La place de l'imaginaire dans la science

Les grandes avancées scientifiques sont très souvent dues à des êtres ayant été capables d'aller chercher des idées complètement nouvelle dans leur imaginaire. Il est intéressant de constater que les théories physiques récentes bouleversent totalement notre vision du monde en apportant des concepts non intuitifs voire même contre intuitifs. Il est par exemple impossible de se représenter fidèlement les objets du monde quantique, l'image d'électrons sous forme de petites boules orbitant autour d'un noyau, lui-même en forme de boule est totalement fausse et trompeuse. Comment se représenter quelque chose qui n'a ni une forme, ni une localisation précise et alors même que le fait de l'observer avec précision n'a pas de sens puisque l'observation elle-même va modifier le comportement de la chose étudiée ?

Un autre exemple est la théorie de la relativité restreinte. Celle-ci repose sur 2 principes:

• Le principe de relativité déjà énoncé par Galilée et qui stipule que les lois de la physique sont indépendantes du référentiel inertiel (c'est-à-dire qui n'est  soumis à aucune force). Par exemple la chute d'un corps est décrite par les mêmes équations, que l'on fasse l'expérience sur le bord d'une voie ferrée ou à l'intérieur d'un train animé d'une vitesse constante par rapport à un observateur resté sur le bord de la voie.
• Le principe selon lequel la vitesse de la lumière est constante et indépendante du référentiel inertiel. Cela veut dire que si une source de lumière est attachée à un référentiel en mouvement par rapport à un l'observateur, celui-ci mesurera toujours une même vitesse de la lumière indépendamment de la vitesse de déplacement de la source.

De là découle toute la théorie de la relativité restreinte, y compris la dilatation du temps, la contraction des longueurs et le fait qu'espace et temps sont indissociables.

Il fallait tout de même un formidable culot pour ne pas jeter immédiatement à la poubelle une théorie qui remettait en cause le caractère absolu du temps.  Je me demande quel était l'état d'esprit d'Einstein lorsqu'il a réalisé les implications de sa théorie ? Par quel cheminement est-il passé, pour avoir l'intuition que la vitesse de la lumière dans le vide était une constante fondamentale ? Il est vrai qu'il disposait du résultat des expériences de Michelson et Morley qui démontraient la non existence d'un repère absolu dans l'espace, et des équations de Maxwell qui contiennent la notion d'onde électromagnétique se propageant à une vitesse finie. Mais tout de même... quelle vision ! Je pense que ce genre d'avancée est liée à une capacité hors du commun pour construire des représentations abstraites à partir d'un imaginaire fécond.

Dirac, de son côté, était convaincu qu'une théorie devait être élégante. On lui prête d'avoir dit qu'un résultat était trop beau pour être faux et que le fait qu'une équation soit belle était plus important que sa capacité à reproduire une mesure.  D'ailleurs sa célèbre équation dont les solutions d'énergies négatives ont été associées à l'anti-électron (ou positon) est d'une très grande élégance, tant du point de vue de la physique qu'elle contient que de sa transcription mathématique.