Chapitre 3 : La synthèse broglienne: vers une enquête philosophique de la
3.3.4. Analyse critique de la philosophie scientifique de de Broglie
Le problème de mesure en mécanique quantique a instauré deux interprétations paradoxales. D’une part, « l’idéalisme quantique » confère le rôle primordial à l’observateur, plus précisément à sa conscience ou à son esprit. Cette position défend implicitement l’idée que l’univers quantique n’existe pas indépendamment de l’observateur. D’autre part, le « matérialisme quantique », défendu par plusieurs physiciens insiste sur la réalité de la matière comme l’ultime élément, l’élément le plus fondamental de l’existence. Pour ces derniers, l’esprit ne joue aucun rôle, tout est matière et elle seule suffit pour expliquer les phénomènes qui se déroulent à l’échelle élémentaire. Les tenants de cette position estiment que la matière est régie par un dynamisme propre qui permet d’expliquer tous les phénomènes qui se déroulent à l’échelle microscopique. Outre ces deux positions, rappelons qu’il existe deux autres interprétations de la mécanique quantique : « l’opérationalisme » de l’école de Copenhague et le « syncrétisme quantique ». L’opérationalisme insiste sur le fait que la mécanique quantique ne porte pas sur la réalité, mais sur la connaissance que nous avons de cette réalité. Le syncrétisme quantique tente pour sa part la synthèse du matérialisme quantique et de l’idéalisme quantique en postulant l’existence d’une réalité plus profonde dont la matière et l’esprit ne seraient que deux aspects complémentaires208. Parmi ces
différentes interprétations que nous venons de mentionner, de Broglie défend « le réalisme quantique ». Dans la suite de ce travail, nous allons argumenter que de Broglie, en défendant
207 L. Daston et P. Galison., Objectivity, New York, Zone Books, 2007, pp. 101-102, 208 S. Ortoli et J-P. Pharabod., Le cantique des quantiques., op. cit., pp. 75-76.
le « réalisme quantique » finit par incorporer des valeurs non-épistémiques209 en mécanique quantique. Nous critiquerons également son réalisme ontologique.
La synthèse broglienne de la mécanique ondulatoire est fondée sur la notion de coexistence des ondes et des corpuscules dans la matière. En effet, dans son ouvrage Continu et discontinu
en physique moderne, à la section intitulée « réflexion sur l’indéterminisme en physique
quantique », il soutient que les phénomènes qui se déroulent à l’échelle élémentaire reposent sur un déterminisme fondamental. Mais, selon de Broglie, « ce déterminisme des phénomènes resterait caché et se trouverait au-delà des limites de notre science humaine, mais c’est là une hypothèse métaphysique, un acte de foi »210. Il fait ainsi appel dans ses
explications à des principes métaphysiques pour rendre compte de la réalité physique sous- jacente aux phénomènes considérés. Cette manière de concevoir l’activité scientifique fait dire Wilfried Kuhn que de Broglie admet l’influence des idées métaphysiques en physique. Kuhn, dans sa présentation du 16 juin 1992 à Paris, à l’occasion du colloque organisé dans le cadre du centenaire de la naissance de de Broglie, affirme qu’avec la conception broglienne d’un déterminisme caché, il lui serait difficile d’éviter le retour du refoulé métaphysique211.
Pour nous, en effet, l’instrument de mesure ou l’appareil de mesure ne met jamais le physicien ou l’observateur en relation avec la réalité nue et face à face. La réalité est voilée. Et la méthode dont use la physique, elle est impuissante à révéler la cause efficiente des phénomènes à moins que l’on admette des présupposés métaphysiques, comme de Broglie le conçoit. La science physique ne peut avoir la prétention d’être achevée en métaphysique. Pour découvrir la structure de la réalité physique, la physique ne doit se préoccuper que des relations invariables (lois) qu’entretiennent les phénomènes entre eux. Admettre donc des valeurs métaphysiques en microphysique, c’est admettre des notions qui sont elles-mêmes inexpliquées, qui sont de véritables « qualités occultes » en microphysique. Le but de la physique est de découvrir les schèmes causals, les enchaînements causals entre les
209 Nous entendons par valeurs non épistémique, les valeurs personnelles, sociales, culturels, les préférences
individuelles ou des groupes. Ce sont des valeurs qui font partie du milieu social et culturel où la science se déroule. Helen E. Longino. « How Values can be good for sciences », p. 122, in P.K. Machamer et G. Wolters (eds.), Science,
Values, and Objectivity. University of Pittsburgh press, 2004.
