Cosmonadologie quantique et Gravité : la partie commence, Monsieur Hawking !

(1) 1915-2015. Je ne crois pas aux coïncidences qui la plupart reposent sur une surinterprétation des événements. Disons que c’est étrange. Cette année 2015, la relativité générale d’Einstein a 100 ans et c’est le moment où arrive une nouvelle description du cosmos. Une monadologie universelle, englobant la physique quantique, l’étendue cosmique et la gravité, pour ensuite aller vers la physique statistique et la compréhension des processus de transformations inhérents à cette « matière » qui n’a plus rien des atomes et d’un ensemble de mécanismes puisque cette matière est conçue comme substance monadologique. Cette hypothèse découle de l’interprétation réaliste de la physique quantique que j’ai développée dans un essai consistant qui cherche un éditeur. En attendant, le lecteur intéressé par ce sujet pourra lire le dossier spécial de la revue Science Cerveau Conscience parue en kiosque le 8 avril 2015. Une manière de s’inscrire dans le champ éditorial et de signifier le début d’une nouvelle partie en physique quantique et cosmologie.

(2) La partie a commencé. Elle ne peut plus s’arrêter sauf si tous les physiciens et autres philosophes de la nature décident de ne pas la jouer. Le but de cette partie est de parvenir à une nouvelle description des choses de la nature incluant Matière, Etendue et Gravité. Les nouvelles théories doivent en principe passer par les revues spécialisées. Etant donné les circonstances ayant présidé à l’élaboration de la cosmonadologie, c’est plus par nécessité que par choix que j’ai décidé de porter à la connaissance du public instruit et des physiciens le résultat de mes recherches qui ont avancé non pas en dépit d’un isolement institutionnel mais grâce à cette mise hors-jeu de la science ordinaire (pour employer une notion chère à Thomas Kuhn). J’ai la conviction que certaines innovations ne peuvent pas naître dans un contexte institutionnel et comme se plaisait à le raconter Einstein, le physicien Faraday a su faire preuve d’audace parce qu’il n’était pas passé par le moule des études scolaires. Cela étant, il est maintenant impossible de contourner les meilleures théories disponibles en physique mais il est possible de les dépasser pour en construire de meilleures, capables de décrire la Physis.

(3) Je ne conteste pas les règles de la science et je les approuve car elles permettent de disposer de descriptions et théories fiables car filtrées par une communauté de scientifiques aptes à séparer les théories crédibles des idées fantaisistes. Je me suis d’ailleurs appuyé sur ces savantes réflexions, du quantique au cosmos. La prochaine étape pour lancer véritablement la partie sera la publication d’un essai. Les scientifiques pourront très bien ignorer mes hypothèses. C’est leur droit et leur choix n’a pas à être jugé. D’autres pourront à l’inverse jeter un regard averti sur cette nouvelle monadologie qui se dessine et qui, pour parler comme au temps de Galilée, constitue un nouveau système du monde. Une philosophie scientifique de la nature qui « déborde et dépasse » les quatre siècles de modernité et de conceptions partielle de la matière et l’univers.

(4) La partie n’a rien de facile. Elle s’arrêtera peut-être avant d’avoir commencé faute de joueurs. Mais connaissant la curiosité scientifique, je suis certain qu’il se trouvera bien quelques physiciens, pointus ou généralistes, vieux sages ou jeunes aventuriers, pour regarder le système du monde basculer et participer à ce grand jeu de la connaissance. Je ne sais pas ce qui va ressortir de ce jeu car contrairement à l’époque 1900-1930 où il y avait tant de théories à élaborer et tant de phénomènes à observer, maintenant, le domaine des observations est quelque peu saturé. Il se peut bien que la nouvelle physique n’ait rien à expérimenter et qu’elle reste une sorte de monadologie spéculative expliquant et dévoilant les ressorts cachés de la matière, la vie, le cosmos, la conscience et la gravité. Ce qui est sûr, c’est que la compréhension de la Nature sera radicalement métamorphosée. Spinoza, Leibniz et Darwin n’ont pas publié leur oeuvres dans des revues spécialisées. Cette stratégie de contournement est la seule possibilité de faire connaître ces idées nouvelles. Louis de Broglie affirmait que les commissions de spécialistes n’auraient pas laissé passer quelques idées audacieuses, ni aperçu des voies fécondes que la plupart ne voyaient pas.

