ƒ Le Cosmos et le Lotus | Carnet de vie

Le Cosmos et le Lotus

 


Livre de Trinh Xuan Thuan chez Albin Michel

4ème de couverture


Que nous dit vraiment la Science sur la nature de l’univers, sur son origine et son futur ? Par quel mystère le langage mathématique, pure création de l’esprit humain, se révèle t-il aussi performant pour nous décrire les phénomènes physiques, de l’infiniment petit à l’infiniment grand ? S’il existe un ordre du monde, ce que nous en disent la physique quantique et la théorie de la relativité, est-il compatible avec ce qu’enseigne le bouddhisme ? Et que peut-on en conclure pour notre propre vie ? A ces questions passionnantes et à beaucoup d’autres, le célèbre astrophysicien Trinh Xuan Thuan répond ici d’une façon à la fois personnelle et engagée, en s’appuyant sur les événements de sa vie.

Son expérience l’a placé d’emblée à la confluence de trois cultures : issu d’une famille de lettrés vietnamiens imprégnée de tradition bouddhiste et confucéenne, il a reçu une éducation à la française puis une formation scientifique à l’américaine. Une telle richesse de points de vue lui permet d’apporter, non pas des réponses toutes faites du haut de son savoir, mais des éléments de réflexion accessibles à tous, qui nous font participer à la grande aventure de l’astrophysique depuis un siècle et nous interrogent autant sur le sens de la vie que sur la place de l’homme dans l’histoire de l’univers. Entre le cosmos que nous dévoile chaque jour la science et le « lotus » de la sagesse orientale, Trinh Xuan Thuan nous invite à emprunter une voie d’intelligence ouverte.






Extrait (p. 131-141)



Le monde n'est pas un rêve
et la lumière est son messager




La science résulte de la confrontation de l'homme avec le réel. Elle se nourrit sans cesse d'observations et d'informations tirées de la nature par des moyens divers, des expériences de laboratoire aux instruments d'observation les plus perfectionnés. Le point de départ de toute aventure scientifique est donc le fait que le monde existe bel et bien, qu'il n'est pas un produit de notre imagination. Le monde n'est ni un rêve ni une illusion. Qu'il existe est un fait étonnant : « Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? » s'interrogeait déjà le philosophe allemand Gottfried Leibniz. Le fait qu'une réalité est bien là stimule chez le chercheur le désir d'entrer en relation avec elle et ouvre la possibilité de la connaissance du monde, donc de la science.
L'astronomie est la seule science où nous ne pouvons pas faire d'expériences : nous ne pouvons ni recréer le big bang en laboratoire ni concocter des étoiles dans des éprouvettes. Alors comment connaître l'univers ? La lumière vient à notre secours. Elle est le messager du cosmos par excellence. Elle est ma compagne. C'est elle qui me permet de communiquer avec le cosmos et de le connaître. C'est elle qui véhicule les fragments de musique et les notes éparses de la mélodie secrète de l'univers que l'homme tente de reconstituer dans toute sa glorieuse beauté.
La lumière joue le rôle de messager cosmique grâce à trois propriétés fondamentales. D'abord, comme je l'ai déjà dit, elle ne se propage pas instantanément, mais met un certain temps pour nous parvenir. Parce que la propagation de la lumière n'est pas instantanée, nous voyons l'univers toujours avec un retard, et les télescopes nous permettent de remonter le temps et de reconstituer le passé.
La lumière porte aussi en elle un code cosmique qui, une fois déchiffré, nous permet d'accéder au mystère de la composition chimique des étoiles et des galaxies, ainsi qu'au secret de leurs mouvements. Et cela parce que la lumière interagit avec les atomes qui composent la matière visible de l'univers.
La lumière n'est en effet perceptible que si elle interagit avec un objet. Comble du paradoxe, elle qui éclaire tout est par elle-même invisible. Pour qu'elle se manifeste, il faut que son trajet soit intercepté par un objet matériel, que ce soient les pétales d'une rose, les pigments colorés sur la palette d'un peintre, la rétine de notre oeil ou le miroir d'un télescope. Dépendant de la structure atomique de la matière avec laquelle elle interagit, la lumière est absorbée à certaines énergies très précises. Si bien que si nous obtenons le spectre de la lumière d'une étoile ou d'une galaxie – en d'autres termes, si nous la décomposons avec un prisme en ses différentes composantes d'énergie ou de couleur –, nous découvrons que ce spectre n'est pas continu, mais haché en de nombreuses raies d'absorption verticales, correspondant aux énergies qui ont été absorbées par les atomes. La disposition de ces raies n'est pas aléatoire, mais le fidèle reflet de l'arrangement des orbites des électrons dans les atomes de matière. Cet arrangement est unique pour chaque élément. Il constitue une sorte d'empreinte digitale, de carte d'identité de l'élément chimique qui permet à l'astrophysicien de le reconnaître sans équivoque. C'est ainsi que la lumière nous dévoile la composition chimique de l'univers.
La lumière permet aussi d'étudier les mouvements des astres. Car rien n'est immobile dans le ciel. La gravité fait que toutes les structures de l'univers – étoiles, galaxies, amas de galaxies… – s'attirent et « tombent » les unes vers les autres. Ces mouvements de chute s'ajoutent au mouvement général de l'expansion de l'univers. Tout est mouvement et changement. L'immuabilité aristotélicienne des cieux est bien morte. Nous ne percevons pas cette agitation frénétique parce que les astres sont trop distants, et notre vie humaine trop brève. C'est de nouveau la lumière qui nous révèle cette impermanence du cosmos. Elle change de couleur quand la source lumineuse bouge par rapport à l'observateur. Elle se décale vers le rouge (les raies d'absorption verticales sont déplacées vers de moindres énergies) si l'objet s'éloigne, et vers le bleu (les raies d'absorption verticales sont déplacées vers des énergies plus élevées) si l'objet s'approche. C'est en mesurant ces décalages vers le rouge ou vers le bleu que l'astronome parvient à reconstruire les mouvements cosmiques.
En collectant la lumière du cosmos grâce à ces gigantesques réceptacles que sont les télescopes, je tente de déchiffrer la mélodie secrète de l'univers, avoir des ébauches de réponse et y voir un peu plus clair. Mon coeur bat toujours à grands coups quand le dessin exquis des bras spiraux d'une galaxie à des milliards d'années-lumière s'esquisse sur l'écran qui relaie le télescope. La lumière me connecte au cosmos. Elle me permet de remonter dans le passé jusqu'à des temps immémoriaux, et de voir le monde en train de naître.

