade rapée… Il ne faut pas se laisser intimider mais accepter de ne pas avoir toujours tous les éléments nécessaires à la compréhension, et donc de rester au niveau de la description. Heureusement, ce type de passage est l'exception.

Bon, d'accord, c'est plus dur à lire que l'almanach Vermot. Au fait, tu veux savoir à quoi ça ressemble, l'humour d'un physicien ? Un exemple tiré du livre : Smolin évoque la théorie de la relativité doublement restreinte (DSR), qui propose que non seulement la vitesse de la lumière soit invariable, mais aussi la longueur de Planck (la plus petite longueur possible). C'est intéressant, et ça avance apparemment bien. Mais ce n'est qu'une théorie et Smolin attend donc une confirmation par l'observation - en cours. Si ça marche, tant mieux. Sinon, dit Smolin, "on prouvera au pire qu'elle est fausse, ce qui signifie que DSR est une véritable théorie scientifique."

MDR. Mais si tu veux, je peux expliquer...

Tu retrouveras l'intégralité de la critique que je fais de ce livre plus que passionnant sur mon blog (ci-dessous), avec des aperçus, et quelques clés utiles...

Lien : http://brikbrakbrok.blogspot..

Une belle présentation de la crise de la physique qui attend son génie !

Le livre sort de la vulgate et de la doxa : Théorie des cordes...

Remède à l'ignorance