(5) Les mathématiques et la physique… font bon ménage mais gare aux méprises. Une physique qui se fait déborder par les mathématiques devient au mieux redondante, au pire une fiction abstraite dont l’essentiel n’a aucun rapport avec une description de la nature. A l’inverse, une physique pauvre en mathématique peut s’avérer conforme à la nature mais n’offre guère de prise pour étudier les détails et les régularités de cette nature. Le physicien navigue entre le flou des intuitions et le baroque des fioritures mathématiques. Il doit toujours se demander quelle est la contrepartie physique contenue dans ses descriptions formelles et s’il n’y en a pas, qu’il continue à développer ses formules ; au final, il fera le tri. On me reproche parfois d’énoncer des théories physiques sans mathématiques. Le reproche est légitime. Mais je n’ai pas sous la main un mathématicien et puis ce n’est pas nécessaire. Il vaut mieux partir d’intuition physique que de mathématiques arbitraires. Et comme aurait dit le général, il ne suffit pas de sauter comme un cabri en s’écriant, mathématique, équation !.., pour rendre légitime une conception physique. En cette époque indécise, il est des physiciens qui sont en premier lieu des « tronches » en mathématiques. Les Edward Witten et autres Joseph Polchinski jonglent avec les cordes et les trous noirs. Ce qui n’empêche pas Polchinski d’avouer sa perplexité face à la dualité AdS/CFT dont il se demande quel rôle elle joue dans la nature. Carlo Rovelli et Lee Smolin sont aussi de brillants théoriciens mais plus près du sens physique. Le premier ne parvient pas à faire le deuil de la relativité générale et le second pense avec le temps et n’hésite pas à utiliser l’approche concurrente, celle de la dynamique des formes, quitte à réformer la RG (voir Smolin et Gomes, arXiv, 2015).

6) Et si la nouvelle monadologie était une partie de poker jouée avec des cartes de tarot ? La nature est un puzzle. Les physiciens utilisent des notions abstraites dont l’agencement livre une cartographie fidèle des détails de la nature mais aussi une vision approximative de cette même nature. Points matériels, forces, champs, équations différentielles, vecteurs, tenseurs, masse, spin, charge, espace, temps, fonction d’onde, matrices… ces notions étant combinées pour former des équations, certaines devenues célèbres. L’ensemble des théories forme l’édifice achevé et provisoire de la physique contemporaine. La monadologie va bousculer cet édifice. J’ai le sentiment que cette partie se joue avec des cartes qui arrivent progressivement et un jeu sans cette rabattu. Avec du moins mes cartes car pour l’instant, les troupes de l’armada physicienne ne sont pas encore vraiment dans la partie. Les cartes arrivent et il faut savoir les lire. Ou plus souvent, l’intuition arrive avec le sens voire le symbole et alors, il faut savoir reconnaître la carte et lui donner une forme, en général, une correspondance physique. Il y a des cartes maîtresses, mais plus souvent, ce sont des arcanes mineurs qui confortent le puzzle. La dualité AdS/CFT est une carte maîtresse.

(7) Les quelques cartes mises sur le tapis offrent une combinaison pouvant rivaliser avec ce qu’ont misé les physiciens jusqu’alors. Cette partie de poker est assez aventureuse. Les physiciens vont abattre leurs propres cartes, notamment les acteurs de la cosmologie des formes. La méthode que j’emploie est assez décousue et n’a rien des règles de l’art. En général, les physiciens font valider leurs théories par leurs pairs puis ensuite les rendent accessibles au public. Je fais l’inverse, vu que mon cerveau est monté à l’envers. Je livre au grand public et aux scientifiques un travail de fond, le plus complet possible, visant à exposer une philosophie de la nature et la physique alors même que les équations et formules mathématiques ne sont pas encore disponibles. Ou si elles le sont, ce n’est que de manière lacunaire et sans une vision physique aboutie.

