Lors du dernier épisode de LisezLaScience, j’avais parlé du livre de Stephen Jay Gould, “Quand les poules auront des dents”. Grâce à ce livre nous avions abordé un certain nombre des essais qu’il a pu écrire au cours de sa carrière à propos de créationnisme, biologie, évolution ou encore démystification d’impostures scientifiques.
Aujourd’hui nous changeons un peu de sujet. Il s’agit toujours de science, bien sûr, mais nous n’allons pas parler d’imposture scientifique, mais de l’infini et de ses différentes occurences dans les mathématiques et la physique d’hier à Aujourd’hui. Trinh Xuan Thuan nous en parle, en effet, de manière détaillée dans “Désir d’Infini” et nous plonge ainsi dans l’Infini, ce concept (ou pas) qui fit tant peur aux Grecs de l’Antiquité et que nous avons appris à comprendre un peu mieux depuis.
- Désir d'Infini - Trinh Xuan Thuan - crédit : Goodreads http://goo.gl/QsA6iu
Sommaire
- Quelques mots sur Trinh Xuan Thuan
- Le livre “Désir d’Infini”
- Un livre qui n’a rien à voir
- Un livre que j’aimerais lire
- Plugs
Un auteur
- Trinh Xuan Thuan - crédit France Inter - http://goo.gl/F1NvXz
Trinh Xuan Thuan est un astrophysicien francophone vietnamo-américain né en août 1948. Suite à des études d’astrophysique à Caltech il obtint son doctorat dans la même branche à Princeton en 1974. La période passée au Vietnam et ensuite en Suisse lui permis de maîtriser le français avec une qualité qui s’est ressenti depuis dans les différents ouvrages qu’il a pu écrire.
À côté de son actualité de romancier, Trinh Xuan Thuan est aussi un chercheur et un enseignant à part entière. Il partage ainsi son temps entre l’université de Virginie à Charlottesville aux États-Unis, et l’Université Paris 7, l’observatoire de Meudon, le service d’Astrophysique de Saclay et l’Institut d’Astrophysique de Paris en France.
Un homme actif pour le moins ! Et cela se ressent aussi dans sa production d’ouvrages mélant tous plus ou moins astrophysique et philosophie : il a en effet écrit une douzaine de livres depuis 1988 parmi lesquels je noterais plus particulièrement : “La Mélodie Secrète” publiée en 1988, “Le Chaos et l’Harmonie” publié en 1998, “Le Cosmos et le Lotus” publié en 2011 et celui qui est l’objet de cet épisode “Désir d’Infini” en 2013.
Ces ouvrages, et plus globalement son oeuvre entière, lui ont valu de recevoir un certain nombre de prix : Le prix Kalinga en 2009 pour sa capacité à vulgariser la science auprès du grand public en parallèle d’un apport significatif à son champ de recherche, mais aussi le Grand Prix Moron 2007 de l'Académie Française pour son livre “Les Voies de la Lumière”, le Grand Prix de la Fondation Simone et Cino Del Duca en 2012 pour ses ouvrages favorisant une nouvelle vision de l’Humanisme et le Prix Louis Pauwels en 2011 pour “Le Cosmos et le Lotus”.
Trinh Xuan Thuan pose un regard scientifique, mais aussi très personnel sur l’Humanité, sa place dans l’Univers, ou encore la composition ou le commencement de ce dernier en étant très didactique, clair dans le discours et en sachant de plus faire la différence entre ce qui est du ressort de la réalité scientifique et de ses propres convictions. Cette distinction n’est pas forcément un travail que tous les auteurs d’ouvrages traitant de la science sont prêts à faire et il faut lui reconnaître ce travail indispensable.
Vous pouvez bien entendu retrouver Trinh Xuan Tuanh sur internet et notamment à travers son site web, sa page dédiée sur le site de l’Université de Virginie, ou encore son compte Twitter, même si il reste plutôt discret sur le réseau social (son dernier tweet date de juillet 2013), mais qui sait ?
