A la suite des commentaires décourageants qui ont suivi le billet de la semaine dernière sur l’Association parapsychologique, il semble utile d’expliciter en détail l’affirmation selon laquelle les phénomènes parapsychologiques sont incompatibles avec les lois connues de la physique. Le point principal est que, s’il y a certainement beaucoup de choses que la science moderne ne comprend pas, il y a aussi beaucoup de choses qu’elle comprend, et ces choses ne permettent tout simplement pas la télékinésie, la télépathie, etc. Ce qui ne veut pas dire que nous pouvons prouver que ces choses ne sont pas réelles. Ce qui ne veut pas dire que nous pouvons prouver que ces choses n’existent pas. Nous ne le pouvons pas, mais c’est une affirmation sans valeur, car la science ne prouve jamais rien ; ce n’est tout simplement pas comme cela que la science fonctionne. Au contraire, elle accumule des preuves empiriques pour ou contre diverses hypothèses. Si nous pouvons montrer que les phénomènes psychiques sont incompatibles avec les lois de la physique que nous comprenons actuellement, alors notre tâche consiste à équilibrer la plausibilité relative de « certaines personnes ont été la proie de recherches bâclées, de témoignages peu fiables, de biais de confirmation et de vœux pieux » contre « les lois de la physique qui ont été testées par un nombre énorme d’expériences rigoureuses et de haute précision au cours de nombreuses années sont tout simplement fausses d’une manière macroscopique tangible, et personne ne l’a jamais remarqué ». »
Le concept crucial ici est que, dans le cadre moderne de la physique fondamentale, non seulement nous savons certaines choses, mais nous avons une compréhension très précise des limites de nos connaissances fiables. Nous comprenons, en d’autres termes, que si des surprises surviendront sans aucun doute (en tant que scientifiques, c’est ce que nous espérons tous), il y a certaines classes d’expériences qui sont garanties de ne pas donner de résultats excitants – essentiellement parce que les mêmes expériences ou des expériences équivalentes ont déjà été réalisées.
Un exemple simple est fourni par la loi de la gravité de Newton, la célèbre loi de l’inverse du carré. C’est une loi de physique plutôt réussie, suffisamment bonne pour permettre aux astronautes d’aller sur la Lune et d’en revenir. Mais elle n’est certainement pas absolument vraie ; en fait, nous savons déjà qu’elle s’effondre, en raison des corrections apportées par la relativité générale. Néanmoins, il existe un régime dans lequel la gravité newtonienne est une approximation efficace, bonne au moins jusqu’à une précision bien définie. Nous pouvons dire avec confiance que si vous vous intéressez à la force due à la gravité entre deux objets séparés par une certaine distance, avec certaines masses, la théorie de Newton donne la bonne réponse avec une certaine précision. Aux grandes distances et aux précisions élevées, le domaine de validité est formalisé par le formalisme post-newtonien paramétré. Il existe un ensemble dénombrable de façons dont le mouvement des particules testées peut s’écarter de la gravité newtonienne (ainsi que de la relativité générale), et nous pouvons vous dire quelles sont les limites de chacune d’entre elles. À de petites distances, le comportement de l’inverse du carré de la loi de la force gravitationnelle peut certainement s’effondrer ; mais nous pouvons vous dire exactement l’échelle au-dessus de laquelle il ne s’effondrera pas (environ un dixième de millimètre). Nous pouvons également quantifier à quel point cette connaissance s’étend à différents types de matériaux ; nous savons très bien que la loi de Newton fonctionne pour la matière ordinaire, mais la précision pour la matière noire est naturellement loin d’être aussi bonne.
Cette connaissance a des conséquences. Si nous découvrons un nouvel astéroïde se dirigeant vers la Terre, nous pouvons utiliser de manière fiable la gravité newtonienne pour prédire sa future orbite. D’un point de vue rigoureux, quelqu’un pourrait dire « Mais comment savez-vous que la gravité newtonienne fonctionne dans ce cas particulier ? Elle n’a pas été testée pour cet astéroïde spécifique ! ». Et c’est vrai, car la science ne prouve jamais rien. Mais cela ne vaut pas la peine de s’en inquiéter, et quiconque ferait cette suggestion ne serait pas pris au sérieux.