210 L. de Broglie., Continu et discontinu en physique moderne, op. cit., p. 66.
211 W. Kuhn., (1992). « L’influence des images métaphysiques du monde sur le développement des idées en physique
particulièrement chez Louis de Broglie », pp. 111-112, La découverte des ondes de matière. Colloque organisé à l’occasion
phénomènes, mettre de l’ordre dans les faits et de trouver des connexions entre les expériences sensorielles. Dans cette perspective, les théories sont vraies dans la mesure où elles sont confirmées par des observations. Une hypothèse n’est confirmée que si elle est directement vérifiable par un énoncé empirique. L’exemple de l’hypothèse de la « nature ondulatoire des électrons » de de Broglie confirmé par les preuves expérimentales (de la diffraction des électrons par rayon X) de Davisson et Gremer est une illustration. On peut donc dire que la vérifiabilité empirique est un critère de confirmation d’une hypothèse. Elle est la condition nécessaire du sens et de la scientificité d’un énoncé. Un énoncé synthétique est doté de signification si et seulement s’il est vérifiable. Mais, il existe des cas où il n’y a pas ou qu’il manque de preuves empiriques pour confirmer une hypothèse. C’est à ce niveau de l’activité scientifique que peuvent s’infiltrer des valeurs morales, politiques, religieuses et culturelles212.
L’explication des phénomènes quantique à l’aune des hypothèses métaphysiques ou micro- hypothèses implique que de Broglie manque de preuves empiriques pour justifier ses théories. Et en l’absence de lois empiriques pour étayer son raisonnement et justifier le déterminisme des phénomènes quantique, de Broglie s’appuie sur ses convictions religieuses et personnelles213. Dire donc que le déterminisme quantique est d’ordre métaphysique implique qu’il y a un écart inférentiel entre les données et les hypothèses. Par exemple, dans la chaîne de justification du postulat quantique de l’inséparabilité de l’objet de l’observateur, de Broglie, fait référence à la conscience pour montrer que celle-ci influence la matière ou le comportement des particules matérielles. Dans l’expérience de la réduction d’onde, il suppose que les propriétés des particules sont créées par la conscience. Les propriétés de l’onde n’existent pas avant l’expérience et l’acte d’observation d’un agent conscient a donc créé les propriétés de l’onde. Selon de Broglie, l’interaction a lieu entre un objet et l’appareil de mesure et elle conduit à perturber les propriétés de cet objet. Admettre cette idée reviendrait à dire que l’on ne peut plus faire une distinction nette entre le phénomène et les conditions instrumentales de l’investigation scientifique. L’objet quantique deviendrait alors une représentation de quelque chose qui possède des déterminations intrinsèques dont le
212 Helen E. Longino. « How Values can be good for sciences », op. cit., p. 127. 213 L. de Broglie., Nouvelles perspectives en microphysique., op. cit., pp. 274-275.
phénomène expérimental ne serait qu’une manifestation déformée et indirecte214. On peut donc dire à la suite de Bitbol que de Broglie « part de l’existence du quantum d’action comme preuve empirique ou comme un postulat pour aboutir à la limitation de la possibilité d’établir une distinction entre un phénomène et son observation »215. Il est simple et facile de dire que la conscience crée la matière lorsqu’on ne dispose pas de preuves empiriques. Et affirmer de telle chose serait une « pétition de principe ». Devant de telle situation, des valeurs politiques, morales et religieuses peuvent s’infiltrer dans la chaîne de justification. Cela étant, nous estimons qu’il est nécessaire aujourd’hui plus que jamais de se pencher sur la question de la gestion des valeurs216 en sciences physiques. Car, il serait illusoire de croire à l’intégrité217
de la science physique. Parce que, certains programmes de recherche dans ce domaine peuvent renfermer des biais sexistes, voire androcentrique.