Un livre
Avant-propos
Ce livre de Trinh Xuan Thuan n’est pas le premier que j’ai lu, j’avais en effet eu entre les mains “La mélodie secrète” bien des années auparavant. Mais n’ayant pour seul souvenir de celui-ci que le fait qu’il aborde la question du mystère de la noirceur de la nuit (d’ailleurs je ne me souviens plus de la réponse), j’ai abordé ce livre sans à priori particulier sur l’auteur ou sur sa façon d’écrire. La seule chose que je savais était qu’il était un vulgarisateur reconnu pour tout ce qui pouvait avoir un lien avec la cosmologie, l’astronomie et les sujets associés.
La revue
Le livre est séparé en sept parties qui vont aborder chacune de son côté une facette de l’infini et son traitement dans différents champs scientifiques au cours de l’Histoire avec, il faut le reconnaître, une bonne partie traitant de sa présence en cosmologie.
Trinh Xuan Thuan commence par nous parler de la place de l’infini dans l’Histoire avec l’obsession que les Hommes de science ont eu à vouloir, soit le faire disparaître, soit le dompter. On apprend ainsi l’origine du symbole qui décrit l’infini en mathématiques : une sorte de “8” couché conçu par John Willis, mathématicien anglais, en 1655 en s’inspirant du numéral romain du “très grand nombre” 1000.
Dans cette partie plutôt générale, l’auteur aborde aussi diverses incarnations de l’infini : les fractales, par exemple, héritage de Benoît Mandelbrot dont la symétrie d’échelle s’étend à l’infini, ou encore le paradoxe de Zenon qui, suivant la forme qu’il prend, nous explique, par exemple, que le déplacement est impossible car il y a une infinité d’intervalles à parcourir! On découvre aussi les deux notions d’infini que les philosophes ont développé : l’infini potentiel (on ne pourra jamais l’atteindre, pour faire simple) et l’infini actuel (qui existe effectivement, aussi en gros).
Dans la seconde partie de son livre, Trinh Xuan Thuan se penche plus particulièrement sur l’infini en mathématiques. Et comme il est impossible de ne pas l’aborder sans parler de Georg Cantor, l’auteur nous raconte la manière dont celui-ci a travaillé sur le sujet et comment parler d’ensembles infinis est renversant pour l’esprit : il y a en effet une infinité de nombres entre 1 et 2. La même infinité que dans l’ensemble des réels. Il y a d’ailleurs autant de points sur une surface que sur une ligne! Les mathématiques offrent aussi une autre porte sur l’infini avec les irrationnels ou encore le fameux nombre pi donc le calcul des décimales implique des sommes infinies. Malheureusement pour Cantor, ses travaux ne reçurent pas forcément l’accueil qu’ils méritaient et Kronecker, qui fut son maître plus tôt, n’accepta pas ses résultats. Ce rejet des travaux de Cantor par Kronecker et son impossibilité à prouver l’hypothèse du continu fit sombrer ce premier dans une folie dont il ne sortit jamais vraiment.
Le plus triste pour Cantor fut d’essayer de démontrer l’hypothèse du continu, Gödel prouva en effet plus tard que c’était impossible ou plutôtt indémontrable. D’ailleurs, tout deux partagèrent, en plus peut-être qu’un amour pour l’infini des mathématiques, une volonté de démontrer l’existence de Dieu grâce aux mathématiques…
Un bon complément à cette partie sur l’infini peut être trouvé chez les amis de Podcastscience. En effet, Robin ou NicoTupe ont eu l’occasion de parler plusieurs fois du sujet au cours des épisodes 74, 105 et 145 qui traitaient de Cantor lui-même, de l’infiniment petit ou encore du ballet entre zéro et l’infini.
Tout ceci est très bien, mais vous allez me dire : “Trinh Xuan Thuan est un astrophysicien: où est l’astrophysique jusqu’ici?”. Et je vous répondrais : “Mais que vous êtes pressés ! Le voici qui va nous en parler à partir de maintenant!”.
