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L’athéisme de Stephen Hawking, un engagement personnel précipité. Une critique philosophique et scientifique (1/2)

Introduction

Le but de cet article est de critiquer l’athéisme de Stephen Hawking, le physicien britannique aujourd’hui décédé qui a affiché clairement ses idées en réfutant l’existence de Dieu d’abord progressivement dans son premier essai, Une brève histoire du temps puis définitivement dans son dernier livre, Courtes réponses aux grandes questions.

L’athéisme de Stephen Hawking qui représente un renfort inespéré à ce courant idéologique des temps modernes repose sur les idées suivantes que nous avons pu recueillir à partir de ses écrits et de ses ouvrages.

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– En premier lieu, selon ce physicien britannique, l’unification de la physique permet de s’affranchir du rôle omniscient et omnipotent de Dieu dans la création de l’Univers et dans son maintien en existence. Dès lors que nous savons tout de l’univers, l’omniscience divine perd sa puissance et devient sans intérêt.

Dans son best-seller Une brève histoire du temps, il affirme «  Aujourd’hui, les savants décrivent l’Univers d’après deux théories partielles de base, la théorie de la Relativité Générale et la Mécanique quantique. L’un des plus grands efforts en physique aujourd’hui, et le thème majeur de ce livre, porte sur la recherche d’une nouvelle théorie qui les engloberait toutes les deux-une théorie quantique de la gravitation. Nous n’en disposons pas encore et il nous reste un long chemin à parcourir, mais nous connaissons déjà un grand nombre des propriétés qu’elle devra satisfaire…Si vous pensez que l’Univers n’est pas arbitraire mais qu’il est régi par des lois précises, vous devrez en fin de compte combiner les théories partielles en une théorie complètement unifiée qui décrira tout dans l’Univers1 ».

Dans d’autres pages, il déclare avec un ton optimiste « Les perspectives de trouver une telle théorie semblent bien être meilleures aujourd’hui parce que nous en savons beaucoup plus sur l’univers. »2

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En second lieu, Hawking affirme « Si on accepte, comme je le fais, que les lois de la nature sont fixes, alors la question suivante découle d’elle-même : quel rôle reste-t-il pour Dieu3 ». Il déclare également « Je pense que l’Univers a été crée spontanément du néant, selon les lois de la nature4. »

Selon lui, l’Univers a été crée de lui-même à partir de l’énergie négative dans la mesure où il n’ajoute rien puisqu’il provient du néant5. Il ajoute que le temps n’a pas existé avant le Big-bang. Par conséquent, il en déduit que Dieu n’aurait pas eu le temps de créer l’Univers6.

Il nous donne une définition assez précise des lois de la nature. A ce propos, il affirme « Je crois que la découverte de ces lois a été la plus grande réalisation de l’humanité…Les lois de la nature montrent comment les choses fonctionnent dans le passé, le présent et le futur….Mais ce qui est vraiment important c’est que les lois physiques sont aussi bien inchangeables qu’universelles…Contrairement aux lois faites par les êtres humains, les lois de la nature ne peuvent être brisées- c’est pour cette raison qu’elles sont si puissantes. Considérées du point de vue religieux, elles sont controversées également7 »

– La théorie qu’il a développée durant toute sa carrière, celle intitulée « l’Univers sans bord » préconise que l’univers n’a ni commencement, ni fin mais en se basant sur un temps imaginaire qui est une abstraction mathématique.

Au sujet des implications de cette théorie sur une origine divine du cosmos, il affirme «  L’idée que l’espace et le temps peuvent former une surface fermée sans bord a également de profondes implications quand au rôle de Dieu dans les affaires de l’Univers….Mais si réellement l’univers se contient tout entier, n’ayant ni frontières, ni bord, il ne devrait avoir ni commencement, ni fin. Il devait simplement être. Quelle place reste-t-elle alors pour un créateur ?8».

Nous allons nous attaquer à ces trois axes majeurs de la pensée de ce physicien en recourant à des arguments philosophiques et scientifiques.

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1. Critique de son hypothèse sur l’unité de la science et l’unification de la physique : le vieux problème trompeur de l’holisme

On va d’abord voir l’échec de l’holisme concernant l’unification de la Mécanique quantique et de la théorie de la Relativité générale. Ensuite, on va critiquer la doctrine holiste dans les sciences en général d’un point de vue scientifique et philosophique.

