De la v\u00e9rit\u00e9 scientifique – David Bensoussan<\/p>\n
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L\u2019auteur est professeur d\u2019\u00e9lectronique \u00e0 l\u2019\u00c9cole de technologie sup\u00e9rieure.<\/p>\n
\nNous sommes \u00e0 un tournant d\u00e9cisif de notre histoire, o\u00f9 les progr\u00e8s de la technologie nous promettent une transformation radicale de notre existence. Apr\u00e8s l’\u00e8re de la machine et celle des semiconducteurs, nous sommes maintenant \u00e0 la veille d’une \u00e8re o\u00f9 la combinaison de la physique quantique et de l’intelligence artificielle ouvrira la voie \u00e0 des outils d’une puissance in\u00e9dite, avec des implications profondes sur notre perception du monde et de nous-m\u00eames. La physique quantique, qui explore les particules \u00e0 l’\u00e9chelle nanom\u00e9trique, joue un r\u00f4le crucial dans cette r\u00e9volution imminente.<\/p>\n
\u00c0 l\u2019instar de Roland Barthes qui affirmait : \u00ab Il y a du texte dans l\u2019image \u00bb, la m\u00e9canique classique est telle une image que l\u2019on interpr\u00e8te par l\u2019impression qu\u2019elle inspire en nous. Or, la lecture de l\u2019image est trompeuse : elle est grossi\u00e8re et satisfait nos sens. La m\u00e9canique quantique est comme une \u00e9criture non d\u00e9chiffr\u00e9e. Elle constitue la trame invisible, mais n\u00e9anmoins constitutive de la peinture sur la toile.<\/p>\n
La r\u00e9alit\u00e9 que nous percevons est une repr\u00e9sentation id\u00e9elle du monde ext\u00e9rieur, fa\u00e7onn\u00e9e par les capacit\u00e9s cognitives humaines. L\u2019a priori subjectif de la raison s\u2019harmonise au posteriori de la r\u00e9alit\u00e9 de l\u2019exp\u00e9rience.<\/p>\n
Th\u00e9orie et exp\u00e9rience<\/strong> L’exp\u00e9rience et la th\u00e9orie convergent (id\u00e9alement) en se soutenant mutuellement : le physicien cherche \u00e0 conceptualiser des id\u00e9es ayant une signification physique, mais qui peut \u00eatre repr\u00e9sent\u00e9e math\u00e9matiquement, puis \u00e9nonce des propri\u00e9t\u00e9s ou des relations fondamentales, exploitables dans le cadre d’une d\u00e9duction math\u00e9matique : il effectue des calculs, d\u00e9veloppe des hypoth\u00e8ses et des th\u00e9ories qu’il cherche activement \u00e0 confirmer, tout en \u00e9tant pr\u00eat \u00e0 les remettre en cause si les observations semblent les infirmer. L’exp\u00e9rience s’efforce d’exploiter pleinement la th\u00e9orie en se conformant aux pr\u00e9visions d\u00e9ductives de celle-ci. La th\u00e9orie est toutefois indispensable pour orienter la d\u00e9marche scientifique, sans laquelle l’exp\u00e9rience ne serait pas envisageable.<\/p>\n L\u2019exp\u00e9rience peut aussi passer du simple contr\u00f4le de la d\u00e9duction par les faits \u00e0 l\u2019exp\u00e9rimentation inventive. Ainsi l\u2019exp\u00e9rimentation peut chercher \u00e0 prolonger toujours plus avant ses limites en faisant \u00e9tat de tout l\u2019acquis praticable de la th\u00e9orie. Elle s\u00e9lectionne \u00e9galement m\u00e9thodiquement les m\u00e9thodes d’investigation afin d’affiner l’ajustement \u00e0 la th\u00e9orie, de conceptualiser de mani\u00e8re plus approfondie le ph\u00e9nom\u00e8ne physique par rapport au formalisme th\u00e9orique, et d’harmoniser le tangible avec l’abstrait, r\u00e9pondant ainsi \u00e0 l\u2019exigence d\u2019harmonie de notre intellect et au dynamisme rationalisant de l\u2019esprit.<\/p>\n L’\u00e9valuation de l’ad\u00e9quation au r\u00e9el repose essentiellement sur l’exp\u00e9rience et la v\u00e9rification. Cela se traduit par la capacit\u00e9 \u00e0 anticiper des ph\u00e9nom\u00e8nes observables, de pr\u00e9f\u00e9rence mesurables, qui sont encore inconnus ou \u00e0 venir, et qui se manifestent conform\u00e9ment aux pr\u00e9dictions \u00e9mises par le sch\u00e9ma mental. La conciliation entre la science et l’exp\u00e9rience ne se limite pas \u00e0 la simple caract\u00e9risation d’un isomorphisme dans le but d’appliquer les math\u00e9matiques aux sciences de la nature, rel\u00e9guant ainsi les math\u00e9matiques \u00e0 un r\u00f4le d’outil. Les math\u00e9matiques, fond\u00e9es sur un ensemble d’axiomes, restreignent leur champ d’application \u00e0 une dimension sp\u00e9cifique des relations, ce qui peut conduire \u00e0 une rigueur particuli\u00e8re dans un domaine d’efficacit\u00e9 donn\u00e9, bien que des contre-exemples puissent les remettre en question.