L'homme devant l'incertain

Le XIXe siècle nous a légué un double héritage. D'un côté, nous avons les lois classiques de la nature dont les lois de Newton nous fournissent l'exemple suprême. Ces lois sont déterministes: une fois les conditions initiales données, nous pouvons prédire tout événement passé ou futur; elles nous parlent donc de certitudes. De plus, ces lois sont symétriques par rapport au temps. Futur et passé y jouent le même rôle. Mais le XIXe siècle nous a aussi légué une vision évolutive, temporelle, de l'univers, à travers le second principe de la thermodynamique. Ce principe exprime la croissance de l'entropie au cours du temps et introduit ainsi la flèche du temps. Dès lors, passé et futur ne jouent plus de rôle symétrique. Comment réconcilier ces deux points de vue? Traditionnellement, on considérait l'irréversibilité comme le résultat d'approximations que nous introduisons dans l'application des lois fondamentales. L'étude des systèmes hors de l'équilibre rend cette interprétation intenable. Tous les systèmes dynamiques (classiques ou quantiques) ne sont pas semblables. D y a des systèmes stables et des systèmes instables. Parmi ces derniers figurent les systèmes dits"chaotiques"dans lesquels deux trajectoires aussi voisines que l'on veut à l'instant initial divergent exponentiellement avec le temps. Que deviennent les lois de la nature lorsqu'on inclut le chaos? C'est à un exposé introductif de ce problème que ces leçons sont consacrées." Biographie: Ilya Prigogine (1g17-2003), physicien et chimiste belge d'origine russe, a reçu le Prix Nobel de chimie en 1977. Il a notamment publié en français La Nouvelle Alliance (avec Isabelle Stengers, Gallimard, 1979); La Fin des certitudes: temps, chaos et les lois de la nature (O. Jacob, 1996).

Une énigme marque la physique depuis Galilée. Pourquoi cette science a-t-elle, dès l'origine, fait le choix de l'éternité contre le temps du devenir ? Pourquoi, de la dynamique classique aux sciences de notre siècle _ la relativité et la mécanique quantique _, a-t-elle répété la plus paradoxale des négations, celle de la flèche du temps, qui traduit pourtant la solidarité de notre expérience avec le monde où nous vivons ? La question du temps a créé une tension sans cesse renaissante entre l'idée d'un monde régi par des lois intemporelles et déterministes et l'expérience humaine, mémoire du passé, ouverture de l'avenir. Elle a également opposé la physique aux autres sciences, et les lois " fondamentales " aux descriptions phénoménologiques qui, elles, traduisent la flèche du temps. Mais aujourd'hui se dessine une cohérence nouvelle qui ouvre la physique aux interrogations du devenir, à l'émergence du nouveau qu'elle avait niée. La question du temps, un et multiple, articule notre besoin de construire une conception plus unifiée du monde avec la multiplicité des regards que ce monde exige de nous. Entre le temps et l'éternité explore ce renouvellement du savoir, depuis le monde des processus dissipatifs, où l'ordre émerge du chaos, jusqu'à la mécanique quantique et la cosmologie. Au terme de cette exploration, la flèche du temps s'inscrit à tous les niveaux, du plus simple des objets quantiques _ l'atome hydrogène _, à l'Univers lui-même, né d'une formidable explosion entropique. Cette exploration est aussi la découverte d'une science créatrice de significations, délivrée de l'utopie d'un savoir infini, science qui s'affirme oeuvre humaine, située elle-même entre le temps et l'éternité. Ilya Prigogine est directeur des Instituts internationaux de physique et de chimie Solvay à Bruxelles et du Centre de mécanique statistique à l'Université du Texas à Austin. Il a reçu le prix Nobel de chimie en 1977 pour ses contributions à la thermodynamique de non-équilibre, en particulier la théorie des structures dissipatives. Isabelle Stengers, docteur en philosophie des sciences, collaboratrice de l'équipe de Bruxelles, a notamment publié avec Ilya Prigogine La nouvelle alliance (Gallimard, 1979) qui marqua un renouveau de la pensée scientifique.

L'ancienne alliance est rompue. L'homme sait enfin qu'il est seul dans l'immensité indifférente de l'univers d'où il a émergé par hasard." C'est de ces mots du biologiste et Prix Nobel Jacques Monod qu'Ilya Prigogine, chimiste et autre Prix Nobel, et la philosophe Isabelle Stengers, ont tiré le titre de cette réflexion, devenue classique, sur l'évolution de la science. À partir de la théorie du chaos, qui met à mal le déterminisme de la science classique, de la thermodynamique et de ses implications en biologie moléculaire, ils montrent que le visage de la science a résolument changé. On croyait possible, il y a un siècle, de mettre l'univers en équation ; on sait aujourd'hui que cet espoir est à jamais chimérique. La certitude a fait place à la probabilité, et l'homme lui-même est désormais une partie intégrante du savoir qu'il édifie.Le temps est venu de nouvelles alliances, depuis toujours nouées, longtemps méconnues, entre l'histoire des hommes, de leurs sociétés, de leurs savoirs et l'aventure exploratrice de la nature. --Arthur Hennessy

La question de l'avenir de la science est souvent posée. Je crois que nous sommes seulement au début de l'aventure. Nous assistons à l'émergence d'une science qui n'est plus limitée à des situations simplifiées, idéalisées, mais nous met en face de la complexité du monde réel, une science qui permet à la créativité humaine de se vivre comme l'expression singulière d'un trait fondamental de tous les niveaux de la nature. J'ai tenté de présenter cette transformation conceptuelle qui implique l'ouverture d'un nouveau chapitre dans l'histoire féconde des relations entre physique et mathématique sous une forme lisible et accessible à tout lecteur intéressé par l'évolution de nos idées sur la nature. Nous ne sommes qu'au début de ce nouveau chapitre de l'histoire de notre dialogue avec la nature." I. P.