Comme pour les astéroïdes, il en va de même pour les êtres humains. Nous sommes des créatures de l’univers, soumises aux mêmes lois de la physique que tout le reste. Comme chacun le sait, il y a beaucoup de choses que nous ne comprenons pas sur la biologie et les neurosciences, sans parler des lois ultimes de la physique. Mais il y a beaucoup de choses que nous comprenons, et seules les caractéristiques les plus fondamentales de la théorie quantique des champs suffisent à écarter définitivement l’idée que nous puissions influencer des objets à distance par le travail de la pensée pure.
L’exemple le plus simple est la télékinésie, la capacité de déplacer un objet à distance en utilisant uniquement des pouvoirs psychiques. Pour être définitif, considérons le pouvoir de plier une cuillère, revendiqué non seulement par Uri Geller mais aussi par l’auteur et climato-sceptique Michael Crichton.
Que disent les lois de la physique à propos du pliage des cuillères ? Sous le pli, nous passons en revue la logique.
Les cuillères sont faites de matière ordinaire.
Cela semble incontestable, mais cela mérite d’être expliqué. Les cuillères sont faites d’atomes, et nous savons de quoi sont faits les atomes – des électrons liés par des photons à un noyau atomique, qui lui-même est composé de protons et de neutrons, qui eux-mêmes sont faits de quarks maintenus ensemble par des gluons. Cinq espèces de particules au total : quarks up et down, gluons, photons, électrons. C’est tout.
Il n’y a pas de place pour des sortes supplémentaires de particules mystérieuses s’accrochant, comme une aura, à la matière d’une cuillère. C’est parce que nous savons comment les particules se comportent. S’il y avait une autre sorte de particule dans la cuillère, elle devrait interagir avec la matière ordinaire que nous savons être là – sinon elle ne collerait pas, elle passerait juste à travers, comme les neutrinos passent à travers la Terre presque sans être perturbés. Et s’il existait une sorte de particule qui interagisse avec les particules ordinaires de la cuillère de manière suffisamment forte pour coller à la cuillère, nous pourrions facilement la fabriquer dans des expériences. Les règles de la théorie quantique des champs établissent un lien direct entre les taux d’interaction des particules et la facilité avec laquelle nous pouvons les créer en laboratoire, moyennant une énergie suffisante. Et nous savons exactement combien d’énergie est disponible dans une cuillère ; nous connaissons les masses des atomes et l’énergie cinétique des mouvements thermiques dans le métal. Pris ensemble, nous pouvons dire sans crainte de nous tromper que toute nouvelle particule qui pourrait exister au sein d’une cuillère aurait été détectée dans des expériences il y a longtemps.
Encore : imaginez que vous ayez inventé un nouveau type de particule pertinent pour la dynamique des cuillères. Dites-moi sa masse, et ses interactions avec la matière ordinaire. Si elle est trop lourde ou interagit trop faiblement, elle ne peut pas être créée ou capturée. Si elle est suffisamment légère et interagit fortement, elle aura été créée et capturée de nombreuses fois dans des expériences que nous avons déjà réalisées. Il n’y a pas de juste milieu. Nous comprenons parfaitement le régime des cuillères, nonobstant ce que vous avez entendu dans The Matrix.
La matière interagit par des forces.
Nous savons depuis longtemps que la façon de déplacer la matière est d’exercer une force sur elle – la loi de Newton, F=ma, est au moins la deuxième équation la plus célèbre de la physique. Dans le contexte de la théorie quantique des champs, nous savons précisément comment les forces apparaissent : par l’échange de champs quantiques. Nous savons que seuls deux types de champs existent : les bosons et les fermions. Nous savons que les forces macroscopiques résultent uniquement de l’échange de bosons, et non de fermions ; le principe d’exclusion interdit aux fermions de s’accumuler dans le même état pour créer un champ de force cohérent à longue portée. Et, ce qui est peut-être le plus important, nous savons à quoi les forces peuvent se coupler : les propriétés des champs de matière qui constituent un objet. Ces propriétés comprennent l’emplacement, la masse, le spin et diverses « charges » comme la charge électrique ou le nombre de baryons.