    1. La difficulté rédhibitoire dans l’unification de la théorie de la Relativité générale et de la Mécanique quantique

Les concepts théoriques sur la gravité quantique que se soient celles d’Hawking sur l’Univers sans bord ou la théorie de la gravité à boucles qui est basée sur une quantification de l’espace sont non seulement peu intuitifs, mais également holistes par excellence.

Or, la première difficulté soulevée par les recherches sur la gravité quantique est le fait que la théorie de la Relativité générale est une théorie des champs qui admet l’existence d’une infinité de configurations pour la géométrie de l’espace. Cette difficulté rappelle le problème des infinis de l’électrodynamique quantique.

Par ailleurs, la première théorie des ondes gravitationnelles d’intensité faible développées par les premiers physiciens de la mécanique quantique a été vite abandonnée en raison du fait que les particules hypothétiques des ondes gravitationnelles (gravitons) sont censées interagir avec d’autres particules, ce qui soulève le problème des infinis9. Par ailleurs, le concept de graviton n’est lié à aucune théorie élargie aussi récente soi-elle. En revanche, les photons ne sont pas électriquement chargés et n’interagissent pas avec les électrons10.

Par conséquent, l’expérience réussie de l’électrodynamique quantique n’a pas été renouvelée avec la gravité quantique. Le concept de graviton bien qu’hypothétique ne peut être rapproché d’aucun autre concept de vecteur de force connu et il ne fonctionne que dans le cas d’ondes gravitationnelles faibles.

Pendant une quarantaine d’années, aucun résultat décisif ne fut atteint pour deux raisons principales : aucune expérience n’a permis de trancher entre les différentes théories.

Par ailleurs, le concept de graviton n’est valable que dans un cadre théorique limité qui ne s’adapte pas à une théorie aussi fondamentale que la théorie de la Relativité générale (les ondes gravitationnelles faibles sont des ondes qui ne transforment pas l’espace dans lequel elles se propagent)11.

Les physiciens ont alors changé complètement de stratégie : au lieu d’explorer la nature des ondes gravitationnelles et d’étudier quelles peuvent être les particules quantiques qui composent ces ondes, ils ont commencé à voir comment les phénomènes quantiques se comportent dans un champ gravitationnel assez puissant pour créer des singularités dans l’espace-temps12. Mais on peut dire d’emblée que cette démarche est une voie désespérée car elle marque un renoncement à la quantification du champ gravitationnel.

Bien qu’elle amorce le début d’une recherche féconde sur les trous noirs, elle ne peut aboutir à aucune théorie cohérente et testable expérimentalement sur la gravité quantique.

L’un des résultats théoriques les plus aboutis et qui n’a pas été vérifié sur le plan expérimental, est la théorie de l’évaporation des trous noirs par suite de l’action de la puissante gravité de cette entité astrophysique sur les fluctuations quantiques, une théorie développée par Stephen Hawking. Mais la théorie de l’évaporation du trou noir (c’est-à-dire la transformation de sa masse en rayonnement) contredit le principe de la conservation de l’information quantique13.

Ensuite, une autre théorie a été développée : c’est celle de supergravité ou super-symétrie. Malgré la densité des recherches qui se sont lancées autour d’elle, elle ne représente pas non plus un progrès majeur dans l’unification des deux piliers de la physique. Cette théorie qui cohabite assez bien avec un ensemble de recherches organisées autour de la théorie des super-cordes repose sur l’étude de dimensions assez nombreuses (jusqu’à 26 dimensions) de l’infiniment petit et elle est confrontée à deux difficultés dirimantes : elle ne cohabite pas assez bien avec les postulats de la mécanique quantique et elle ne peut être testée expérimentalement, deux difficultés majeures.

Les recherches théoriques dans ces domaines difficiles de la physique ont débouché sur une impasse et reflètent deux réalités épistémologiques majeurs : On ne peut remonter de concepts anciens aux concepts nouveaux.

La science physique progresse par « induction transcendante» c’est-à-dire par l’innovation de concepts révolutionnaires qui ont peu de rapport avec les théories contemporaines. Mais un tel progrès ne peut être reconnu que grâce à des preuves expérimentales.