(8) Einstein face à la géométrie physique : Je viens de relire les réflexions d’Einstein sur le développement de la physique, depuis Newton jusqu’aux relativités, en passant par Maxwell, en finissant par l’énigmatique physique quantique sur laquelle Einstein a « calé » comme du reste la plupart des physiciens du 20ème siècle. L’un des arcanes majeurs pour comprendre la physique contemporaine (et sans doute son impasse) est contenu dans ce propos extrait de « comment je vois le monde » (Flammarion) où Einstein explique pourquoi la théorie décrivant la géométrie physique (la RG) ne peut pas être considérée comme définitive et satisfaisante

« La gravitation est réintroduite dans la structure de l’espace. C’est un premier point mais hors de ce champ de gravitation existe le champ électromagnétique. Il faut d’abord considérer théoriquement ce dernier champ comme une réalité indépendante de la gravitation. Dans l’équation conditionnelle pour le champ, j’ai été contraint d’introduire des termes supplémentaires pour expliquer l’existence de ce champ électromagnétique. Mais mon esprit de théoricien ne peut absolument pas supporter l’hypothèse de deux structures de l’espace, indépendantes l’une de l’autre, l’une en gravitation métrique, l’autre en électromagnétique. Ma conviction s’impose que ces deux sortes de champ doivent en réalité correspondre à une structure unitaire de l’espace » (p. 156).

Cette remarque d’Einstein s’explique par une image très simple. Allez au bord d’une falaise, lancez une pierre dans une direction horizontale, elle va tomber et c’est la structure spatiale de la gravitation métrique qui apparaît dans ce phénomène. Prenez un stylo laser, orientez le faisceau horizontalement, il ira éclairer tout objet qui se situe à la même altitude. Et c’est la structure spatiale de l’électromagnétisme. La structure unitaire de l’espace n’a pas été trouvée. Ou bien on n’a pas trouvé la structure unitaire, ou bien l’étendue spatiale se dédouble en deux structures. Ou enfin et c’est la plus audacieuse des hypothèses, il n’existe pas de gravitation métrique. Il faut donc trouver autre chose.

C’est ce que j’ai suggéré avec l’hypothèse d’une matière qui se dispose dans le cosmos en fonction des informations diffusées par une sorte de fluide informationnel. Ce qui signifie qu’il n’y a pas de champ de gravité mais une étendue qui fonctionne comme médium informationnel avec deux types d’informations, celles du champ EM et celle de la gravité. La force de gravité est en fait inhérente à la matière qui réagit aux informations gravitationnelles. Dans la théorie d’Einstein, lorsqu’une masse est « attirée » par une autre, les deux forment une géodésique spatiale et dynamique ; le mouvement en résulte, avec l’accélération. Dans ma conception, il n’y a pas de géodésique « portée » par l’espace mais une trajectoire et une dynamique qui est « calculée » par la matière, un peu comme un randonneur se représente le chemin à suivre. La matière porte en quelque sorte une mémoire du passé et une anticipation des futurs possibles qui dans le contexte de la gravité, sont limités à une seule possibilité, celle calculée par les lois de « l’attraction universelle ». Quand la matière est vivante, elle se prête à l’évolution et les futurs sont ouverts aux possibles de la création ordonnée en « éclairant » le hasard et le chaos quantique.

Je reviens brièvement sur cette idée de structure unitaire exposée par Einstein dans l’un de ses derniers écrits en 1950 (conceptions scientifiques, Flammarion) où il évoque une théorie du champ total (le Tout unifié). En suggérant d’abandonner le tenseur symétrique de la relativité générale pour passer à un tenseur antisymétrique (ce qui ajoute 6 composantes indépendantes). Drôle de geste qu’on peut interpréter comme une manière de casser les tables de la loi cosmologique (écrites dans du marbre) par un Einstein insatisfait et désireux d’accéder au champ total mais bien conscient de l’impasse de la théorie du champ. Cette époque est datée. Je crois pour ma part que cette symétrie des tenseurs découle d’une symétrie fondamentale dans la Nature, au même titre que la symétrie CPT qui a conduit Hawking à amender la conception du trou noir quantique. Pour ce qui est de la géométrie, on notera qu’à l’inverse d’Einstein, de jeunes physiciens utilisent une formulation avec moins de composantes que dans les tenseurs de la RG pour décrire une géométrodynamique en 3D, sans matière pour commencer (la dynamique des formes).

(9) J’ai maintenant la conviction que Einstein s’est égaré en voulant suivre une conception néo-spinozienne de la nature. Le succès de la relativité générale est un triomphe à la Pyrrhus de la physique moderne. La description complète de la nature a été perdue. Mais ne soyons pas défaitiste. La relativité générale n’est qu’une « ligne de Maginot épistémologique » qui doit être contournée pour sortir de la caverne moderniste et accéder aux principes universels du cosmos et de la « matière ». Monisme, non, dualisme et dualité oui ! Et puis le Verbe à la fin. Du quantum au cosmos, avec la Trinité et Platon.