C’est là qu’intervient le point précédent. Les cuillères ne sont qu’un certain arrangement de cinq types de particules élémentaires – quarks up et down, gluons, électrons et photons. Donc, si une force doit se déplacer autour d’une cuillère, elle doit être couplée à ces particules. Une fois que vous m’avez dit combien d’électrons, etc. il y a dans la cuillère, et l’arrangement de leurs positions et de leurs spins, nous pouvons dire avec confiance comment n’importe quel type particulier de force influencera la cuillère ; aucune autre information n’est nécessaire.
Il n’y a que deux forces à longue portée assez fortes pour influencer les objets macroscopiques – l’électromagnétisme et la gravité.
Bien sûr, nous avons travaillé dur pour découvrir différentes forces dans la nature, et jusqu’à présent nous en avons identifié quatre : la gravitation, l’électromagnétisme, et les forces nucléaires forte et faible. Mais les forces nucléaires ont une portée très courte, inférieure au diamètre d’un atome. La gravitation et l’électromagnétisme sont les seules forces détectables qui se propagent sur de plus longues distances.
La gravitation ou l’électromagnétisme pourraient-ils être responsables de la flexion des cuillères ? Non. Dans le cas de l’électromagnétisme, il serait risiblement facile de détecter le type de champs nécessaires pour exercer une force suffisante pour influencer une cuillère. Sans compter que le cerveau humain n’est pas conçu pour générer ou concentrer de tels champs. Mais le fait est que, si c’étaient des champs électromagnétiques qui faisaient plier les cuillères, cela serait très, très perceptible. (Et l’accent serait mis sur l’influence des aimants et des circuits, pas sur le pliage des cuillères.)
Dans le cas de la gravitation, les champs sont tout simplement trop faibles. La gravité s’accumule en proportion de la masse de la source, donc la disposition des particules à l’intérieur de votre cerveau aura un effet gravitationnel beaucoup plus faible que le simple emplacement de votre tête – et c’est beaucoup trop faible pour déplacer des cuillères. Une boule de bowling serait plus efficace, et la plupart des gens seraient d’accord pour dire que déplacer une boule de bowling devant une cuillère a un effet négligeable.
Peut-il y avoir une nouvelle force, encore non détectée par la science moderne ? Bien sûr ! J’en ai moi-même proposé. Les physiciens ne sont en aucun cas fermés à de telles possibilités ; ils sont très excités par celles-ci. Mais ils prennent aussi au sérieux les limites expérimentales. Et ces limites montrent sans ambiguïté que toute nouvelle force de ce type doit être soit de très courte portée (moins d’un millimètre), soit beaucoup plus faible que la gravité, qui est une force terriblement faible.
Le fait est que de telles forces sont caractérisées par trois choses : leur portée, leur force, et leur source (ce à quoi elles se couplent). Comme discuté ci-dessus, nous savons quelles sont les sources possibles qui sont pertinentes pour les cuillères : quarks, gluons, photons, électrons. Il ne nous reste donc plus qu’à réaliser une série d’expériences pour rechercher les forces entre les différentes combinaisons de ces particules. Et ces expériences ont été réalisées ! La réponse est la suivante : toutes les nouvelles forces qui pourraient se cacher là-bas sont soit (beaucoup) trop courtes pour affecter les objets quotidiens, soit (beaucoup) trop faibles pour avoir des effets facilement observables.