<\/p>\n Ainsi, la mesure de la distance entre deux points sur une surface plane diff\u00e8re de celle sur la surface d’une sph\u00e8re. Bien que notre intuition accepte g\u00e9n\u00e9ralement que 3×2 soit \u00e9gal \u00e0 2×3, la commutativit\u00e9 ab=ba n’est pas toujours garantie, ce qui peut entra\u00eener des erreurs, car l’ordre des op\u00e9rations peut influencer le r\u00e9sultat. En physique quantique, la s\u00e9quence de mesure de la position suivie de la mesure de la vitesse produit des r\u00e9sultats diff\u00e9rents de celle obtenue en mesurant d’abord la vitesse puis la position. Cette complexit\u00e9 met en \u00e9vidence la nature non intuitive du monde quantique et souligne les limites de certaines notions math\u00e9matiques dans ces contextes particuliers.<\/p>\n L’aspiration \u00e0 une unit\u00e9 th\u00e9orique globale se heurte parfois \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9 pragmatique. La recherche de cette unit\u00e9 tente d\u2019\u00e9laborer des formalismes explicatifs, mais l’id\u00e9al philosophique th\u00e9orique se trouve confront\u00e9 \u00e0 la complexit\u00e9 du monde r\u00e9el. L\u2019id\u00e9al philosophique est une chose, la r\u00e9alit\u00e9 en est une autre. Dans la qu\u00eate scientifique, nous constatons souvent un retour \u00e0 la case d\u00e9part, une tentative de remonter vers ce qui demeure inexplicable et inconditionn\u00e9.<\/p>\n L\u2019empirisme peut s\u2019appuyer exclusivement sur l\u2019exp\u00e9rience, mais ne peut \u00e9chapper \u00e0 l\u2019effort d\u2019analyse logique et synth\u00e9tique visant \u00e0 \u00e9laborer une explication de l\u2019exp\u00e9rience. En effet, pour le scientifique, exp\u00e9rience et th\u00e9orie sont deux facettes d\u2019une m\u00eame r\u00e9alit\u00e9. Aussi, les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux ne constituent pas n\u00e9cessairement des lois, mais plut\u00f4t comme une th\u00e9orie ou une conjecture, et ce, jusqu\u2019\u00e0 ce qu\u2019un cadre de d\u00e9monstration rigoureuse soit \u00e9tabli. L\u2019intelligence abstractive est extrapol\u00e9e \u00e0 la mati\u00e8re pour en cr\u00e9er une description organis\u00e9e. Pour aborder la compr\u00e9hension des ph\u00e9nom\u00e8nes physiques, la mod\u00e9lisation recourt \u00e0 la repr\u00e9sentation abstraite et n\u00e9cessairement simplifi\u00e9e. La mod\u00e9lisation peut recourir \u00e0 des mod\u00e8les ponctuels tout comme la repr\u00e9sentation d\u2019une masse par un point dans l\u2019espace ou encore lin\u00e9aires tout comme la relation de proportionnalit\u00e9 entre la sortie et l\u2019entr\u00e9e d\u2019un syst\u00e8me.<\/p>\n Le monde r\u00e9el n’ob\u00e9it pas \u00e0 une lin\u00e9arit\u00e9 stricte. Par exemple, une r\u00e8gle peut sembler droite, mais une observation plus minutieuse r\u00e9v\u00e9lera moult variations. En examinant de plus pr\u00e8s, nous pouvons m\u00eame aborder la structure mol\u00e9culaire, qui inclut des orbites \u00e9lectroniques dynamiques. Bien que l’incertitude de mod\u00e9lisation puisse \u00eatre faible et n\u00e9gligeable dans certains cas pratiques, sa prise en compte peut renforcer la validit\u00e9 des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux. L’\u00e9tude des syst\u00e8mes complexes qui comportent des incertitudes inh\u00e9rentes, repr\u00e9sente l’un des plus grands d\u00e9fis du scientifique qui s’efforce de tenir compte de ces incertitudes dans la pr\u00e9diction des r\u00e9sultats.