Finalement, l’unification de la physique bute contre de nombreuses difficultés comme le problème des infinis et l’incompatibilité épistémologique entre la théorie de la Relativité générale et la Mécanique quantique, le nombre élevé de dimensions (pour la théorie des supercordes), le caractère hypothétique de la quantification de l’espace pour la théorie à boucles qui semble ignorer une constante importante qui est la constance de la gravitation en faveur de constantes basées sur la vitesse de la lumière et l’aspect virtuel du concept d’Univers sans bord, n’ayant ni commencement, ni fin.

Mais la question la plus importante concernant la gravité quantique est la perte d’information à l’intérieur d’un trou noir qui est une prédiction théorique de Stephen Hawking formulée dans le cadre de sa théorie sur l’évaporation de cette entité astrophysique, un sujet de controverse qui divise encore de nombreux physiciens. Toutefois, cette controverse semble déboucher sur un rejet de cette prédiction.

Dans un trou noir qui s’évapore, un rayonnement thermique est émis. Tandis que le trou noir provient d’une étoile par exemple dont l’état de la matière est supposé parfaitement connu, le rayonnement thermique qui se produit lors de l’évaporation ne permet pas de tirer un état précis puisque l’énergie thermique est une distribution chaotique de particules.

Or, une telle situation entre en contradiction avec l’un des postulats de la mécanique quantique qui prévoit que notre connaissance de l’état d’un système quantique (produit scalaire de l’espace de Hilbert) reste précise et préservée quelque soit l’évolution de ce système.

Malgré les tentatives de Hawking et de ses collègues pour prouver par des expériences de pensée cette violation du postulat de la mécanique quantique dans le cas de l’évaporation du trou noir, leur pari a été perdu puisque il est de connaissance générale que les trous noirs peuvent libérer l’information qu’ils ont capturée14 et ainsi la conservation de l’information est préservée.

Nous allons maintenant aborder un problème plus fondamental : le souci de l’unification bien que légitime chez les physiciens n’est pas toujours valide. On l’a déjà vu dans la partie précédente de l’article. Mais on va le voir plus globalement et plus précisément en supposant que ce souci d’unification relève d’une doctrine philosophique injustifiée et qui est plus un mythe. C’est ce qu’ont appelle l’holisme.

    1. Le mythe de l’holisme qui est au cœur de l’unification en physique

Les liens entre la physique et les autres domaines du savoir réclamés par l’holisme montrent que l’holisme est une doctrine philosophique « expansionniste » qui contamine l’ensemble du savoir scientifique dans une sorte de réaction en chaine métaphysique et théorique.

Cette extension sans limites de l’holisme démontre que son essence n’est autre que métaphysique. La leçon qu’on peut tirer de ce processus philosophique et que l’holisme est d’origine ancienne même antérieure à l’apparition de la science moderne. Le caractère d’historicité de l’holisme se traduit par le fait que ce dernier est antérieur à la science expérimentale moderne qui a évolué peu à peu pour devenir une science technologique transcendant les théories les plus élaborées de la physique. Cette historicité de l’holisme l’empêche de devenir une antithèse féconde à l’empirisme expérimental ou expérimentalisme.

Les philosophes qui se réclament de l’holisme ne s’accordent pas en général sur les domaines scientifiques qui sont concernés par l’interconnexion holiste.

Tandis que Duhem limite cette interconnexion à la physique, Quine la généralise à la logique, aux lois scientifiques et au langage. C’est un choix que Duhem n’a pas fait étant donné ses doutes concernant l’holisme en mathématiques15.

Cette divergence signifie que l’holisme n’est pas une approche naturelle, homogène et cohérente pour qu’elle devienne légitime et valable pour une absorption par la théorie des données de l’expérience et une remise en cause du statut de l’expérience cruciale.

Ce qui est également significatif est la non-reconnaissance par Duhem d’un holisme des autres sciences empiriques. Ceci démontre que les sciences empiriques avec ce qu’elles comportent comme données expérimentales sont autonomes et spécifiques n’ayant pas de liens avec les constructions théoriques holistes.