Dans la troisième partie l’auteur aborde en effet les liens entre astrophysique, je dirais presque cosmologie, et infini. Il faut dire que l’Univers a toujours été un sujet d’admiration et d’interrogation pour l’Homme. Dans notre culture occidentale on a d’ailleurs tendance à associer aux Grecs les premières traces de ces réflexions. Atomistes ou non, les grecs envisageaient déjà la finitude ou non de l’Univers et de toute chose le composant. L’Atomisme ne fut cependant pas la théorie qui survécu et la pensée d’Aristote lui survécu pendant plusieurs siècles. Il ne faut pas croire que cette théorie, prouvée fausse aujourd’hui, n’ai pas montré des résultats positifs pendant longtemps. En effet le perfectionnement de cette théorie géocentrique lui a permis de prendre en compte de plus en plus de phénomènes. Ellel fut d’ailleurs reprise par la religion chrétienne car elle “collait” particulièrement avec la vision donnée par les écritures. Mais cette vision géocentrique fut remise en question et le débat entre univers fini et infini continua : Copernic, Brahe, Digges, Bruno, Kepler, Gallillée travaillèrent sur les caractéristiques finies ou infinies de l’Univers pour arriver à comprendre les implications : l’infini est-il possible? Est-il seulement l’apanage de Dieu? Peut-on l’appréhender ? Et finalement l’Univers ne pourrait-il pas être fini, mais sans limite ? Les mathématiques et la physique se penchèrent sur la question, Newton, Gauss, Riemann ou encore Einstein travaillèrent sur les questions associées pour aboutir aux idées de la relativé restreinte et de la relativité générale. La question de finitude apporte aussi la question des origines, Einstein cru un instant qu’il était éternel et statique, mais d’autres physiciens prouvèrent que cela ne pouvait pas être le cas. Friedmann, Lemaître et Hubble montrèrent qu’il n’en était pas ainsi et qu’il pouvait il y avoir eu un début avec une expansion depuis. L’Église en fut d’ailleurs ravie même si rapidement il fut clair que devait être séparées science et religion.
Après avoir expliqué les origines des modèles d’Univers d’aujourd’hui, et notamment le modèle du Big Bang, Trinh Xuan Thuan nous explique les connaissances que les scientifiques ont de nos jours sur sa structure, sa composition et les questions qui restent entières à son propos. Il reprend notamment le point, parfois complexe à comprendre que l’univers peut-être fini mais sans limite (imaginé la surface d’une sphère ou d’un tore pour vous faire une idée) et que ce point soulève une question qui est cruciale : quelle est la courbure de l’univers ? Question amenant d’autres : de quoi est constitué l’univers? Seulement de la matière ordinaire ? De la matière noire? De l’énergie noire ? Et tous les scénarios possibles qui incluent ces diverses possibilités. D’ailleurs comment tout cela se répartit-il dans l’univers ? Parce qu’il a l’air homogène. Et plat. Et en expansion accélérée. Trinh Xuan Thuan nous parle ainsi d’inflation, de particule de Higgs, de rayonnement fossile et bien d’autres choses pour tenter de donner les théories que la science a échafaudé pour proposer des explications à certains de ces questions.
Dans les cinquième et sixième chapitres, l’auteur aboutit ainsi à parler de la place que l’infini possède dans tout ceci et notamment les possilibilités qu’il peut impliquer sur les différents types d’univers possibles. Cela ressemble d’ailleurs un peu à une version allégée du contenu du livre de Brian Greene “La Réalité Cachée : Les univers parallèles et les lois du cosmos”. Bon par contre c’est Brian Greene hein ! Dans cette partie l’idée est de partir du postulat que l’univers est infini et de comprendre les potentielles implications sur ce à quoi il ressemblerait : répétition infinie de notre univers “visible”, impact de la physique quantique, etc. Il s’agit d’ailleurs pour Trinh Xuan Thuan d’une occasion pour donner son opinion sur cet aspect très matérialiste (que la répétition à l’infini d’un univers impliquerait que toutes les possibilités d’action existent et que nous n’avons aucune prise sur nos actes) avec une vision “bouddhiste” et moins scientifique que religieuse. Vision que le fait d’ailleurs s’ériger de manière un tantinet véhémente en en appelant aux notions d’amour, à la poésie, etc contre ceux qui ne se cantonneraient qu’aux faits scientifiques alors qu’il admet cependant que nous ne savons pour l’instant pas encore tout sur tout. Un peu hors sujet car non scientifique selon moi, mais bon, l’auteur peut bien donner son opinion, il faut juste être conscient qu’il s’agit de la sienne et pas d’un fait prouvé et avéré par la science.
Cet intermède est d’ailleurs une bonne transition vers la vision de Borges (auteur que j’ai découvert avec Trinh Xuan Thuan) de l’infini et la métaphore du singe dactylographe écrivant tous les textes possibles ainsi que ceux de Shakespeare, entre autres.