Le monde est beau…


Dans l'esprit populaire, l'activité scientifique est souvent considérée comme une entreprise purement rationnelle, basée sur la seule logique et dénuée de toute émotion, et la physique comme une science d'où toute contemplation esthétique est bannie. Les jugements de valeur n'y auraient pas droit de cité ; seuls compteraient des faits précis, froids, impersonnels. Pourtant le scientifique que je suis est tout autant sensible à la beauté et à l'harmonie de la nature qu'un artiste ou un poète. Dans mon travail, je me laisse souvent guider par des considérations d'esthétique, qui viennent s'ajouter à celles d'ordre rationnel. L'idée d'un travail scientifique dépourvu de tout sentiment est on ne peut plus erronée. L'homme est à la fois raison et émotion, et le scientifique, comme quiconque, ne peut dissocier son affectivité de sa raison quand il tente de dialoguer avec la nature. Les plus grands savants ont exprimé un avis sans équivoque sur le rôle que joue la beauté en science. Écoutons le mathématicien français Henri Poincaré : « Le scientifique n'étudie pas la nature pour un but utilitaire. Il l'étudie parce qu'il y trouve du plaisir ; et il y trouve du plaisir parce que la nature est belle. Si la nature n'était pas belle, elle ne vaudrait pas la peine d'être étudiée, et la vie ne vaudrait pas la peine d'être vécue. » Je ne peux qu'y souscrire. Pour moi, le désir d'étudier le réel est sans aucun doute motivé en premier lieu par la perception de la beauté du monde.

Qu'est-ce que la beauté en science ? C'est d'abord la beauté physique du monde, celle qui nous saute aux yeux et qui nous éblouit. Ainsi, le Soleil n'est pas seulement source de vie, de lumière et d'énergie ; il est aussi source de splendeur et d'émerveillement. En jouant avec les gouttelettes d'eau, les molécules d'air et les cristaux de glace, en rebondissant à la surface des grains de poussière, des arbres et des montagnes, en se reflétant sur les eaux des océans et des lacs, ou en se faufilant dans les nuages et les brumes, notre astre solaire est à l'origine de spectacles naturels qui apaisent le coeur et mettent du baume à l'âme. Une beauté qui nous console souvent et parfois nous sauve.

