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Brèves réponses aux grandes questions

de Stephen Hawking

récension rédigée parRomain AllaisÉditeur et correcteur indépendant. Titulaire d'un DEA en histoire des sciences (Université de Nantes).

Synopsis

Science et environnement

Dieu existe-t-il ? Y a-t-il une vie intelligente ailleurs ? Peut-on voyager dans le temps ? Voici quelques-unes des dix questions essentielles auxquelles Stephen Hawking a tenté de répondre dans son ultime ouvrage. Davantage que des réponses à des interrogations souvent insolubles, ce sont des points de vue que partage le plus célèbre scientifique contemporain, avec humour, érudition, et toujours le souci d’être accessible. Pas de réponses toutes faites donc, mais des pistes de réflexion pour les générations futures.

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1. Introduction

Pas de concept scientifique expliqué de long en large ici, mais une variété de thèmes abordés (Dieu, l’Univers, l’intelligence, le temps…) en dix questions. Les réponses qu’apporte Stephen Hawking mêlent habilement les avancées scientifiques les plus récentes à ses propres points de vue. À cela s’ajoute une double perspective historique : celle de la grande histoire où sont rappelées les étapes scientifiques majeures ; et celle plus intime d’un des plus brillants scientifiques de son temps, frappé par la maladie. Cet ultime texte de Stephen Hawking est un condensé de ses archives personnelles qu’il n’a pas eu le temps d’achever. Ainsi, l’éditeur précise qu’« il a été complété en collaboration avec ses collègues scientifiques, sa famille et le Stephan Hawking Estate ». (p. 7)

2. Dieu et le commencement de l’Univers

Stephen Hawking a 21 ans quand les médecins lui annoncent qu’il est atteint de la maladie de Charcot et que son espérance de vie ne dépassera pas cinq petites années. Il mourra pourtant à 76 ans.

Miracle ? S’il en est un qui peut légitimement penser qu’il a bénéficié d’une intervention divine, c’est bien lui. Mais, en bon scientifique qu’il était, il ne pouvait s’en contenter. Et c’est sans doute l’une des raisons pour lesquelles il a décidé d’ouvrir son ouvrage par la question la plus insoluble qui soit : Dieu existe-t-il ?

Sur un sujet aussi épineux, Stephen Hawking prévient : « Mon travail ne prouve ni n’infirme l’existence de Dieu. » (p. 49-50) Cependant son discours ne souffre d’aucune ambiguïté : Dieu n’a aucune utilité dans l’Univers tel que les scientifiques l’envisagent. Et il enfonce le clou : « […] la science est un meilleur choix qu’un créateur divin. » (p. 57)

Pourtant, selon certains, l’existence de Dieu s’avère bien pratique au moins pour expliquer le commencement de l’Univers. Mais que faisait donc ce Dieu avant ? Selon Hawking, se poser la question d’un Dieu créateur et parler d’une époque avant le Big Bang n’ont pas de sens, au même titre qu’il est impossible « de rechercher un point de la planète au sud du pôle Sud », parce que le temps et l’espace ne sont apparus qu’à partir du Big Bang, et le Big Bang est né… de rien.

3. Vie intelligente…

Notre Univers est donc apparu et, chose peut-être encore plus étrange que son émergence, nous avons une preuve irréfutable qu’il a permis à une vie intelligente de voir le jour, puisque nous existons. Pourtant, réunir les conditions nécessaires à l’apparition de la vie, puis de la vie intelligente, n’est pas une mince affaire. Il semble même « extraordinaire que l’Univers soit si finement ajusté ». (p. 89)

À ce titre, l’humanité est-elle un cas unique, ou existe-t-il ailleurs d’autres formes d’intelligence ? Pour répondre à cette question, il convient de faire une étude de cas de notre espèce.

La Terre est née il y a 4,5 milliards d’années. Étant donné l’âge de l’humanité dans son acception la plus large (le genre Homo est vieux de quelque 2,5 millions d’années), on peut considérer que la vie intelligente sur Terre a mis approximativement 4,5 milliards d’années à apparaître. C’est très long, mais l’Univers est assez âgé (13,8 milliards d’années) pour avoir permis qu’un tel processus se produise ailleurs. Et même qu’une forme d’intelligence plus avancée que la nôtre, capable de se déplacer aussi facilement dans l’espace que nous de Paris à New York, existe.

Mais pourquoi, dans ce cas, n’avons-nous encore jamais reçu la visite d’extraterrestres ? Peut-être parce qu’après tout l’intelligence est une évolution hautement improbable ; ou parce qu’une catastrophe cosmique, comme la chute d’une météorite, finit toujours par interrompre une telle évolution ; ou parce que, qui sait ? toute forme de vie intelligente finit par s’autodétruire avant d’avoir la technologie de quitter sa planète ; ou plus simplement parce qu’aucun extraterrestre ne nous a jamais encore repérés…

4. … et intelligence artificielle

Dans la quête d’une vie intelligente extraterrestre, il faut peut-être élargir le concept même de vie. Sur Terre, tout être vivant partage une même molécule : l’ADN. Cette molécule est le support de l’information génétique et permet de la transmettre, non seulement d’une cellule à une autre (chez les êtres pluricellulaires), mais aussi d’une génération à une autre. C’est un moyen de transmission interne aux organismes.