Comme je le disais il aborde les divers univers possibles que les différents points qu’il a énoncé peuvent amener avec notamment l’impact de la mécanique quantique. On apprend d’ailleurs au passage que Trinh Xuan Thuan se placerait du côté des idéalistes, émettant l’idée que la conscience joue un rôle dans le choix des options possibles. C’est ainsi pour lui le moment de poser que la nature ne se mesure pas elle-même (cela semble évident pour lui, moins pour le lecteur selon moi et par là de conclure que “la conscience fait donc irrévocablement partie du phénomène [...] étudié”. Il aborde par la suite diverses possibilité d’univers qui surgissent de nos théories actuelles : Multivers inflationnaire, multivers cyclique issue de la théorie des cordes ou non, univers-branes, les univers holographiques, etc.
La dernière partie du livre essaie de nous expliquer un peu ce qu’on peut faire pour discriminer les divers univers possibles qu’implique notamment l’infini. Le point est notamment de savoir si l’on peut parler d’une théorie scientifique si l’on ne peut prouver par l’expérience sa validité. Trinh Xuan Thuan nous explique ainsi les problématiques de paradigme et de falsifiabilité en citant les positions de Thomas Kuhn et Karl Popper sur la question, ainsi que le fait qu’un certain nombre d’affirmations qui ont été faites pendant le siècle précédent ont mis du temps à être prouvée par l’expérience et que l’on a pas jeté les théories correspondantes aux ordures dans l’intervalle.
Voici le livre jusqu’à la page 331. à 99% scientifique. A partir de la page 332 il ne s’agit plus de science, en tout cas de cosmologie. Trinh Xuan Thuan donne son opinion sur les implications qu’aurait un univers infini en lien avec la place de l’Homme notamment suite aux divers délogages qu’il a subit ces derniers siècles (centre du système solaire, puis de la galaxie, puis de l’univers, etc). Il explique ainsi que la cosmologie avec notamment le principe anthropique et un peu de cause finale a permis de réenchanter le monde. Il est ensuite question d’éthique en lien avec l’infini, de religion, de spiritualité, de vie éternelle, de sociologie, de structure familiale … Plus rien de scientifique. Je vous avais prévenu. Bon, l’auteur a bien le droit de donner son opinion, il faut juste, comme je l’ai dit, que ce soit clair et que l’on sache faire la différence entre des faits et des opinions.
En conclusion
Au final, Désir d’infini est un livre intéressant et complet : Trinh Xuan Thuan aborde nombre de domaines dans lesquels la notion d’infini se retrouve tout au cours de l’histoire : à l’antiquité avec les nombres, les paradoxes et les dieux, plus tard avec les deux infinis et les mathématiques où ils restent toujours présents parfois au détriment des personnes qui le cotoie, jusqu’à ces dernières décennies avec la physique qui a cherché à éprouver les profondeurs insondables de la matière et celles de l’univers qui nous entoure.
Ce livre fut pour moi un peu un mélange entre trois autres que je venais de lire : “La réalité cachée” de Brian Greene (que le premier épisode du podcast abordait), “Le cantique des quantiques” de Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod, et “L’univers des nombres” de Hervé Lehning (qui était le sujet du troisième épisode du podcast). On y aborde les nombres, leur histoire et plus globalement celle de la science, ainsi que la physique quantique et la cosmologie.
Il faut aussi noter que le livre dispose de très jolies illustrations regroupées en quelques pages au milieu du livre qui, si on s’y réfère au moment où elles sont citées, viennent bien agrémenter la lecture.
Un point qui me chiffonne un peu cependant concerne le fait que l’auteur possède une certaine vision, je dirais, mystique, concernant certains aspects : l’origine de l’univers entre autres et plus particulièrement le fait qu’il se présente clairement comme un défenseur du principe anthropique fort. Principe qui je le rappelle énonce que nous sommes capables de nous poser des questions sur l’univers car il a été construit, agencé, configuré, pour que puisse apparaître des observateurs, comme nous, et que nous puissions nous poser des questions à son propos. En gros.