Afin de mieux comprendre cette situation, voyons de près la définition que nous donne Duhem de la physique : « un organisme dans lequel une partie ne peut fonctionner lorsque les autres parties qui en sont éloignées fonctionnent de la même manière mais à un certain degré16. »

Contrairement à Quine qui présuppose que non seulement la physique mais également la logique et les mathématiques sont mutuellement intégrées, Duhem n’est même pas certain que l’ensemble de la physique soit intégré de manière holiste. Il ne parle que d’un groupe de théories qui sont réunies comme une seule discipline. Le champ d’application de l’holisme est de plus en plus petit à mesure qu’on passe d’un philosophe à un autre.

Par exemple, Thomas Kuhn parle de paradigmes qui sont liés entre eux comme la mécanique, l’électrodynamique et la thermodynamique mais les paradigmes ne sont pas des théories mais seulement des concepts-force. Leur champ d’application est donc plus limité que celui d’un groupe de théories selon l’approche de Duhem17.

Par conséquent, l’holisme est de plus en plus affaibli à mesure que nous explorons l’étendue de la philosophie de la science. Le holisme le plus universel et le plus vaste est celui de Quine qui couvre toute la science tandis que le structuralisme de Kuhn est le plus limité, le plus circonscrit puisqu’il se base sur des paradigmes et non plus sur des théories18.

      1. Le rôle de l’expérience et les limites de l’holisme

L’affaiblissement et l’instabilité de l’holisme s’accompagne d’un manque d’individualité ou plutôt d’homogénéité et de cohérence. On ne sait plus si un ensemble de théories ou des paradigmes bien définis ou un groupe de sciences comprenant la logique, la physique et les mathématiques ou seulement la physique qui sont les plus pertinents pour devenir des systèmes intégrées au nom de l’holisme.

L’incertitude qui entache ces domaines contraste avec le champ bien défini de l’expérimentation. Celle-ci permet d’ailleurs de rendre l’intégration des théories et des systèmes théoriques encore plus instable.

Par exemple, le paradigme holiste qui a dominé la physique durant le XIXe siècle et qui a été engendré par la thermodynamique : l’énergétisme repose sur le concept d’énergie. C’est Boltzmann qui a tenté de remettre en cause ce paradigme en proposant sa théorie des atomes. On ne peut pas dire que les systèmes comme l’« énergétisme » et l’ « atomistique » puissent être fusionnés. L’un n’a rien à voir avec l’autre à un degré presque ontologique.

Ce n’est que l’expérience bien expliquée par Einstein du mouvement brownien découvert par le naturaliste Robert Brown en 1827 qui a permis de confirmer l’existence des atomes bien qu’il ne s’agissait que des molécules à l’époque.

En 1905, Einstein est parvenu à calculer la taille des molécules grâce à des mesures effectuées sur le mouvement brownien. Le mouvement brownien a donné lieu à une expérience. Lorsque cette expérience a été refaite, le mouvement a bien été observé, ce qui a conforté les observations de Brown et a prouvé que l’expérience fait intervenir un ensemble d’observations bien répertoriées par les scientifiques.

Malgré ce rôle clé de l’expérience, ce fut pourtant un paradigme holiste « l’énergétisme » qui a dominé la physique durant le XIXe siècle et qui soutenait que l’énergie est la véritable forme de la matière.

Le fait que ce n’était ni la physique entière, ni un groupe de théories qui étaient en jeu mais uniquement un paradigme holiste (l’énergétisme) ayant fait l’objet d’un consensus entre d’éminents physiciens comme Ostwald et Mach, reflète le manque de cohérence et l’instabilité du holisme à cette époque.

Ce paradigme a été remplacé par un autre (l’atomistique) grâce aux travaux de Boltzmann. Mais la résistance des énergétistes a été si forte menant Boltzmann au désespoir puis au suicide.

L’expérience parvient même à remettre en cause un paradigme holiste pourtant solidement établi. Par exemple, en raison du caractère décisif et stable de l’expérience, un processus complexe de rivalité sans répit entre deux théories sur la nature de la lumière a marqué l’histoire de la science aboutissant successivement à des succès et à des échecs récurrents.

La théorie de l’émission était connue depuis Descartes et Gassendi, puis elle fut reprise par Newton alors même que la théorie ondulatoire était née avec Huygens grâce à l’expérience de l’astronome danois Römer. Puis cette théorie a été rejetée à son tour par Newton et Laplace. La théorie ondulatoire reprendra son essor avec les travaux de Young et Fresnel.

