Physique

Quel intérêt peut-il y avoir à faire de la physique? D’une part cette science se trouve face à un matérialisme qui conduit à localiser la matière dans un espace précis. En d’autres termes, le matérialisme tend à limiter la matière en lui refusant les qualités à distances par l’interdiction d’agir là où elle n’est pas. Or, si la matière est uniquement étendue, elle est alors faite de solides et elle a des propriétés strictement locales, définies par une forme, solidaires d’une forme. Pour corriger cette localisation toute abstraite, toute géométrique, le matérialisme se complète d’une physique basée sur des mouvements corpusculaires aléatoires dont le rôle est uniquement de porter ailleurs les propriétés de la matière. La conséquence de cette localisation de la matière dans l’espace est une division abusive entre propriétés géométriques et propriétés temporelles. Or, on ne doit pas séparer le problème de la structure de la matière et celui de son comportement temporel car l’on sent bien que l’énigme de la vie réside à l’intersection des propriétés spatiales et temporelles. Dans le matérialisme on cherche à enraciner la nature d’une substance dans une matière placide, indifférente à la durée. D’autre part, il existe aussi une physique dite «énergétique», voire même quantique où l’on considère avant tout la matière comme un transformateur d’énergie, comme une source d’énergie. Ceci conduit inévitablement à se demander comment l’énergie peut recevoir les différents caractères de la matière. En physique moderne, c’est la notion d’action et non d’énergie qui forme le trait d’union le plus fructueux entre la chose et le mouvement; c’est par l’intermédiaire de l’action que l’on mesure l’efficacité d’une chose en mouvement, c’est par cet intermédiaire que l’on peut voir comment un mouvement devient un chose. En effet, en physique classique on s’intéressait déjà aux transformations de l’action, produit d’une énergie par une durée, mais il s’agissait toujours de faire des bilans, ce qui entraînait la croyance aux transformations continues dans un temps sans structure, au sens où la continuité d’un compte en banque empêchait de comprendre le caractère discontinu du troc. C’est ainsi que, au cours du temps, les énergies cinétiques devenaient potentielles, tandis que les diverses formes d’énergie calorifiques, lumineuses, chimiques, électriques, mécaniques se transformaient directement l’une dans l’autre via des coefficients de conversion. Dans ce cadre la matière se bornait à assurer le lieu où se produisaient les échanges continus d’énergie, certains allant même jusqu’à nier l’existence de la matière. C’était le temps où un Ostwald prétendait que le bâton qui vous frappe n’existe pas, car seule existe son énergie cinétique... C’est ainsi que le réalisme énergétique côtoyait le réalisme matériel sous la forme de deux doctrines de philosophie générale vidant de leur sens les notions d’espace et de temps. Ce double déficit de structure qui touche aussi bien la matière que l’énergie masque un caractère essentiel de l’action qui est son caractère temporel, car l’on ne peut approfondir la notion d’action qu’en accroissant notre expérience des phénomènes de la durée. Si l’on se borne à dire que la matière peut absorber ou émettre de l’énergie, cette énergie devient latente, potentielle, fictive, comme une somme d’argent subtilisée aux guichets des banques et l’énergie qui n’a de sens réel que dans un déploiement temporel.

C’est en essayant de comprendre les liens profonds entre espace, temps et matière, qui s’expriment soit comme rayonnement pur dépourvu de masse, soit comme une énergie massive que l’on peut atteindre une véritable connaissance de la nature. Pour cela il faut dépasser le cadre étroit de l’atomisme et du molécularisme corpusculaire sans tomber dans l’énergétiscime béat où l’on en vient à nier l’importance de la matière. L’atomisme est basé sur un argument antique selon lequel on ne peut «imaginer de mouvement sans quelque chose qui se meut». A cet argument la physique quantique répond par la réciproque, «on ne peut imaginer une chose sans poser quelque interaction impliquant cette chose». Autrement dit la réalité physique se trouve dans les interactions entre les choses et non dans les choses elles- mêmes. Par exemple, on ne peut détacher le photon de son rayon lumineux comme un mécaniciste aimerait sans doute à le faire habitué à manier des objets sans cesse disponibles. Le photon, qui est le quantum du champ électromagnétique est de toute évidence à la fois une chose bien réelle et un mouvement pur. En physique quantique, des notions comme la quantité de mouvement (produit d’une masse par une vitesse de déplacement), le moment cinétique angulaire (aire balayée par une masse par unité de temps) ou encore l’énergie (produit d’une force par un déplacement ou produit d’une masse par la carré d’une vitesse) vont se voir réincorporés à la matière sous une forme insécable topologique qui ne peut être ramenée à des simples combinaisons métriques de masse, vitesse ou de position. C’est cette intégration dans une sorte d’échange structural perpétuel qui fait que l’atome va non seulement faire exploser toutes les analyses mécaniques qui se concentrent sur lui, mais aussi qui va donner une structure à toute l’énergie qu’il peut émettre. Il ne s’agit donc plus de dire que la matière est une substance apte à acquérir de la quantité de mouvement p, du moment cinétique angulaire L ou de l’énergie E mais bien de dire que la matière s’exprime selon une trinité (p, L, E) en raison d’un espace-temps possédant quatre dimensions, trois spatiales concernant la position dans une direction donnée (p) et l’orientation (L) et une concernant la position temporelle (E) et que réciproquement toute quantité de mouvement, moment cinétique angulaire L ou énergie est de la matière. 

La substitution du verbe avoir par le verbe être n’est pas anodine du tout car cela revient à remplacer la description par l’équation, la qualité par la quantité. Dans cette révolution, la qualité va se retrouver avec son flou, au niveau des phénomènes topologiques, ce qui nécessite de bien connaître les propriétés des ensembles. C’est parce qu’un atome reçoit ou abandonne de l’énergie qu’il change de forme et ce n’est pas parce qu’il change de forme qu’il perd ou gagne de l’énergie. Le prix à payer pour cette unification matière-espace-temps est l’abandon du déterminisme et par voie de conséquence le recours à la probabilité comme notion initiale. La physique quantique rend donc le matérialisme incertain et flou et s’attache dans le même mouvement à éliminer aussi l’espace-temps lui-même pour atteindre la structure abstraite des groupes. Alors que la matière se présente à l’intuition naïve dans son aspect localisé, comme dessinée, comme enfermée dans un volume bien limité, la trinité (p, L, E) reste elle sans figures car on ne lui donne une configuration qu’indirectement, en la rattachant à des nombres sans dimension variant de manière continue ou discrète selon les conditions que la matière se trouve confinée ou non. L’énergie peut d’ailleurs sous forme potentielle, occuper un volume sans limite précise; elle peut s’actualiser en des points particuliers. Par son développement dynamique et énergétique, l’atome est donc autant mouvement que chose et il devient possible d’assister à la création de la matière à partir du rayonnement, de la chose à partir du mouvement. La physique quantique nous engage donc à donner l’être aussi bien au mouvement pur qu’à la matière fixe.

Référence: 

G. Bachelard, «Le nouvel esprit scientifique», Presses Universitaires de France, Paris (1934).