Outre cet aspect de la philosophie scientifique de de Broglie, nous voulons analyser également sa conception des particules matérielles. Il affirme dans sa discussion avec Kuhn au sujet de sa thèse que le dualisme onde-corpuscule n’est pas un problème épistémologique, mais ontologique : les ondes et les particules sont deux aspects coexistants de la réalité218.
Mais il ne dit rien à propos de cette ontologie. Dans la perspective broglienne tout porte à croire que les particules matérielles n’ont pas une ontologie propre à eux, et les propriétés de ceux-ci sont uniquement inventées par l’esprit humain. Il conçoit à travers le concept « d’indiscernabilité » que l’on ne peut plus distinguer deux particules en mécanique ondulatoire à cause du monisme quantique. Mais, qu’est-ce qui rend vraie l’hypothèse d’une réalité unique (la particule-quanton) douée d’un déterminisme propre ? Quelle est l’ontologie de ces particules ? De Broglie n’a pas pris soin de nous dire en quoi le monisme physique est une théorie non-dualiste.
214 M. Bitbol., Mécanique quantique, op. cit., p. 247. 215 M. Bitbol., Mécanique quantique, op. cit., p. 246.
216 Helen E. Longino., Sciences as social knowledge. Values and Objectivity in scientific Inquiry, Princeton NJ, Princeton
University press, 1990, p. 83.
217 La thèse de l’intégrité de la science est l’idée selon laquelle, la pratique interne de la science : observation et
expérimentation n’est pas influencée par les valeurs contextuelles.
218 W. Kuhn., (1992), « L’influence des images métaphysiques du monde sur le développement des idées en physique
particulièrement chez Louis de Broglie », p. 109, La découverte des ondes de matière. Colloque organisé à l’occasion du
Pour nuancer les propositions de de Broglie, nous concevons que, les particules matérielles sont des « entités fondamentales ». Les entités fondamentales sont des entités suffisantes et nécessaires. Elles subsistent par eux même, servent de raison d’être ou constituent la raison d’être d’autres entités dérivées. En d’autres termes ce sont des entités qui ont leur propre existence et sont capables de servir comme la raison d’être d’autres choses. Ce sont des entités qui rendent vrai l’existence d’autres entités dérivées219. Le fondamentalisme
considère les degrés de la matière. Par exemple, la table existe, mais tient son existence des entités fondamentales (les particules ou molécules de la matière avec laquelle elle est fabriquée). Les molécules sont plus fondamentales que les électrons et ceux-ci sont aussi plus fondamentaux que la table et la chaise. Selon l’ontologie des électrons, les entités fondamentales sont des entités ontologiquement dépendantes. Et dire qu’une entité est fondamentale et dépendante signifie qu’elle est ontologiquement suffisante, mais n’est pas capable d’une existence isolée. L’entité dépend de ses composantes chimiques et structurelles. L’électron par exemple est composé de plusieurs parties propres. Ces parties sont fondamentales. L’électron est fondamental, mais dépend des parties qui la composent.220
Au cours d’une réaction chimique, ces entités fondamentales interagissent entre eux. L’intra- action entre les molécules constitutives d’une même particule engendre une sensation extérieure. Ces sensations sont ensuite perçues par l’observateur. L’observateur à son tour entre dans un dialogue, dans une interaction avec ce qui est perçu afin de le représenter et l’interpréter. En nous référent à Keren Barad, les particules de la matière sont douées d’une agentivité221. Les particules élémentaires de la matière sont des agents doués d’une énergie ou de force qui fait mouvoir ces particules. C’est pourquoi dans son compte de « l’épistémologie ontologique » ou du « réalisme agentiel », elle insiste sur le fait qu’il faut procéder à un travail sur la matière. Elle donne une vision de la matière chargée d’agentivité. Au lieu de centrer l’activité scientifique sur l’agent d’observation, Barad suggère plutôt que l'on considère le phénomène ou l’objet. La matière réagit, elle est en mouvement. L’ontologie des objets scientifiques dépend du dynamisme de la matière. C’est en ce sens qu’elle parle des « intra-actions » entre les particules élémentaires de la matière. L’intra-action a lieu entre
219 E. Barnes., (2012). « Emergence and Fundamentality», pp. 886-887, Mind, Vol. 121. 484. 220 Ibid., p. 894.
221 K. Barad., « Agential realism: Feminist Interventions in Understanding Scientific Pratices », p. 5, in M. Biagioli (ed.)