Au début du XXe siècle, on assiste de nouveau à la juxtaposition des deux théories jusqu’à la « synthèse quantique » qui sera marquée par des découvertes inattendues comme celle des photons par Einstein.

C’est l’expérience qui provoque la naissance d’un paradigme suffisamment robuste et individualisé pour être reconnu par les scientifiques, ce qui prouve que les holismes ont été de plus en plus limités dans le temps. Ainsi, on remarque à travers l’histoire de la physique l’émergence de nombreux paradigmes qui sont extrêmement circonscrits contrairement à ce que prétend l’holisme de Quine. On assiste même au développement de plusieurs paradigmes concurrents dans le champ vaste de la physique.

Il y a eu non seulement l’aventure des atomes qui a excité une génération de physiciens au point ou Feynman a affirmé que leur existence résume la physique moderne mais également le paradigme ondulatoire (qui s’étend de l’électromagnétisme de Maxwell à la théorie quantique).

Il y a également le paradigme du champ qui tient compte de la force gravitationnelle pour laquelle aucune particule-vecteur n’ait été révélée jusqu’à aujourd’hui. Le champ de vecteur associe à chaque point de l’espace un vecteur par exemple le vecteur champ de gravité ou le vecteur champ électrique.

Le développement de la mécanique quantique des champs a rendu l’holisme encore plus moribond puisque on ne sait plus aujourd’hui si les entités quantiques sont des particules ou des champs.

C’est ce qu’on appelle l’incertitude ontologique de la mécanique quantique des champs.

Il convient de souligner aussi que lorsque nous voulons rendre l’holisme dont l’assujettissement par la théorie de l’expérience n’est qu’un aspect reflétant une circularité, plus opérationnelle, il doit permettre de faire correspondre une construction théorique à une donnée empirique précise.

Mais il n’y réussit pas puisque cette correspondance entre l’énoncé scientifique et la donnée de l’expérience exige, dans la version holiste classique, la vérification de tout un ensemble d’énoncés théoriques selon la fameuse thèse Duhem-Quine. Un rapprochement plus simple serait de faire correspondre chaque énoncé théorique à un fait empirique précis. A chaque énoncé ou paradigme, un fait empirique unique.

Par ailleurs, l’expérience permet parfois de formuler des hypothèses qui sont reprises ensuite par des théories sans que celles-ci soient confrontées avec cette expérience. Même si ces hypothèses seront par la suite beaucoup plus raffinées dans le cadre de la théorie, il n’en demeure pas moins vrai qu’elles découlent des expériences et non de la théorie.

L’hypothèse de la vitesse constante de la lumière découle directement de l’expérience de Michelson et Morley qui visait à démontrer l’existence de l’éther. Cette donnée empirique a été ensuite intégrée dans la théorie de la relativité restreinte d’Albert Einstein.

Non seulement le schéma holiste ne reflète pas la correspondance entre l’hypothèse théorique et la donnée empirique en restant confiné dans le « tout théorique» mais il n’explique pas également la manière avec laquelle l’expérience produit des hypothèses en alimentant une théorie a priori non liée à cette expérience.

Ce type d’expérience se rapproche de la notion d’expérience cruciale que le schéma holiste vise à remettre en cause sans y parvenir vraiment en raison du confinement des hypothèses individualisées dans le carcan théorique.

Il y a aussi des expériences dont les résultats sont tellement révolutionnaires qu’une série de théories sont élaborées comme des conséquences logiques à ces résultats inattendus.

On peut conclure à ce niveau d’analyse que les tentatives d’unification de la physique qui reposent sur un schéma holiste ne peuvent pas réussir à chaque fois et ce, pour une raison simple : c’est l’expérience qui décide si des théories peuvent être unifiées et non la théorie dans le processus d’unification des lois physiques pourrait s’étendre à l’infini selon la tentation holiste.

La force de la mécanique quantique repose justement dans cette capacité à relier ses postulats à l’expérience sans recourir à des expédients théoriques holistes et unificateurs, manifestement inutiles et superflus.