Le monde n'était pas « obligé » d'être beau, mais il se trouve qu'il l'est. Nous vivons dans un monde de merveilles optiques, et le ciel est une toile majestueuse où jouent couleurs et lumières les plus inattendues. Pensez à l'arche multicolore d'un arc-en-ciel qui surgit au milieu des gouttes de pluie à la fin d'un orage, et dont la taille imposante, l'harmonie des couleurs et la perfection de la forme circulaire constituent un pont entre la poésie et la science et commandent l'admiration et la révérence. À la spectaculaire beauté des couchers de soleil, ce festival de tons jaunes, orangés et rouges qui illuminent le ciel juste avant que l'astre disparaisse sous l'horizon. Quand nous avons le blues, que la tristesse nous envahit, il suffit parfois de regarder un ciel bleu, ensoleillé et dénué de nuages pour que notre chagrin s'atténue. Les aurores boréales, ces lumières diffuses dont les couleurs, les formes et les mouvements semblent varier à l'infini, et que nous ne pouvons observer que dans les zones de hautes latitudes, sont d'une magie époustouflante. Nous vivons au milieu d'un monde exubérant de variété et de diversité, où la nature donne sans cesse libre cours à sa créativité et son inventivité. Lors de mes fréquents voyages aux observatoires du monde entier, je suis émerveillé par les forêts de cactus dans l'aridité sauvage et majestueuse du désert d'Arizona où se dresse l'observatoire de Kitt Peak, ou la splendeur de la cordillère des Andes chiliennes où se situe l'Observatoire européen austral. Parce qu'elle est inépuisable, la magnificence de la nature ne me laisse jamais indifférent.

…et ordonné

Mais la beauté du monde est davantage que celle perçue par les yeux. Je ressens aussi intensément une beauté d'ordre plus abstrait, que m'inspirent sa cohérence et son ordre. Si l'univers était totalement chaotique, s'il ne possédait aucune sorte de régularité, je ne pourrais pas faire de science. Les succès époustouflants de la science, rapportés et diffusés quasi instantanément par internet, nous font oublier que c'est presque un miracle qu'elle soit possible. C'est le cas parce que la nature présente des régularités, parce que son comportement peut être décrit par ce que nous appelons des « lois ».
Une loi est, selon le Petit Larousse, une « proposition générale énonçant des rapports nécessaires et constants entre des faits scientifiques ». La beauté qui me captive vient du fait qu'à partir d'un petit nombre de lois simples et synthétiques, la nature a su créer l'extraordinaire complexité et variété du monde. Le naturaliste Charles Darwin exprime admirablement cette fascination quand il écrit dans L'Origine des espèces, à propos de sa théorie de l'évolution des formes vivantes : « À partir d'un commencement si simple, un nombre infini de formes, toutes plus belles et plus merveilleuses les unes que les autres, se sont développées et continuent à évoluer. »

Le concept de « loi de la nature » a mis longtemps à émerger. Il y a quelques dizaines de milliers d'années, nos lointains ancêtres étaient déjà conscients de la régularité des phénomènes célestes qui montraient une constance cruellement absente des affaires et relations humaines. La régularité inexorable du Soleil à travers le ciel durant la journée, la Lune qui change d'apparence à intervalles réguliers pendant le mois, les saisons qui se suivent immuablement d'année en année : cette ponctualité céleste, jamais prise en défaut, était comme une sorte d'assurance contre l'incertitude du lendemain. Le Soleil qui revient illuminer le jour après les ténèbres de la nuit marquait comme une renaissance après la mort.

L'homme antique voyait dans cette régularité des cieux comme un gage de l'immortalité de son esprit. Les dolmens et menhirs de Stonehenge en Angleterre, posés au IIIe millénaire av. J.-C., à l'époque où le roi Hammourabi régnait à Babylone et les pharaons du Moyen Empire en Égypte, et alignés dans la direction des levers et couchers de soleil à certaines époques de l'année, sont des témoins silencieux de cette connaissance. Mais bien des phénomènes naturels leur paraissaient aussi mystérieux et imprévisibles. Ainsi les éruptions des volcans, les tremblements de terre, les ouragans et autres tempêtes semblaient arriver sans crier gare. L'homme des cavernes dotait alors le monde d'esprits qui pouvaient avoir un comportement aussi prévisible que fantasque. Nos ancêtres vivaient dans un univers magique dans lequel l'esprit Soleil éclairait l'esprit Terre le jour pour laisser place à l'esprit Lune la nuit ; l'esprit Arbre lui donnait des fruits et il butait contre l'esprit Pierre. L'univers était ainsi simple, familier, à dimension humaine.

Cette familiarité et cette innocence disparurent avec l'accumulation du savoir. Il y a environ dix mille ans, l'univers magique fit place à l'univers mythique. Les esprits désertèrent les arbres, les fleurs et les rivières pour laisser la place à des dieux aux pouvoirs surhumains. Tous les phénomènes naturels, y compris la création du monde, étaient désormais les conséquences des agissements, amours et accouplements, haines et déchirements de ces dieux.