<\/p>\n Les lois de la physique sont appliqu\u00e9es \u00e0 des grandeurs pertinentes qui sont identifi\u00e9es dans un syst\u00e8me r\u00e9sultant en un ensemble d\u2019\u00e9quations. Il y a lieu ensuite de circonscrire la r\u00e9solution des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux par rapport aux r\u00e9sultats th\u00e9oriques afin de mieux interpr\u00e9ter leur diff\u00e9rence. Il peut aussi arriver que des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux apparemment inexplicables finissent par trouver une explication ult\u00e9rieure. Ainsi, la trajectoire de la plan\u00e8te Uranus n\u2019\u00e9tait pas en accord avec les pr\u00e9dictions de la m\u00e9canique de Newton. On a alors \u00e9mis l\u2019hypoth\u00e8se de l\u2019existence d\u2019une autre plan\u00e8te dont l\u2019attraction influen\u00e7ait l\u2019orbite d\u2019Uranus. Cette explication a ensuite \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9e lorsque des t\u00e9lescopes plus puissants ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s.<\/p>\n La r\u00e9volution quantique<\/strong> La science a utilis\u00e9 la pr\u00e9sence d’un petit radeau, permettant une navigation compr\u00e9hensible dans le vaste oc\u00e9an de la perception, mais ce radeau a aussi restreint son exploration. N\u00e9anmoins, nous nous y sommes accroch\u00e9s. Son parcours a d\u00e9but\u00e9 avec des exp\u00e9riences, en s’appuyant sur les v\u00e9rit\u00e9s \u00e9videntes que nous percevons naturellement. Cependant, elle r\u00e9alise progressivement que notre conception de la r\u00e9alit\u00e9 est simplement le reflet de la structure mentale \u00e0 laquelle nous sommes attach\u00e9s. Einstein et Bohr<\/strong> De la v\u00e9rit\u00e9 scientifique<\/strong> La relation de l’homme avec la nature est une exploration constante, un d\u00e9chiffrement sans fin.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" De la v\u00e9rit\u00e9 scientifique – David Bensoussan L\u2019auteur est professeur d\u2019\u00e9lectronique \u00e0 l\u2019\u00c9cole de technologie sup\u00e9rieure. Nous sommes \u00e0 un tournant d\u00e9cisif de notre histoire, o\u00f9 les progr\u00e8s de la technologie nous promettent une transformation radicale de notre existence. 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\nLes th\u00e9ories ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es pour d\u00e9crire la r\u00e9alit\u00e9 exp\u00e9rimentale, anticiper des donn\u00e9es non observ\u00e9es et expliquer le processus exp\u00e9rimental. De la m\u00eame fa\u00e7on, l’exp\u00e9rience a jou\u00e9 un r\u00f4le dans la validation, la correction, la r\u00e9futation, voire la proposition de nouvelles bases conceptuelles aux th\u00e9ories. En ce sens, th\u00e9orie et exp\u00e9rience sont compl\u00e9mentaires.<\/p>\n
\nUn exemple historique illustrant cette approche est celui de Thal\u00e8s de Milet, le premier des sept Sages de la Gr\u00e8ce. Sa renomm\u00e9e d\u00e9coula de la pr\u00e9diction r\u00e9ussie d’une \u00e9clipse solaire totale le 28 mai de l’an 585 avant notre \u00e8re, qui interrompit un affrontement entre les M\u00e8des et les Lydiens. Un quart de mill\u00e9naire plus tard, Albert Einstein a connu une gloire similaire gr\u00e2ce \u00e0 l’\u00e9clipse solaire du 29 mai 1919, car il avait r\u00e9ussi \u00e0 anticiper une d\u00e9viation des rayons solaires, pr\u00e9diction qui fut largement confirm\u00e9e par les mesures des astronomes. Ces deux exemples illustrent le fait que les th\u00e9ories avanc\u00e9es sont parfois sujettes \u00e0 caution, et c\u2019est la v\u00e9rification exp\u00e9rimentale qui leur a donn\u00e9 corps.<\/p>\n
\nIntelligence abstractive et exp\u00e9rience<\/p>\n
\n\u00c0 la fin du XIXe si\u00e8cle, les avanc\u00e9es scientifiques ont exig\u00e9 une remise en question des explications fournies par les th\u00e9ories physiques, incitant \u00e0 une r\u00e9interpr\u00e9tation de leurs concepts fondamentaux. On a pris conscience de ce que la m\u00e9canique newtonienne est une th\u00e9orie du sensible qui accompagne l\u2019intuition et l\u2019exp\u00e9rience du sensible. Ce n\u2019est plus le cas lorsqu\u2019on aborde l\u2019exp\u00e9rience au niveau microscopique. \u00c0 la lueur des \u00ab anomalies \u00bb quantiques, il est devenu essentiel de r\u00e9\u00e9valuer et de reformuler le lien dual entre les aspects th\u00e9oriques et empiriques, \u00e9vitant autant que possible les d\u00e9rives m\u00e9taphysiques.