      1. La mécanique quantique et le rôle anti-holiste de l’expérience

L’élaboration de la mécanique quantique a révélé d’une manière précise et éclatante l’importance de relier n’importe quel concept à l’expérience.

Feynman le dit explicitement: « Lorsque la nouvelle mécanique quantique fut découverte, les physiciens classiques…..dirent « écoutez, votre théorie n’est bonne à rien puisque vous ne pouvez pas répondre à des questions comme «quelle est la position exacte de la particule ? Par quel trou passe-t-elle ?, et quelques autres.» La réponse de Heisenberg fut « je n’ai pas besoin de répondre à de telles questions parce que vous ne pouvez pas les poser expérimentalement » Nous n’avons pas à nous les poser19 »

Il y a un exemple encore plus fascinant, c’est celui de la catastrophe ultraviolette étudiée par Max Planck. Cette expérience n’est pas simplement cruciale, elle a donné naissance à toute la physique quantique. Elle est le point de départ d’une odyssée laborieuse qui a permis durant une dizaine d’années de créer les premières théories quantiques.

Le physicien anglais Lord John Rayleigh énonce la loi du rayonnement émis par un corps chauffé à grande température: la puissance rayonnée est proportionnelle à la température absolue est inversement proportionnelle au carré de la longueur d’onde. Le rayonnement thermique est plus intense à mesure que la longueur d’onde est plus courte. Mais les choses vont autrement pour les longueurs d’onde les plus courtes comme l’ultraviolet.

Pour de telles longueurs d’onde, les valeurs sont quasiment infinies. C’est ce qu’on appelle historiquement parlant la « catastrophe ultraviolette ». Afin de résoudre cette énigme, Max Planck à élaboré en 1900 une hypothèse audacieuse: le rayonnement thermique évolue sous forme de vibrations : le rapport entre l’énergie d’une vibration E et sa fréquence v donne toujours une constance ou un multiple entier de cette constante qu’on appelle constante de Planck20.

Ceci signifie que l’émission d’un rayonnement par un corps se réalise par des quantités bien déterminées appelées quantum et non par une quelconque valeur. Cette nouvelle vision des choses a battu en brèche la physique classique.

L’expérience de la catastrophe ultraviolette étudiée et expliquée par Planck a abouti à une hypothèse audacieuse qui n’a rien à voir avec la théorie de Rayleigh et qui a été le point de départ d’une suite ininterrompue de théories quantiques.

Cette expérience montre que le déroulement de la science ne s’embarrasse pas de l’holisme et de l’unification entre des théories physiques. C’est l’expérience qui permet de générer les concepts théoriques.

Planck ne s’est pas soucié de la solidarité entre les énoncés théoriques au sein d’un édifice bien robuste à tester par l’expérience. Bien au contraire, il voulait connaître la cause de la non-concordance entre les observations des longueurs courtes du rayonnement et une seule hypothèse qui n’est pas seulement isolée mais bien déterminée et censée s’appliquer à toutes les longueurs d’onde (hypothèse de Rayleigh).

Un tel processus montre que le schéma anti-holiste est plus viable. Mais encore toutes les théories de la physique classique (théorie électromagnétique de Maxwell, la loi formulée en 1893 par Wilhelm Wien selon laquelle le rayonnement émis par le corps noir dont la longueur d’onde est la plus grande est inversement proportionnelle à la température ainsi que toutes les théories de la physique classique) qui sont, selon le schéma holiste, liées à l’hypothèse de Rayleigh ont été transcendées et dépassées par la découverte de Planck.

Celle-ci a entrainé la remise en cause de toute la physique classique. La catastrophe ultraviolette reflète inexorablement une « catastrophe holiste » qui cesse d’être applicable aux expériences de physique.

Quant aux théories qui expliquent, selon la thèse de Duhem, le fonctionnement de tous les appareillages expérimentaux utilisés par Planck, elles ne sont pas directement concernées par la mise à l’épreuve de l’hypothèse de Rayleigh. La valeur cognitive de leur utilisation est induite dans le processus de compréhension par Planck de son travail expérimental. Manifestement le lien entre cette utilisation et l’hypothèse révolutionnaire de Planck est dilué.

