Les voies de la lumière : Physique et métaphysique du clair-obscur [Broché]

 

 

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Compte-rendu du livre de Trinh Xuan Thuan, Les voies de la lumière. Physique et métaphysique du clair-obscur (Gallimard, Col. Folio, 2008)

En faisant appel à la distinction de Saint Bonaventure entre "lumen" (la lumière rayonnée ou dispensée) et "lux" (la source de lumière) (introduite en p. 909 du livre) et en la déplaçant dans un contexte scientifique, on pourrait dire que le livre passionnant de l'astrophysicien Trinh Xuan Thuan constitue une "Summa de lumine luceque". Il s'agit en effet d'une somme, principalement scientifique, sur la lumière, les sources de la lumière et les phénomènes lumineux, qui, de surcroît, allie très habilement et heureusement les perspectives historiques et systématiques. La clarté de l'exposé et le style didactique de la présentation (ce dernier, une vertu, bien entendu) rendent l'ouvrage accessible à une grande diversité de lecteurs et de lectrices.

Voici comment s'organise ce traité.

Les deux premiers chapitres nous offrent un panorama historique des conceptions de la lumière de l'antiquité grecque à l'instauration de la science moderne aux 16e et 17e siècles.

L'auteur continue la narration historique dans le troisième chapitre, en retraçant cette fois le chemin qui mène la science moderne à sa conception actuelle de la lumière : selon cette dernière, la lumière est de nature duale, étant à la fois onde et particule. Il en est d'ailleurs de même de la matière. Dans ce chapitre, nous découvrons la théorie électromagnétique et la physique contemporaine de l'infiniment grand (le macrocosme) et de l'infiniment petit (le microcosme) : respectivement, la théorie de la relativité et la mécanique quantique. Le début du chapitre 4 nous donnera un aperçu d'une autre partie de la physique du microcosme, à savoir la théorie des cordes, qui se trouve encore en état d'élaboration et demande à être étayée. Il s'agit d'une conception des particules élémentaires d'après laquelle ces dernières ne sont pas des entités en forme de points, mais des vibrations de « cordes » infiniment petites (d'une taille de 10 puissance moins 33 cm). Ce sera une des théories à être mises à l'épreuve au nouvel accélérateur du CERN (le Large Hadron Collider ou grand collisionneur de protons ; voir p. 408).

La lumière visible est une des composantes du spectre électromagnétique. Le spectre dans son entièreté, des ondes radio aux ondes gamma, se compose de différentes sortes de lumière, et la lumière que nos yeux nous révèlent est la lumière blanche ou visible, elle-même, comme Newton l'aura démontré le premier, un composé des diverses lumières colorées que met, par exemple, en évidence l'arc-en-ciel. Le mécanisme qui engendre un arc-en-ciel est celui de la diffraction : de fines gouttes d'eau fractionnent la lumière blanche en ses composantes colorées. On peut produire le même effet à l'aide d'un prisme de verre.

Le quatrième chapitre « dress[e] l'inventaire de toutes les sources de lumière et d'énergie de l'univers et raconte leur histoire et leur évolution du passé le plus éloigné au futur le plus distant » (p. 480). L'hypothèse cosmologique du big bang fournit le contexte théorique de cette narration extraordinaire. La théorie du big bang s'est imposée en 1965 à la suite de la découverte du rayonnement fossile (p. 326-30). De même que la géologie et la théorie de l'évolution ont historialisé la Terre et la vie sur Terre en amenant au jour leurs transformations incessantes durant des millions d'années, la théorie du big bang marque l'historialisation complète de l'univers en révélant les processus et changements dramatiques qui ont donné lieu à son état présent au cours des 13,7 milliards d'années de son existence. A ce jour, l'hypothèse du big bang s'est vue vérifiée par de nombreuses observations, et elle subira des tests renouvelés au grand collisionneur du CERN. Celui-ci va permettre de remonter le temps en-deçà de l'année 380 000 : en effet, durant ses 380 000 premières années, l'univers demeure opaque (les électrons libres y entravant le déplacement de la lumière) et donc inaccessible aux télescopes.

Le cinquième chapitre traite de notre glorieux Soleil, de sa structure interne, de ses effets multiples sur notre écosphère et de phénomènes terrestres tels que l'arc-en-ciel et la couleur bleue du ciel, sujets incontournables et dont les explications scientifiques devraient être connues de chacun. Sans l'apport énergétique du Soleil, il n'y aurait pas de vie à la surface de notre planète. Je dis `à la surface de notre planète' car les océans recèlent des êtres vivants (les extrémophiles) à des profondeurs entièrement dépourvues de lumière solaire et dont le métabolisme s'approvisionne donc à une source énergétique autre que la lumière. Les développements que Thuan consacre aux topiques de la dépendance du phénomène de la vie à l'égard de la lumière, de l'effet de serre (il y en a deux, un bon et un mauvais), du réchauffement climatique anthropogène et des dangers qu'il représente pour les formes de vie actuelles devraient faire partie des connaissances scientifiques minimales de chaque âme éclairée.

