27 Décembre 2001
Notes par Jean-Paul Baquiast

L'univers dans une coquille de noix

L'univers dans une coquille de noix Stephen Hawking Editions Odile Jacob, 2001

Stephen Hawking est astrophysicien et physicien. Né en 1942, il est atteint en 1963 d'une maladie dégénérative qui le paralyse progressivement et le prive de la parole. Ceci ne l'empêche pas de poursuivre recherches, enseignements et publications. En 1965 il théorise sur le temps dans les trous noirs avec Roger Penrose. En 1979 il est nommé professeur à Cambridge, dans la chaire (il tient beaucoup à le rappeler) d'Isaac Newton. Il a été marié deux fois et a eu trois enfants. Ses livres l'ont rendu mondialement célèbre. On trouve dans l'édition française: Une brève histoire du temps, Flammarion ,1989 Trous noirs et bébés univers, Odile Jacob, 1994 Qui êtes-vous, Mister Hawking, Odile Jacob, 1994 La nature de l'espace et du temps, Odile Jacob, 1997 Pour en savoir plus Site dédié à Stephen Hawkins, qui détaille ses nombreuses activités et conférences http://www.hawking.org.uk/home/hindex.html Une plaisanterie d'assez mauvais goût, de The Onion:  Stephen Hawking new exoskeleton http://www.theonion.com/onion3123/hawkingexo.html

Notre revue n'est évidemment pas directement concernée par l'astrophysique, surtout quand celle-ci oblige à aborder des domaines de modélisation mathématique qui échappent à la plupart des scientifiques, fussent-ils physiciens. Le dernier ouvrage de Stephen Hawking, qui recueille un légitime succès d'édition, nous paraît cependant mériter d'être évoqué ici, car il pose un certain nombre de questions relatives à la vulgarisation dans les sciences, mais aussi, plus en profondeur, aux conditions dans lesquelles aujourd'hui peut se faire l'évolution des connaissances.

Tout le monde connaît Stephen Hawking, ce physicien de Cambridge qui, atteint au début de sa maturité d'une maladie dégénérative aboutissant à une paralysie presque totale (maladie de Charcot, semble-t-il) réussit à maintenir des activités de recherche et d'enseignement, grâce à une extraordinaire volonté, assistée d'un appareillage sophistiqué connecté à Internet, prototype de ce que l'on propose désormais à certains malades atteints du Locked in Syndrom. Hawking s'est toujours efforcé de faire connaître au grand public les perspectives et les résultats de ses travaux dans le domaine de la physique théorique et de la cosmologie, notamment par le premier de ses livres, Une brève histoire du temps, datant de 1989, vendu à 25 millions d'exemplaires, qui produisit une véritable stupeur chez ceux qui en étaient restés à la Relativité telle qu'elle était enseignée dans les écoles vers 1950.

On doit aujourd'hui aux Editions Odile Jacob d'accéder avec des délais très raisonnables de traduction au dernier ouvrage de Hawking, publié en anglais en 2001 chez Bantam Books sous le titre The Universe in a Nutshell. Nous voudrions ici, sans prétendre discuter les théories de la cosmologie avancée, faire trois séries d'observations pouvant présenter, espérons-le, un intérêt plus général.

La forme de l'ouvrage et le concept de communication proposé.

On ne peut qu'admirer l'effort éditorial réalisé ici. Pour un prix plus que raisonnable, il s'agit d'un livre magnifique de 200 pages, relié, sur papier glacé, splendidement illustré, en particulier par près de 200 dessins originaux en couleur dus à Philip Dunn et Malcolm Godwin des laboratoires Moorunner Design et The book Laboratory. Ces images s'efforcent, il est vrai avec une certaine redondance et pas toujours aisément, mais l'ambition est grande, d'aider à la compréhension et à la visualisation des modèles mathématiques les plus exotiques.

Le corps du texte se veut aussi pédagogique que possible. Le livre est aussi enrichi de divers encarts et annexes facilitant la lecture au public généraliste.