Pourtant, au beau milieu de cet univers mythique, vers le VIe siècle av. J.-C., survint le miracle grec qui sema les germes de l'univers scientifique tel que nous le connaissons aujourd'hui. Les Grecs eurent l'idée révolutionnaire que les événements naturels ne relevaient pas seulement des dieux, mais que la raison humaine pouvait aussi les appréhender. Ils jetèrent un regard curieux et inquisiteur sur des sujets aussi divers et variés que la structure de l'univers, la composition de la matière, la nature du temps, la géométrie et les mathématiques, les phénomènes biologiques, météorologiques et géologiques. Mais pourtant le concept de loi naturelle tel que nous le concevons aujourd'hui leur était encore inconnu. Aristote expliquait le comportement d'un système naturel non par des lois, mais en termes de cause finale. Pour lui, un système physique, tout comme un être vivant, avait un comportement téléologique, c'est-à-dire qu'il se conduisait de manière à atteindre un but. Le philosophe échafauda un système élaboré de causalité en distinguant quatre sortes de causes différentes. Ainsi, à la question : « Pourquoi pleut-il ? », le philosophe grec ne répondit pas simplement que la pluie tombe parce que l'air, en se refroidissant, provoque la condensation de la vapeur d'eau dans l'atmosphère en gouttelettes d'eau qui tombent sur la surface de la Terre, attirées par sa gravité, comme le ferait un météorologue d'aujourd'hui ; il distingua entre la cause matérielle que constituent les gouttelettes d'eau, la cause efficace qui fait que la vapeur d'eau se condense en gouttes de pluie, et la cause formelle faisant que les gouttes d'eau tombent sur la surface de la Terre. Mais au lieu d'invoquer la gravité de la Terre pour expliquer la chute des gouttes d'eau, Aristote fit appel à une cause finale : les gouttes d'eau tombent sur la Terre parce que les plantes, les animaux et les hommes ont besoin d'eau pour vivre et croître. Aristote était intéressé par le pourquoi plutôt que par le comment des choses. Pour lui, les lois physiques restaient des constructions intellectuelles, et l'idée d'une science basée sur l'expérimentation et l'observation lui était étrangère.

La notion de loi qui nous est familière fit son apparition en Occident avec l'émergence des religions monothéistes. Les lois qui dictaient le comportement des systèmes physiques ne leur étaient plus inhérentes, mais imposées de l'extérieur par un Être suprême. La nature devint un domaine gouverné par Dieu à coups de décrets divins. Quand la science moderne émergea en Europe au XVIe siècle, les premiers hommes de science travaillaient dans la conviction que l'ordre et les régularités de la nature reflétaient le vaste plan d'un Dieu créateur et dispensateur de lois, et qu'ils exaltaient la gloire de Dieu en révélant ce plan. L'astronome allemand et grand mystique Johannes Kepler rechercha ainsi la perfection de Dieu dans les mouvements des planètes. Pour le physicien anglais Isaac Newton, l'univers était une vaste machine réglée de façon extrêmement précise par un Dieu-ingénieur rationnel. Dieu était source et garant de toute la rationalité de la nature, rationalité qui permettait à la raison humaine – elle-même don de Dieu – d'appréhender le cosmos. Galilée introduisit la méthode scientifique en affirmant que le but de la science est de rechercher des relations quantitatives entre des phénomènes physiques a priori déconnectés, et que cette recherche doit être basée sur l'observation et l'expérimentation.

Parce que la machine, une fois remontée, marchait d'elle-même, Dieu s'éloigna de plus en plus. La raison régnait en maître, reléguant la foi au second plan. Jusqu'au jour où Dieu ne fut plus nécessaire. À la fin du XVIIIe siècle, en réponse à Napoléon Bonaparte qui lui reprochait de n'avoir pas mentionné une seule fois le Grand Architecte dans son ouvrage La Mécanique céleste, le marquis Pierre Simon de Laplace s'écria : « Sire, je n'ai pas besoin de cette hypothèse ! » Depuis, science et religion n'ont cessé de s'éloigner l'une de l'autre. Aujourd'hui, la plupart des scientifiques étudient les régularités de la nature, qu'ils appellent « lois », sans se poser – du moins publiquement – la question de leur origine.

L'esprit des lois

Les lois naturelles possèdent un ensemble de propriétés généralement admises qui rappellent étrangement celles attribuées à Dieu. Elles sont d'abord universelles, s'appliquant partout dans l'univers. Je suis toujours admiratif devant la grande unité de la nature quand je constate que les lois physiques qui régissent une galaxie située aux confins de l'univers dont la lumière a été émise avant même que certains atomes de mon corps ne soient fabriqués par l'alchimie nucléaire d'une étoile, soient les mêmes qui s'appliquent à notre petit coin de Terre, grain de sable dans le vaste océan cosmique. Où que nous pointions nos télescopes dans l'espace, les mêmes phénomènes physiques se présentent à nous.




Autre ouvrage de Trinh Xuan Thuan : 

Du Big Bang à l'Eveil

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