Le sixième chapitre examine la maîtrise technoscientifique de la lumière : lumière artificielle incandescente et au néon, laser, fibres optiques, et bien d'autres sujets fascinants, le tout présenté avec le don de clarté auquel l'auteur nous a maintenant accoutumés.

Le septième et dernier chapitre nous instruit en physiologie de la vision (dans le rapport de l'oeil au cerveau), et se termine sur une prise en considération d'une série de conceptions théologiques et esthétiques de la lumière.

J'aimerais tout particulièrement recommander ce livre à ceux qui se préoccupent de philosophie, car il me semble que les philosophes d'aujourd'hui se doivent de connaître les sciences et ce qu'elles nous enseignent sur le monde qui est le nôtre et l'univers dans lequel il est sis. Ce qui destine ce livre au philosophe, c'est tout d'abord la vision totalisante de l'univers qu'il offre. Secundo, non seulement la narration historique, en nous rappelant à plusieurs reprises que certaines découvertes et certaines théories scientifiques sont faites simultanément (ou presque) par des individus différents, tandis que d'autres encore sont refaites après avoir été perdues ou négligées ; mais aussi les considérations systématiques, en nous montrant que des voies indépendantes de recherche et des raisonnements indépendants les uns des autres concourent aux mêmes résultats, nous donnent un sens concret du caractère objectif des démarches scientifiques, en particulier, et de la recherche de la vérité, en général.

Tertio, le livre nous familiarise avec le fait que la compréhension du monde que procure la science moderne s'acquière à l'encontre de notre conscience naturelle, qui est largement constituée par des impensés et des notions non examinées (parmi lesquels on comptera les dogmes et croyances religieuses). On peut aussi exprimer cet état de choses en disant que la science moderne est contre-intuitive : pour prendre deux exemples des débuts de la physique moderne, 1) le principe d'inertie de Newton (dont nous devons la formulation initiale à Descartes) est contrefactuel, ce qui revient à dire qu'on n'observe pas de mouvement purement inertiel dans la nature ; et 2), que la même force cause la chute des objets sur Terre et retienne les huit planètes du système solaire dans leurs orbites est un fait que Newton dut démontrer tant il est peu évident à la conscience ordinaire. Au regard de la science, la vie courante se déroule dans un mésocosme, c'est-à-dire dans un monde moyen ou monde situé entre le macrocosme et le microcosme. Or, comme les impensés ou les intuitions de notre vie quotidienne, véhiculés par la langue et la culture, sont à la mesure du mésocosme et que celui-ci reste opaque aux phénomènes macro- et microscopiques, la compréhension scientifique de la nature ne s'obtient qu'au prix d'un effort éducatif, d'un processus substitutif et rectificatif qui mène hors des certitudes et des schèmes conceptuels qui prévalent au sein du mésocosme. Dans le livre, notre condition mésocosmique est mise en évidence par des passages tels que le suivant :

« Ainsi, tout comme étoiles et galaxies nous donnent une vue bien trompeuse de la distribution... Lire la suite ›

Un épais volume, 'lumineux' qui a peu d'équivalent, ou on apprend beaucoup de choses intrigantes, par exemple que pour vivre éternellement il faudrait pouvoir voyager à la vitesse de la lumière, vitesse qui 'suspend' le temps, qu'un bloc de fer chauffé pèse plus lourd, que le temps se transmute en espace, que la vitesse réduit la taille des objets, que le temps est ralenti par un champ de gravité, que le soleil affaiblit le système immunitaire.

L'une des parties la plus intéressante est celle sur l'histoire de la compréhension de ce qu'est la lumière, de l'antiquité à aujourd'hui, avec le débat sur sa nature ondulatoire ou corpusculaire (en fait elle est les deux à la fois).
Autre chapitre intéressant, celui sur les fibres optiques, toujours en pleine évolution.
Les explications sont très claires, on comprend tout et le sujet est vraiment abordé dans sa totalité avec aussi des références à la biologie. Les près de 1000 pages de l'ouvrage font que l'on a vraiment de quoi épancher sa soif de savoir sur le sujet. Il faut des semaines pour lire ce pavé !

Quelques regrets; le fait que les illustrations et les photos soient mal réparties, qu'il y ait un chapitre sur la couche d'ozone dont on voit mal la place ici, et qu'il y ait trop de 'lieux communs' et de banalités parfois un peu irritantes.
Si on connait bien la physique, notamment son histoire, on pourrait peut-être s'ennuyer mais l'auteur nous montre certains des derniers développements sur le sujet. La lumière, sa vitesse, sa nature, étant à la base d'une bonne partie de la physique moderne, Trinh Xuan Thuan donne en fait un panorama de beaucoup de problématiques actuelles de la physique, par exemple la téléportation quantique ou la recherche de la matière manquante, au prix parfois d'un certain éloignement du sujet.

C'est un livre magistral sur la vie, l'univers et cette lumière qui est à l'origine de notre existence même. Un livre de science, de philosophie aussi. Un grand auteur, astrophysicien par ailleurs !

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5.0 étoiles sur 5 adler's review of les voies de la lumiere
In his careful and thorough review of Les Voies de la lumiere,Pierre Adler has done a great service for the community of philosophers of science in the United States. Lire la suite

Publié il y a 22 mois par niccolo raven

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