L’être humain, à partir notamment de l’apparition du langage et de l’invention de l’écriture, est la seule espèce à disposer de moyens externes pour transmettre de l’information. Ces moyens peuvent être aujourd’hui utilisés par des machines, ce qui représente un avantage énorme par rapport à l’ADN. En effet, cette molécule est fragile, particulièrement dans les conditions qui existent en dehors de la Terre, et résisterait difficilement aux durées très longues imposées par les voyages dans l’espace. Mais une machine dotée le pourrait. Il est ainsi probable que les prochains acteurs de l’exploration spatiale soient des robots. Des robots doués d’intelligence artificielle.

Car l’intelligence artificielle (IA) n’est plus aujourd’hui un sujet de science-fiction, mais un domaine de recherche foisonnant. Néanmoins l’IA, si elle est riche de promesses, est aussi lourde de menaces. D’un côté, « l’éradication des maladies et de la pauvreté est à notre portée » (p.193) ; de l’autre, « l’IA pourrait développer une volonté qui lui soit propre, et qui soit différente de nos intérêts humains » (p. 194). De là à imaginer que des machines supplantent ceux qui les ont créées, c’est un pas que Stephen Hawking et d’autres scientifiques n’hésitent pas à franchir.

Point ici de robots superintelligents qui traqueraient intentionnellement les humains pour les éliminer, mais des systèmes informatiques qui mettraient tout en œuvre pour atteindre un objectif, quitte à se débarrasser de nous si nous sommes perçus comme des obstacles. Ainsi le risque que nos « créatures » nous remplacent ne semble pas impossible, si nous perdons le contrôle sur l’intelligence artificielle. Mais est-ce la seule menace qui pèse sur l’humanité ?

5. Devenir de l’humanité

Évidemment non, rappelle Stephen Hawking. Sous la pression démographique, les ressources s’amenuisent, la Terre « devient trop petite pour nous ». (p. 158). Nos modes de vie entraînent des changements climatiques préoccupants, sinon catastrophiques, et peut-être déjà irréversibles. Le physicien n’hésite pas à envisager que la Terre évolue à la manière de Vénus, où règne à sa surface une température de 460 °C, si le réchauffement s’emballe. Cependant il reste optimiste car les solutions existent, seule manque une réelle volonté politique de les appliquer.

Et c’est là que les progrès de l’intelligence artificielle pourraient être décisifs. En augmentant nos capacités physiques et mentales, l’IA nous permettrait de faire face aux multiples défis que l’avenir nous réserve, en particulier celui qui consiste à quitter la Terre.

Il est en effet loin le temps où Christophe Colomb embarquait sur la Santa Maria en quête d’un rivage qu’il n’était pas sûr de trouver. Aujourd’hui sur notre planète, il n’y a plus de contrées inconnues à découvrir, il n’y a plus d’endroits où s’installer pour se préserver des bouleversements climatiques. Le seul horizon est au-dessus de nos têtes : l’espace. D’aucuns considèrent l’exploration spatiale comme une gabegie au regard de tous les problèmes terrestres qu’il faut résoudre d’urgence.

Assurément, selon lui, ils ont tort. L’exploration spatiale est une nécessité vitale pour l’espèce humaine car la Terre ne peut pas supporter indéfiniment la croissance exponentielle de la population. Il faudra donc que des hommes et des femmes quittent la planète pour trouver de nouvelles ressources, mais aussi de nouveaux espaces où s’installer. Et ce ne sera pas une sinécure.

Dans le Système solaire, les endroits pour accueillir l’humanité ne sont pas légion (la Lune, Mars, les satellites de Jupiter et Saturne) et restent de toute façon hostiles. L’idéal serait de se rendre sur une planète qui graviterait autour d’une autre étoile et présenterait des conditions similaires à la Terre, mais alors c’est la question de la distance, et donc du temps, qui se pose : à la vitesse de la lumière, il nous faudrait près de 4,5 années pour nous rendre sur Proxima b, une exoplanète qui tourne autour de Proxima du Centaure, la plus proche étoile du Soleil.

Or, nous sommes très loin d’avoir la technologie pour nous déplacer à la vitesse de la lumière, et il nous faudra beaucoup de temps, si c’est possible, pour la développer. La question est donc la suivante : les changements climatiques qui mettent en péril l’humanité nous laisseront-ils le temps d’y parvenir ?