La connaissance des modes de fonctionnement de ces instruments expérimentaux s’est ancrée dans les habitudes des expérimentateurs depuis un temps tellement long que les prétendues énoncés et concepts théoriques sous-jacents à la maitrise de leur utilisation se sont fossilisés dans les expériences acquises par ces scientifiques. Ces connaissances se perpétuent de manière presque inconsciente.

Même les appareillages qu’Hertz a inventés, lui qui était un pur expérimentateur, n’ont pas suscité dans la littérature sur ce scientifique un intérêt particulier en termes de rapports significatifs avec les résultats de ses expériences.

Au-delà de cet aspect, il convient de rappeler que les expériences possèdent une puissance inductive au point de mettre en éclats le schéma holiste et sa propension d’unification de la physique. Il convient également de rappeler que l’holisme concerne plus particulièrement la théorie plutôt que l’expérience. Il n’existe pas de schéma holiste précis pour l’expérience ou plutôt de réponse holiste précise lorsqu’il s’agit de faire correspondre une hypothèse théorique donnée à une donnée empirique déterminée.

Le holiste affirme dans ce cas qu’il est très difficile de prétendre que l’hypothèse théorique isolée puisse être celle qui correspond bien au fait empirique et à nul autre. Il précise que dans ce cas, il est nécessaire d’examiner cette hypothèse en relation avec un ensemble de concepts et de théories. L’identité de cette hypothèse ne peut être reconnue si un tel lien n’est pas établi entre l’hypothèse concernée et l’ensemble théorique.

L’holisme est conçu selon les tenants de cette doctrine pour être certain de l’identité de toute hypothèse théorique à l’égard des faits empiriques. Mais cette vision est illusoire. Les faits empiriques peuvent concorder avec des énoncés théoriques précis.

Nous allons poursuivre dans la partie deux de cet article, notre critique de l’hypothèse de Hawking sur l’unité de la science et l’unification de la physique avant de s’attaquer à sa deuxième hypothèse sur les lois physiques.

      1. La difficulté des identités mathématiques en physique qui sont à la base des lois

C’est la théorie qui devient un champ incertain puisque l’holisme n’épuise jamais les relations entre les concepts et les hypothèses qui y sont contenues ou celles qui appartiennent à d’autres théories jusqu’à la régression à l’infini.

L’une des raisons à cette mise en relation complexe entre les constructions théoriques suivant le schéma holiste est la similarité mathématique entre ces constructions. On peut ajouter à l’identité mathématique des théories physiques, une certaine identité épistémologique. Nous connaissons de cette même manière la signification physique de la masse grave et de la masse inerte, de l’attraction et de la gravitation.

Une telle identité et une telle similarité jettent le doute sur l’identification précise de la construction théorique adéquate à une correspondance avec le contexte empirique comme l’orbite d’une planète. Pour préciser davantage les choses à travers un exemple, on peut dire que la forme mathématique d’une loi physique comme la loi de gravitation de Newton est exactement la même, mathématiquement, que celle de la loi électrostatique de Coulomb21.

Dans ces deux lois, la force est proportionnelle au produit de la valeur de deux grandeurs physiques et elle est inversement proportionnelle au carré de la distance entre ces deux grandeurs (charges électriques dans le cas de la loi de coulomb et masses dans le cas de la loi de Newton).

Les symboles algébriques de ces deux lois mettent en jeu une même équation indépendamment de la signification des grandeurs qui y sont représentées. Dans la mesure où la structure algébrique est identique dans les deux lois physiques, elle ne permet pas, par conséquent, de les distinguer vis-à-vis des contextes empiriques proposés.

La loi de gravitation de Newton ne parvient pas à elle seule à expliquer les contextes empiriques parce que la signification des grandeurs physiques qui y sont contenues n’est possible que si cette signification est associée à la signification épistémologique d’un ensemble de concepts comme la loi de conservation du moment angulaire et la deuxième loi de Newton (la force est égale au produit de la masse et de l’accélération).

A cette manière de voir l’identité des lois physiques sous l’angle mathématique, nous pouvons opposer deux arguments : le premier est relatif au fait que les deux lois ne se distinguent pas vraiment en vertu de leur forme algébrique ou même de la signification des grandeurs physiques comme la masse ou la charge électrique qui sont des grandeurs variables et ouvertes à l’hypothèse mais elles le sont plutôt en vertu des constantes physiques qui figurent à la première place dans les deux équations. Concernant la loi de gravitation de Newton, il s’agit de la constante de proportionnalité qui porte le nom de Newton et qui a été calculée expérimentalement.