Michel de Pracontal, dans son livre “L’imposture scientifique en 10 leçons”, parle d’ailleurs de Trinh Xuan Thuan et de sa vision des choses et du fait que ce principe est dans le même ordre d’idée que celui des causes finales. Causes finales dont parle Stephen Jay Gould dans l’ouvrage qui était le sujet du dernier épisode (oui je recycle un maximum mes épisodes).
Dans l’absolu, et tant que cela reste clairement annoncé, je n’ai pas forcément grand chose contre l’opinion d’un auteur concernant certains points qui ne seraient pas encore totalement validés par la science. Ce qu’il y a, c’est qu’il s’agit ici plus d’une conviction d’ordre personnel et presque religieux, qu’une hypothèse scientifique en tant que telle. Le truc vient plutôt du fait que ce livre se veut être de la vulgarisation et s’adresse donc, en partie, aux personnes qui souhaiteraient avoir l’avis d’une personne jugée/reconnue compétente dans le domaine. Sauf qu’il donne son opinion qui n’est plus de la science en l’occurrence.
À vrai dire, sur le coup, étant conscient de la chose, je n’en ai pas fait un grand cas. C’est en écoutant plus tard un épisode de Scepticisme Scientifique que j’ai pensé de nouveau à cet aspect du livre que j’avais noté. En écoutant l’épisode 246 intitulé “Enquête sur les créationnismes” j’ai ainsi appris qu’il était Vice-président de l’Université Interdisciplinaire de Paris qui n’est pas une université, mais une association loi 1901, qui cache derrière un caractère scientifique certains points de vue moins glorieux comme la volonté de rapprocher foi et science et le fait qu’elle soit en partie financée par la John Templeton Foundation qui finance surtout des recherches créationnistes…
Bon, il ne faut bien sûr pas restreindre la qualité de ce livre à l’aune de cette information, il est juste nécessaire d’avoir un regard critique, dans le bon sens, sur ce livre. Et au final vous vous rendrez compte que, jusqu’à la page 331, il est de bonne qualité et qu’il vaut clairement la peine d’être lu! Sauf si les réserves que j’ai émis vous arrête. À vous de choisir.
Un livre qui n’a rien à voir
- The Simpsons and their mathematical secrets - Simon Singh - crédit goodreads - http://goo.gl/fRmQZ2
Comme livre qui n’a rien à voir avec celui d’aujourd’hui, je vous propose “The Simpson’s and their mathematical secrets” de Simon Singh. Il s’agit d’un ouvrage divertissant et facile à lire où l’auteur nous parle des clins d’oeils aux mathématiques que les personnes écrivant les scripts de la série ont su égrenner tout au long des épisodes.
Ces “secrets” mathématiques dont nous parle Simon Singh sont un bon moyen de nous parler plus largement de cette matière que les auteurs des Simpsons n’hésitent pas à utiliser pour des ressorts comiques (ils ont 8 doigts et pas 10 par exemple), ou des blagues qui sont furtives mais que tout bon fan ne saurait rater. Simon Singh aborde aussi les secrets mathématiques que l’on peut retrouver dans Futurama, la série soeur des Simpsons que créa Matt Groening. Il aborde ainsi le théorème de Keller (je n’expliquerais pas de quoi il s’agit, lisez le livre:)) ou d’autres joyeusetés qui égrènent la série.
Au final, “The Simpson’s and their mathematical secrets” est un livre qui se lit bien (attention il est en anglais et je ne crois pas qu’il existe pour l’instant une traduction en français), dont les concepts mathématiques sont bien expliqués et qui nous en apprend un peu plus sur certaines merveilles des mathématiques que l’on peut retrouver dans ces deux séries.
Un livre que j’aimerais lire
- Initiation à la physique quantique - Valério Scavani - crédit goodreads - http://goo.gl/ANz9q6
Comme livre que j’aimerais lire, aujourd’hui je citerais : “Initiation À La Physique Quantique: La Matière Et Ses Phénomènes” de Valerio Scarani. L’idée pour moi derrière ce livre serait d’avoir un ouvrage de référence sur la physique quantique qui pourrait être un bon complément du “cantique des quantiques” de Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod (que j’ai lu et dont il faudrait que je fasse une revue un jour) ou encore de “L’impensable hasard” de Nicolas Gisin (mais qui est particulièrement concentré sur la téléportation quantique). Non pas que ces derniers aient été insuffisants, mais il me semble qu’il m’en faudrait un de plus pour peut-être mieux comprendre cette branche de la physique qui peut paraître si exotique aux yeux d’un profane.