CFT (fermions, Yang-Mills) / AdS (RG) <-> (RG) / CFT (géométrie, shape dynamics)

Cette formule quasiment kabbalistique tente de décrire la structure complète du cosmos avec matière et étendue. On note la position centrale de la RG qui est débordée sur deux pôles opposés et très différents du point de vue physique mais construits avec le principe du champ conforme (CFT) : la matière avec les « champs » de fermions ; l’étendue avec la dynamique des formes. Fermions et formes étendues : un lien avec le doublet platonicien sensible et intelligible ?

Cette formule est un peu courte. Sur un T-Shirt il y a encore un peu de place pour écrire deux autres formules tout aussi sibyllines. Deux cartes jouées mais sans être certain qu’elles soient définitives. C’est pour l’instant une exposition provisoire, compressée à l’extrême, de la cosmonadologie quantique dont je n’ai pas les équations mais qui comprend deux descriptions du cosmos incluant Matière, Etendue et Gravité. C’est plus beau que le marbre d’Einstein. Normal, c’est de l’algèbre et ça rappelle Platon. Mais je trouve notre grand architecte (qui n’existe pas) très pointilleux. Il y a une virgule et ça change tout.

SU(3) --- SU (2) --- SO (3) SU(3) --- SU(2) ---- U(1) ---- SO (3, 1)

(10) La partie est lancée, avec une stratégie qui n’est pas dans les règles de la profession puisque je présente une théorie sur la base de notions physiques et d’interprétations avant même qu’elle ne soit formalisée, finalisée, aboutie, filtrée par les revues scientifiques et les examinateurs. Dans sa brève histoire du temps, Hawking souhaitait qu’une théorie physique livrant la pensée de Dieu puisse être comprise par tous. Je suggère alors que cette nouvelle philosophie de la nature émerge d’une savante partie jouée avec un débat public en incluant tous les scientifiques et les citoyens instruits désireux d’y participer. La présentation dans la revue « Science cerveau et conscience » sera suivie de l’édition d’un essai qui, malgré quelque 400 pages, ne constitue qu’une modeste et perfectible esquisse de ce grand basculement de la conception du cosmos et de la matière. Sans compter les autres sciences qui vont prendre un tournant inédit mais dont on ne peut tracer les contours. Si les sciences sont une cathédrale, alors il n’y a pas de schéma préétabli. Ce n’est qu’en ajoutant les pièces du puzzle qu’on voit se dessiner la compréhension complète des choses de la nature. En ligne de mire, une science totale (universelle), à l’instar de la théorie du champ total que cherchait Einstein.

Dans son dernier livre, Hawking commence par le constat d’une philosophie devenue morte faute d’avoir suivi les progrès de la science. Est-ce bien certain ? Non seulement la philosophie peut ressusciter mais elle a aussi la possibilité de jouer la partie avec quelques physiciens ou même seule, en proposant un système du monde qui puisse rivaliser avec ceux des physiciens dont le tort serait selon moi, non pas d’avoir ignoré les développements de la philosophie, mais de l’avoir tout simplement oubliée, de Platon à Leibniz.

(11) Comme le lecteur l’aura compris, il faut maintenant construire une nouvelle théorie du cosmos et de la Gravité pour remplacer celle d’Einstein. Il n’y a rien d’étonnant à ce que la cosmologie quantique soit dans une impasse. La relativité générale n’est pas la bonne description. Il faut même deux descriptions de la Gravité puis essayer d’inclure la physique quantique. Ce n’est pas la vérité mais c’est mon hypothèse. Une partie scientifique commence toujours par une hypothèse.

(12) Y a-t-il un grand architecte dans l’univers se demande Hawking dans son dernier livre. Non, suis-je enclin à lui répondre. Mais il y a les Verbes, le Logos et l’Eternité. C’est peut-être cela l’impensé de Dieu. Mais avant d’en arriver là, il faut jouer la partie (Que les anges soient avec vous, ils sont aussi de la partie dans la Gravité universelle et peuvent influer sur la trajectoire de vos existences sans passer par les tenseurs, à bon entendeurs !).

Bernard Dugué, Bordeaux, le 14 avril 2015