Henry Cavendish l’a mesuré en 1798 en utilisant une balance de torsion constituée de deux boules en plomb placées dans une tige horizontale. La fréquence des oscillations lui a permis de calculer la force de gravité entre les boules. Avec de telles données empiriques, Cavendish a calculé la constante de gravitation.

S’agissant de la loi de Coulomb, la constante est exprimée sous cette formule ε0 8,854×10-12 F.m-1 est elle est appelée constance diélectrique ou permittivité du vide. Ces deux constantes à l’instar du riche tableau des constantes physiques sont calculées grâce aux expériences.

On voit là une intrusion de données empiriques dans le cœur des lois physiques, ce qui remet en cause encore une fois l’holisme de la théorie. Aucune constante n’est liée à une autre.

Elle est individuelle et tire sa substance de la puissance de la réalité expérimentale. Ce sont donc les constantes qui distinguent des lois comme celles de Newton et de Coulomb.

Ces deux lois ne se ressemblent pas épistémologiquement. La ressemblance algébrique est vraiment trompeuse puisque elle dissimule la différence épistémologique d’origine empirique. Celle-ci est exprimée par les constantes physiques. Deux constantes universelles expriment toute la plénitude de la distinction épistémologique entre les théories physiques. La constance de gravitation et la constance de Planck.

La première est une constante de proportionnalité qui exprime l’attraction entre deux corps.

La deuxième permet de relier l’énergie d’un photon E à sa fréquence v. Elles sont les grandeurs les plus universelles dans l’univers : la première concerne la gravitation et la deuxième traite de l’énergie au niveau microscopique et de ce fait, elles sont distinctes sur le plan épistémologique car elles expriment des ontologies physiques différentes de l’infiniment grand et de l’infiniment petit.

L’holisme des théories ne peut se maintenir non seulement en raison du caractère empirique des constantes mais également du fait de la non-universalité de l’identité (la similarité) mathématique des lois physiques.

La comparaison entre la loi de Newton et la loi de Coulomb est une pure coïncidence en philosophie des sciences. Il existe de nombreuses théories dont la structure mathématique et la signification physique empêchent l’établissement de liens avec d’autres concepts ou théories en vue de parvenir à la correspondance nécessaire avec les données empiriques.

C’est pour cette raison que les efforts d’unification entre la théorie de la Relativité générale et la Mécanique quantique sont restées jusqu’à aujourd’hui u lettre morte. Tandis que la première traite de l’infiniment grand, la deuxième se limite à l’infiniment petit.

Rafik Hiahemzizou

1 Hawking Stephen Une brève histoire du temps. Du Big bang aux trous noirs traduit de l’anglais par Isabelle Naddeo-Souriau Flammarion, 1989, p. 31.

2 Ibid., p.200

3 Stephen Hawking Bref Answers to the Big Questions, John Murray Publishers, 2018, p.28

4 Ibid., p.29

5 Ibid., p.33

6 Ibid., p.38

7 Ibid., p.27-28

8 Ibid., p.183

9 Ibid.

10 Smolin Lee The Trouble with physics, Houghton Mifflin Company, Boston, New York, 2007, p.85.

11 Ibid.

12 Ibid. p. 89.

13 Ibid. p.91.

14 Alain Riazuelo A l’horizon des trous noirs, Dossier pour la Science, N°83, Avril-Juin 2014.

15 Moulines C. Ulises The Ways of Holism, Source: Noûs, Vol. 20, No. 3 (Sep., 1986), pp. 313-330.

16 Duhem Pierre La Théorie physique, son objet, sa structure [1906], Vrin, 1981, p.90.

17 Ibid.

18 Op.cit. Moulines, p.319.

19 Feynman/Leighton/Sands Le cours de physique de Feynman –Mécanique quantique, Version française de B. Equer, P.Fleury, InterEditions, Paris, 1979.

20 Ortoli Sven / Pharabod Jean-Pierre Le Cantique des Quantiques. Editions la Découverte, Paris, 1984.

21 Op.cit. Moulines C. Ulises, pp. 313-330.

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