L'objectif est-il atteint ? Comme les précédents livres de Hawking, il est difficile de dire exactement à qui l'ouvrage s'adresse. S'agit-il d'informer les scientifiques et mathématiciens, ceux du moins qui ne sont pas lecteurs des revues académiques spécialisées en cosmologie théorique ? Le livre y réussira sans doute, car les allusions aux nouvelles théories sont nombreuses. S'agit-il au contraire d'informer ou former le grand public, auquel sont destinés, semble-t-il, les rappels assez élémentaires du début de l'ouvrage relatifs à la relativité et à la théorie des quantas ? Dans ce cas, ce qui est dit des points les plus nouveaux mais aussi les plus abstraits de la théorie, la supergravité, les cordes, les branes (définies comme un des composants élémentaires de la théorie M) laissera la plupart des lecteurs sur leur soif. Ils sentiront que les hypothèses relatives à l'univers sont actuellement en plein bouleversement - ce qui est déjà une information fort utile - mais ils ne pourront guère aller plus loin.
Serait-il possible de mieux faire, sans s'engager dans un cours de mathématiques supérieures ? Nous le pensons, mais c'est difficile à dire. En tous cas, nous n'avons pas connaissance d'efforts plus efficaces, émanant d'autres théoriciens, ayant à ce jour réussi mieux qu'Hawking à faire comprendre ce que sont les univers à plusieurs dimensions, les fluctuations du vide quantique, et autres hypothèses récentes.

Partant de cet exemple, nous pouvons ici nous poser la question de la vulgarisation dans les domaines, souvent abscons eux-aussi, de l'intelligence artificielle. Un ouvrage du type de celui de Hawking y serait bien utile. Le livre Robo-sapiens, dont nous avions rendu compte http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2001/mai/p_menzel.html, bien que richement illustré, n'envisage pas la description des modèles mathématiques mis en œuvre, et n'éclaire donc pas les problématiques et débats de l'intelligence artificielle, au regard notamment des travaux des autres disciplines. Il y a donc, avec L'Univers dans une coquille de noix, un exemple à suivre par les informaticiens et mathématiciens s'intéressant à l'IA et à la robotique évolutive.

Stephen Hawking est-il rigoureux ?

La question est difficile, et sa réponse dépasse certainement nos compétences. Néanmoins, il n'est pas sans intérêt de la poser dans la mesure où, si le succès de son dernier livre atteint celui des précédents, des concepts comme les voyages dans le temps, par trous de vers interposés, ou celui de la génération continue de bulles-univers, risquent de devenir des lieux communs des conversations quotidiennes, matière à production de "mèmes" que l'on retrouvera partout, notamment dans les médias et les productions artistiques. Faudra-t-il les considérer comme de nouvelles vérités révélées, autour desquelles articuler nos nouvelles conceptions de l'univers ? La question n'est pas triviale. La plupart des gens cultivés, en Occident, avaient fini par admettre et presque se représenter le concept de l'univers en poire, situé dans rien, puisque le temps et l'espace s'y courbent en fonction de la densité de la matière-énergie. Même les trous noirs (bien qu'étant -il faut bien s'en rendre compte- de véritables scandales dans la perspective de notre univers euclidien à 4 dimensions) ont fini par se faire admettre comme incontournables. Mais nous faudra-t-il réinscrire tout ceci dans une perspective beaucoup plus large, où les dimensions s'interpénètrent et les univers se succèdent à qui mieux mieux.

On sait, d'une part, que les hypothèses d'Hawking restent pour la plupart à vérifier expérimentalement et, d'autre part, qu'elles sont plus ou moins contestées par un certain nombre d'astrophysiciens. Sans même citer Halton Arp, Fred Hoyle et Hannes Alfvén qui ont nié le Big Bang et les trous noirs, il semble que la plupart des physiciens ne croient pas qu'une théorie, même appelée théorie du Tout, réconciliant mécanique quantique et relativité générale, puisse à elle seule représenter valablement l'univers. Ce serait contraire à toute logique d'imaginer qu'une représentation élaborée par le cerveau humain, lui même toute petite partie de cet univers, puisse prendre de ce dernier une vue exhaustive. A fortiori, comment imaginer qu'une telle théorie puisse nous permettre d'agir souverainement sur le monde, tel Dieu est supposé le faire dans la perspective religieuse. Pour la plupart des scientifiques, les théories ne sont que les résultats de l'interaction de nos corps (de nos cerveaux) avec un univers qui dépasse largement leurs possibilités d'observations et de modélisation. Elles sont donc nécessairement partielles et jamais définitives(1) . On aurait pu attendre de Stephen Hawking qu'il présente et discute les hypothèses différentes, dans le souci d'éclairer le lecteur.