Dans une idée assez proche, j’ai récemment lu deux ouvrages de Brian Greene, l’un des grands vulgarisateurs de la théorie des cordes et même si je n’ai pas forcément tout compris dans la profondeur, je pense qu’ils permettent d’avoir une bonne idée des ponts qu’elle cherche à jeter etre la relativité générale et la physique quantique justement.
Concernant la relativité générale, j’ai déjà pu lire quelques ouvrages dont notamment “Une brève histoire du temps, du Big-bang aux trous noirs” qui traite de la question plus spécifiquement, ainsi que “La Relativité” d’Albert Einstein. En fait je me rends compte que c’est aussi peut-être le fait qu’elle semble plus simple à expliquer que j’ai l’impression que j’en sais plus à son propos. Soit dit en passant les pages que lui consacre Brian Greene dans son livre “L’univers élégant” sont vraiment intéressantes même si elles font un peu chauffer le cerveau ...
Plugs et liens évoqués
- Site internet de Trinh Xuan Thuan : http://www.trinhxuanthuan.com/indexfr.htm
- Son compte Twitter : https://twitter.com/TrinhXuanThuan
- Sa page sur le site de l’Université de Virginie : http://astsun.astro.virginia.edu/people/faculty/txt/
- Sa page sur Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Trinh_Xuan_Thuan
- Ses publications sur Smithsonian/NASA Astrophysics Data System (ADS) : http://adsabs.harvard.edu
- Page wikipédia du principe anthropique : http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_anthropique
- Pour infos, Podcastscience vient de créer un groupe sur goodreads listant l’ensemble des livres qu’ils ont pu lire et c’est, je pense, une super initiative pour ceux qui veulent des idées de livres à lire qui aient été évalués par les personnes de PS et certains poditeurs accros https://www.goodreads.com/group/show/148273-podcast-science
Conclusion
Que vous ayez aimé ou pas, n’hésitez pas à me le dire! Envoyez-moi des e-mails, des commentaires, des like sur la page Facebook (elle vient d’ailleurs de dépasser les 100 mentions “J’aime”, merci à tous!), des tweets, des retweets, une colonne de douche, je dois changer celle de ma salle de bain, ou l’oeuvre complète de Karl Popper si jamais vous vous préfériez les coloriages à ses ouvrages.
Si vous cherchez LisezLaScience sur internet, vous pouvez retrouver le podcast sur son site web http://lisezlascience.wordpress.com et vous pouvez me contacter sur twitter sur @LisezLaScience ou sur la page Facebook associée https://www.facebook.com/LisezLaScience
Concernant le flux, il est accessible sur podcloud http://lisezlascience.podcloud.fr/ (merci les gars!), sur podcastfrance http://podcastfrance.fr/podcast-lisez-la-science et maintenant sur podcastpedia podcastpedia.org/LisezLaScience
Vous pouvez aussi m’envoyer des e-mails à lisezlascience@gmail.com
Vous pouvez d’ailleurs retrouver l’ensemble des livres cités sur la liste goodreads associée à ce podcast sur le compte de LisezLaScience. Les livres seront placés sur des “étagères” spécifiques par épisode et ceux de celui-ci sont sur l’étagère “lls-9”.
Prochain épisode
On se retrouve le 30/11/2014 pour un nouvel épisode sur “La structure des révolutions scientifiques” de Thomas C. Kuhn.
D’ici là bonne quinzaine à toutes et à tous.
Les références des livres évoqués
- Désir d’infini
- La mélodie secrète
- Le Chaos et l’Harmonie
- Le Cosmos et le Lotus
- Les Voies de la Lumière
- La Réalité cachée : Les univers parallèles et les lois du cosmos
- Le cantique des quantiques
- L’imposture scientifique en 10 leçons
- L’Univers des nombres : De l’Antiquité à Internet
- Quand les poules auront des dents
- Initialition à la physique quantique
Vous pouvez retrouver la liste des livres dans goodreads à l’adresse suivante : https://www.goodreads.com/review/list/30797714-lisezlascience?shelf=lls-9