les particules élémentaires et l’interaction a lieu entre les particules et les appareils de mesures. Ainsi, soutenir in stricto sensu qu’il n’existe pas de séparation entre l’objet et l’observateur revient à considérer la matière comme une entité passive. Or, les molécules qui constituent les électrons interagissent entre eux et lorsque la matière a atteint un degré de complexité, elle propage de l’énergie qui se diffuse à travers le système physique. L’épistémologie de Barad nous permet ainsi d’appréhender le processus qui se déroule dans l’univers quantique comme relevant à la fois d’une intra-action et d’une interaction. « La réalité agentielle n'est pas une ontologie figée, indépendante des pratiques humaines, mais elle est continuellement reconstituée à travers nos intra-actions matérielles discursives »222.
Pour Barad, la réalité n’est pas composée de choses en eux-mêmes ou choses derrière le phénomène, mais la chose dans le phénomène parce que le phénomène constitue un ensemble non-dualiste. Son nouveau paradigme nous apparait comme une manière de dépasser l’objectivité forte et faible instaurée respectivement par la mécanique classique et quantique. Le réalisme agentiel semble être donc un paradigme qui permet de reconceptualiser la nature de l’objectivité scientifique. Le réalisme agentiel et le matérialisme discursif sont des cadres conceptuels qui unifient la nature socialement construite du savoir scientifique et le réalisme des théories scientifiques. « Le réalisme agentiel est un cadre épistémologique et ontologique qui fournit une compréhension de la science en tant que pratique matérielle discursive. »223
Eu égard à tout ce qui précède, dire donc qu’il n’existe pas de coupure inhérente entre l’objet et l’observateur est une conception trop simpliste. Selon de Broglie, l’objectivité est définie par rapport à l’objet. Mais Barad pense que l’objectivité doit être repensée « en référence aux phénomènes et non à une réalité indépendante de l’observateur. La condition pour une connaissance objective est que le référent soit un phénomène et non un objet indépendant de l'observation »224.
3.3.5. Conclusion
Ce troisième chapitre de notre mémoire est une évaluation de la mécanique classique à la lumière de la philosophie scientifique de de Broglie. Une analyse de la mécanique classique
222 Ibid., p. 7.
223 K. Barad., « Agential realism: Feminist Interventions in Understanding Scientific Pratices », op. cit., p. 2. 224 Ibid., p. 5.
nous permet d’appréhender la portée épistémologique de la mécanique ondulatoire, une synthèse entre la physique du rayonnement et la physique de la matière. Ces implications sont : l’échec du mécanisme classique et l’abandon de l’hypothèse de la continuité du mouvement, la crise de l’objectivité mécanique et la valorisation de la dimension subjective de l’objectivité scientifique. En descendant à l’échelle subatomique, les principes qui fondent la mécanique classique à savoir le déterminisme rigoureux, l’objectivité forte c’est-à-dire, la séparabilité totale entre l’objet et l’observateur, le principe de localité, n’arrivent plus à rendre compte de la réalité du monde microphysique. D’où la nécessité de refonder la mécanique quantique sur de nouvelles bases. Les matrices et le principe d’incertitude de Heisenberg ou le principe d’indétermination, l’onde de de Broglie et celle de Schrödinger, le principe de correspondance et le principe de complémentarité de Bohr225
, constituent les nouveaux principes de base de la nouvelle mécanique. La refondation de la mécanique quantique sur de nouvelles bases a permis de saisir le caractère approximatif des principes de la mécanique classique. Ces principes apparaissent comme des lois approximatives quand on se place du point de vue de la nouvelle mécanique. La mécanique classique repose indubitablement sur la notion d’objectivité telle que représenté par les préjugés de la moitié du XIXe siècle : le refoulement de l’idiosyncrasie individuelle. Mais de Broglie en faisant