Ceci dit, ne nous plaignons pas. Même si un certain manque de rigueur ou un excès de hâte puissent être reproché à Hawking par ses collègues plus tempérés, la "mousse" d'hypothèses qu'il nous livre a l'avantage de secouer nos idées reçues, selon lesquelles on sait déjà tout sur tout et que la fin de l'histoire (de la connaissance) est désormais arrivée - certitude qui peut entraîner très immédiatement le tarissement des vocations de chercheurs théoriques et celui des crédits de recherche. Tout laisse supposer au contraire que, plus ou moins rapidement, l'astrophysique, comme plus généralement la physique théorique, verront bouleverser ce qui fut leurs fondements presque intangibles pendant tout le 20e siècle. Il est excellent de se préparer à ces bouleversements, qui en entraîneront certainement de nombreux autres, y compris sans doute dans les sciences de la vie.

La maladie de Stephen Hawking conditionne t-elle les modalités ou les résultats de ses recherches ?

Le travail d'un scientifique ne peut jamais être totalement distingué des conditions psychologiques, sociologiques ou économiques qui l'ont rendu possible. Cependant, l'obligation de s'insérer dans une production collective atténue l'influence des conditionnements personnels. Les influences s'exercent plutôt au niveau sociétal, chaque paradigme pouvant en général être rapproché du type de société qui l'a vu naître et entretenu. Dans un cas extrême comme celui d'Hawking, on ne pourra cependant pas échapper à la question des liens personnels qu'il entretient avec son oeuvre. Il sera facile, mais sans grand intérêt, de dire qu'il a cherché par la recherche de pointe, par l'audace de ses hypothèses, à prendre une revanche sur sa condition physique. Par contre, on se demandera si l'impossibilité pratique où il est de pratiquer la physique expérimentale ne l'a pas quasiment forcé à approfondir l'aspect théorique de l'astrophysique, jusque dans ses éventuels excès. On sait, nous l'avons dit, que beaucoup de ses collègues ne le suivent pas dans sa conception quasi mystique de la Théorie du tout, qui permettrait de résoudre l'ensemble des problèmes scientifiques. De même, on ne sera pas obligé de suivre notre savant dans ses considérations très pessimistes sur l'avenir de l'humanité, et la nécessité d'envisager au plus vite une dématérialisation des humains et leur migration vers d'autres environnements planétaires. Cette perspective ne paraît pas (bien qu'elle soit stimulante pour les roboticiens) immédiatement applicable. Les mauvais esprits y verront les excès d'une cérébralité suicidaire, que ceux ayant l'avantage de posséder un corps sensible ancré dans la vie quotidienne, ne pourront pas partager.

Ceci étant, le cas Hawking nous paraît intéressant pour les réflexions auxquelles il nous incite relativement à l'avenir de l'intelligence artificielle et de la conscience artificielle. On pourrait dire qu'offrant, malheureusement pour lui, l'exemple d'un cerveau pratiquement déconnecté d'un corps (encore que ses proches insistent sur les petits côtés de sa personnalité, qui déteindraient sur son modus operandi), il représente le précurseur de ce que seront à plus ou moins long terme des cerveaux artificiels s'attaquant aux problèmes les plus abstraits de la science de demain.

Il est probable que cette intelligence artificielle, si elle remplissait convenablement les espoirs de ses promoteurs, produirait une grande quantité d'hypothèses théoriques, de modélisations plus sophistiquées les unes que les autres, susceptibles d'alimenter d'ambitieux programmes de recherche expérimentale. On se trouverait alors dans une situation un peu différente de celles où sont les sciences aujourd'hui, handicapées par le manque de recul et d'hypothèses théoriques. Même si toutes ces hypothèses n'étaient pas recevables, elles auraient l'avantage de nous obliger à jeter sur le corpus des connaissances du moment un regard critique bien utile pour les faire évoluer. C'est un service de ce genre que nous rend le cerveau d'Hawking par ses considérations sur la théorie du Tout, les univers multiples et autres exotismes cosmologiques, nous obligeant à ne plus nous en tenir aux modèles simplistes de la cosmologie du 20e siècle.

(1) On lira dans le numéro 349 de La Recherche (janvier 2002) un dossier traitant de la question de savoir si la physique peut tout expliquer, avec des articles de Steven Weinberg et Paul Davies. Dans la ligne du livre de Hawkins, on pourra se référer au livre de Brian Greene, L'univers élégant, Robert Laffond, 2000.

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