\nLes ph\u00e9nom\u00e8nes quantiques pr\u00e9sentent diverses anomalies fascinantes : le comportement corpusculaire et\/ou ondulatoire des objets quantiques; les objets quantiques peuvent se trouver en plus d\u2019un endroit (superposition); la position et la vitesse d\u2019un objet quantique ne peuvent \u00eatre connues simultan\u00e9ment; les objets quantiques peuvent s\u2019influencer \u00e0 des distances ph\u00e9nom\u00e9nales (intrication); la mesure d\u00e9termine l\u2019\u00e9tat d\u2019un objet quantique; la fonction d\u2019onde ne d\u00e9crit pas un objet quantique, mais indique ce \u00e0 quoi on doit s\u2019attendre (avec un certain degr\u00e9 d\u2019incertitude) lors de la mesure d\u2019un objet quantique; les mesures des distances et des temps varient selon qu\u2019un objet est en mouvement ou non. Un rep\u00e8re fixe mesure une distance plus petite et un temps plus long que dans un rep\u00e8re en mouvement ; la gravit\u00e9 (une forme d\u2019acc\u00e9l\u00e9ration) affecte le temps et l\u2019espace et r\u00e9ciproquement.<\/p>\n
\nEn effet, la science newtonienne marie harmonieusement la science et l\u2019exp\u00e9rience. Cette science se base sur des postulats et des th\u00e9ories. Qu\u2019est un postulat ? C\u2019est un principe de base (avec un minimum d\u2019axiomes) auquel on suspend autant de r\u00e8gles d\u00e9riv\u00e9es pour autant que l\u2019on ne trouve pas de contradiction. Une th\u00e9orie repr\u00e9sente une cr\u00e9ation intellectuelle qui doit \u00eatre compatible avec les observations empiriques et ne peut les contredire. Or, la th\u00e9orie (avec toute la science rationnelle qui attelle les math\u00e9matiques \u00e0 la logique) et l\u2019exp\u00e9rience divergent totalement quand on aborde le monde quantique. Dans ce dernier, nous faisons des observations dont on ne saisit souvent pas le sens.<\/p>\n
\nLe d\u00e9bat qui divisa Einstein et Bohr a gravit\u00e9 autour de l\u2019interpr\u00e9tation des \u00ab anomalies \u00bb quantiques. Pour Bohr, il suffit d\u2019observer et de mesurer les relations entre des objets physiques : \u00ab il est faux de penser que la t\u00e2che de la physique est de d\u00e9couvrir comment la nature est. La physique s’int\u00e9resse \u00e0 ce que nous pouvons dire de la nature. \u00bb Einstein insistait sur la n\u00e9cessaire coh\u00e9rence entre le ph\u00e9nom\u00e8ne physique et la th\u00e9orie . Pour lui, \u00ab la v\u00e9racit\u00e9 d\u2019une th\u00e9orie est dans l\u2019esprit … et non en les yeux et la r\u00e9alit\u00e9 du sujet se manifeste \u00e0 travers le processus de la pens\u00e9e. \u00bb
\nFace \u00e0 l’\u00e9trange ph\u00e9nom\u00e8ne d’intrication quantique, o\u00f9 deux particules s\u00e9par\u00e9es peuvent demeurer connect\u00e9es sans lien direct, Einstein a caract\u00e9ris\u00e9 cette intrication comme une \u00ab connexion myst\u00e9rieuse (spooky) \u00e0 distance. \u00bb Il s’agit d’une action qui d\u00e9fie notre intuition classique, car elle sugg\u00e8re une communication entre les particules \u00e0 une vitesse sup\u00e9rieure \u00e0 celle de la lumi\u00e8re. Mais pour lui, cela rel\u00e8verait du fait que la conception th\u00e9orique \u00e9tait d\u00e9ficiente ou aveugle par rapport \u00e0 une dimension physique qui n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 prise en consid\u00e9ration.<\/p>\n
\n\u00c0 la lumi\u00e8re des remises en question des fondements math\u00e9matiques et des th\u00e9ories physiques, peut-on parler de v\u00e9rit\u00e9 scientifique ? Les philosophes recommandent des approches et des syst\u00e8mes de classification, alors que les chercheurs observent et classifient afin d’\u00e9tablir des principes d\u2019op\u00e9ration g\u00e9n\u00e9ralisants. Tant la science th\u00e9orique que la science exp\u00e9rimentale avancent temporairement dans leur validit\u00e9, et cette dynamique est fascinante. L’id\u00e9e d’une validit\u00e9 totale et absolue est \u00e0 abandonner au profit d’une approche dialectique \u00e0 la connaissance qui combine th\u00e9orie et exp\u00e9rience.<\/p>\n