preuve d’un « idéalisme quantique », réfute le réalisme classique. Quand la mécanique classique fait l’apologie d’une description et représentation des phénomènes en admettant une « séparation totale » entre l’observateur et l’objet, cette position est juste dans la mesure où la mécanique classique étudie les phénomènes macroscopiques et ces objets sont sujettes à des lois mécaniques et répond soit à l’analyse de la trajectoire d’un corpuscule, selon sa masse et sa vitesse (lois de Newton), soit à l’analyse du déplacement d’une onde (lois de Maxwell). Mais de Broglie passe à un autre niveau d’analyse qui repose sur le postulat quantique de l’indissociabilité de l’observateur de l’objet observé. L’objet quantique est construit grâce aux appareils de mesure. Pour suivre le mouvement d’un projectile par exemple, il faut nécessairement le bombarder de photon ou l’éclairer, c’est-à-dire envoyer sur lui un certain nombre de photons. Quelques photons seront renvoyés, ce qui permet de déterminer la position du projectile. Le choc des photons trouble le mouvement. En effectuant une analyse profonde des conditions expérimentales, de Broglie montre que cela implique
toujours l’action de l’observateur sur le système observé et une réaction de celui-ci. L’observateur apporte un trouble ou trouble le phénomène observé : c’est l’effet de la perturbation expérimentale. Contrairement à la mécanique classique qui prône une « séparabilité totale » de l’objet de l’observateur, la nouvelle mécanique repose plutôt sur « l’inséparabilité » de l’objet de l’observateur. L’objectivité de la nouvelle mécanique valorise la subjectivité du chercheur, car il faut le jugement exercé de l’observateur sur la matière. Néanmoins, la matière n’est pas passive, elle réagit et produit donc une sensation extérieure que l’expérimentateur doit analyser et interpréter. C’est à ce niveau que nous appréhendons le « réalisme agentiel » de Barad comme un nouveau paradigme pouvant réunir dans un même cadre conceptuel la nature socialement construite du savoir scientifique et la réalité des phénomènes observés. Mais quoi que l’on dise, il y a lieu de rappeler que l’approche broglienne loin d’être une compréhension exhaustive de l’activité scientifique pose le problème de l’intrusion des valeurs non-épistémiques en science physique. Il admet dans ses explications en l’absence de preuve empirique, des présupposées métaphysiques. Ce qui peut conduire à l’infiltration des valeurs non-épistémiques en microphysique et de surcroît des biais sexistes et androcentriques. Par ailleurs, sa mécanique ondulatoire fondée sur la coexistence des ondes et des corpuscules, est une thèse bien bâtie, mais de Broglie ne dit pas en quoi elle est une théorie non-dualiste, et suppose que l’idée de coexistence est régie par un déterminisme rigoureux. L’indiscernabilité ne nous renseigne pas sur la nature ontologique des particules matérielles. L’ontologie physique des particules quanton révèle qu’elles sont des entités fondamentales. Et c’est à cause de ce caractère fondamental qu’elles sont intrinsèquement douées d’une force et interagissent entre eux et avec l’appareil de mesure. La matière n’est donc pas passive. Elle est active. L’interaction entre l’appareil de mesure et les molécules constitutives des particules prouve que l’activité scientifique est une pratique matérielle discursive.
Conclusion générale
Nous avons cherché à examiner dans ce mémoire comment les concepts d’onde et de corpuscule ont envahi la mécanique classique et ont conduit à une révolution intellectuelle et sémantique. Pour ce faire, nous avons souligné que la théorie de la lumière a connu trois hypothèses successives : l’hypothèse de l’émission corpusculaire newtonienne, l’hypothèse de la propagation ondulatoire de Fresnel-Young et l’hypothèse électromagnétique de Maxwell. Une analyse épistémologique de ces hypothèses nous a permis de montrer comment les scientifiques s’attachent à un paradigme donné afin de pratiquer la science normale. Nous avons donc soutenu avec Kuhn que le paradigme newtonien a fixé un certain