Voici un tracé des limites actuelles de ces forces, provenant du groupe Eot-Wash de l’institution d’origine de Julianne. Ce tracé particulier concerne les forces qui se couplent au nombre total de protons plus neutrons ; des tracés similaires existent pour d’autres sources possibles. L’axe horizontal représente la portée de la force ; elle va d’environ un millimètre à dix milliards de kilomètres. L’axe vertical représente l’intensité de la force. La région située au-dessus des lignes colorées a été exclue par une ou plusieurs expériences. À l’échelle du mètre, c’est-à-dire en pliant une cuillère avec votre esprit, la nouvelle force autorisée la plus puissante possible serait environ un milliardième de la force de la gravité. Et rappelez-vous, la gravité est bien trop faible pour plier une cuillère.
C’est tout. Nous avons terminé. La leçon profonde est que, bien que la science ne sache pas tout, ce n’est pas non plus « tout est permis ». Il y a des régimes bien définis de phénomènes physiques où nous savons comment les choses fonctionnent, point final. C’est en dehors de ces régimes qu’il faut chercher des phénomènes nouveaux et surprenants. Il n’est pas nécessaire de mettre en place des protocoles élaborés en double aveugle pour porter un jugement sur les capacités des prétendus médiums. Notre connaissance des lois de la physique les exclut. Les spéculations contraires ne sont pas le fait de visionnaires audacieux, ce sont les rêves de cinglés.
Un raisonnement similaire s’appliquerait à la télépathie ou à d’autres phénomènes parapsychologiques. C’est un peu moins tranché, car dans le cas de la télépathie, l’influence est censée voyager entre deux cerveaux humains, plutôt qu’entre un cerveau et une cuillère. L’argument est exactement le même, mais il y a ceux qui aiment prétendre que nous ne comprenons pas comment les lois de la physique fonctionnent à l’intérieur d’un cerveau humain. Il est certainement vrai qu’il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas sur la pensée, la conscience et les neurosciences, mais le fait est que nous comprenons parfaitement les lois de la physique dans le régime du cerveau. Pour croire le contraire, il faudrait imaginer que les électrons individuels obéissent à des lois de la physique différentes parce qu’ils sont situés dans un cerveau humain, plutôt que dans un bloc de granit. Mais si vous ne vous souciez pas de violer les lois de la physique dans des régimes où elles ont été largement testées, alors tout est en fait permis.
Certains diront que la parapsychologie peut être tout aussi légitimement « scientifique » que la paléontologie ou la cosmologie, tant qu’elle suit la méthodologie de l’enquête scientifique. Mais c’est une attitude un peu trop ignorante pour tenir la route. Si les parapsychologues suivaient la méthodologie de l’enquête scientifique, ils regarderaient ce que nous savons des lois de la physique, réaliseraient que leur prétendu sujet d’étude a déjà été exclu, et en trente secondes, ils se déclareraient vaincus. Tout le reste est de la pseudo-science, aussi sûrement que les recherches contemporaines sur l’astrologie, la phrénologie ou la cosmologie ptolémaïque. La science se définit par ses méthodes, mais elle obtient aussi des résultats ; et ignorer ces résultats, c’est violer ces méthodes.
Attendu, cependant, il est vrai que tout est possible, puisque la science ne prouve jamais rien. Il est certainement possible que le prochain astéroïde qui se présente obéisse à une loi de gravité de type inverse-cube plutôt qu’inverse-carré ; nous n’en sommes jamais certains, nous ne pouvons parler qu’en probabilités et en vraisemblances. Compte tenu de ce qui précède, je dirais que la probabilité qu’une sorte de phénomène parapsychologique s’avère réel est (nettement) inférieure à un milliard contre un. Nous pouvons comparer cela au succès bien établi de la physique des particules et de la théorie des champs quantiques. Le budget total de la physique des hautes énergies dans le monde est probablement de quelques milliards de dollars par an. Je serais donc très heureux de soutenir la recherche en parapsychologie à hauteur de quelques dollars par an. Heck, je serais même prêt à aller jusqu’à vingt dollars par an, juste pour être sûr.
Ne laissez jamais dire que je suis autre chose qu’ouvert d’esprit.