6. Voyager dans le passé

Le temps. Voilà justement une notion qui a particulièrement marqué l’œuvre de Stephen Hawking, et pas seulement parce que celui-ci a défié tous les pronostics quant au temps qu’il lui restait à vivre lorsque sa maladie s’est déclarée.

« […] le voyage rapide dans l’espace-temps, ou le voyage dans le passé, ne sont pas impossibles. » De la part d’un si illustre scientifique, une telle affirmation ne manquera pas d’exciter tous ceux qui ont biberonné du Retour vers futur ou autre Terminator dans leur enfance. L’Univers déterministe tel que le concevait Pierre-Simon de Laplace au XIXe siècle, où il suffisait de connaître la position et la vitesse de chaque particule à un instant donné pour connaître sa position et sa vitesse à l’instant suivant – bref, de prédire l’avenir en quelque sorte –, n’a pas résisté au XXe siècle.

La mécanique quantique, et notamment le principe d’incertitude de Heisenberg, a rendu caduque cette conception. Impossible, en effet, de connaître précisément la vitesse d’une particule si sa position est connue, et vice versa. S’ajoute ensuite la relativité d’Albert Einstein. Celui-ci lie l’espace et le temps, et prétend qu’ils se courbent à proximité de toute masse. Mieux : le temps se dilate et les distances se contractent pour une personne qui se déplacerait à la vitesse de la lumière. Encore mieux : toute personne qui se déplacerait plus vite que la vitesse de la lumière remonterait le temps (ce qui est en fait impossible car rien ne peut aller plus vite que la lumière).

En combinant les effets respectifs de ces deux théories, et en y ajoutant une pincée de théorie des cordes, le voyage dans le passé s’avère une possibilité théorique. Mais quelle est la longueur du pas à accomplir entre cette possibilité théorique et la réalité ?

Immense assurément, avec un léger paradoxe à résoudre en sus : si, dans le futur, nous parvenons à voyager dans le passé, pourquoi personne n’est encore venu du futur nous rendre une petite visite ? N’est-ce pas la preuve que le voyage dans le temps n’est, et ne restera, qu’une possibilité théorique ? Ou n’est-il réalisable qu’à des conditions extrêmes qui n’ont pas cours dans notre Univers, ou qu’à certains endroits ponctuels et difficilement atteignables, comme les trous noirs ?

7. Les trous noirs

Car s’il existe dans l’Univers des endroits qui défient toutes les lois connues de la physique, ce sont bien les trous noirs. Mais que sont exactement ces étranges entités ? Pour le comprendre, nul besoin, dans un premier temps, de quitter la Terre.

Prenons un ballon que nous lançons en l’air à la verticale. Celui-ci s’élève, puis retombe. Lançons-le plus fort. Il s’élève plus haut, puis retombe. En fait, plus la vitesse que nous lui imprimons au départ est forte, plus il s’élève dans les airs. Imaginons que nous soyons assez musclés pour lui donner une vitesse assez forte pour qu’il ne retombe jamais. Dans ce cas, le ballon échapperait à l’attraction de la Terre et dériverait dans l’espace. Cette vitesse, c’est la vitesse de libération. Sa valeur sur Terre est de 11 kilomètres par seconde, mais elle varie d’une planète à l’autre en fonction de leur masse.

Si nous lancions un ballon à partir d’un trou noir, il faudrait lui imprimer une vitesse de libération supérieure à la vitesse de la lumière. Ce qui est impossible puisque la vitesse de la lumière est indépassable. Le ballon, quels que soient nos efforts, resterait prisonnier du trou noir. Mais pas seulement lui. Tout ce qui existe ne peut pas s’échapper d’un trou noir puisque rien ne peut se déplacer à une vitesse supérieure à celle de la lumière (et si un objet le pouvait, il remonterait le temps, comme le prédit la théorie de la relativité). La lumière elle-même est coincée à l’intérieur.

Pourtant, Stephen Hawking est connu pour avoir découvert que les trous noirs émettaient un rayonnement. Pour l’expliquer, il faut savoir que la mécanique quantique prédit que le vide de l’espace n’est pas… vide. Constamment, des paires de particules-antiparticules apparaissent et s’annihilent : ce sont les fluctuations du vide quantique. Aux abords d’un trou noir, une paire peut être rompue, l’un de ses éléments tombe alors dans le trou noir tandis que l’autre s’en échappe. C’est ce dernier qui peut être détecté, « auquel cas un observateur voit un rayonnement émis par le trou noir ». (p. 131)

8. Conclusion

Au terme d’une fructueuse carrière de scientifique, Stephen Hawking propose, dans son ultime ouvrage, d’apporter de « brèves réponses aux grandes questions ». L’idée n’est pas d’asséner des vérités définitives à des interrogations. La plupart resteront encore longtemps sans réponse.

Stephen Hawking utilise ces questions comme un prétexte pour dresser un état des lieux des connaissances actuelles sur certains aspects de la cosmologie et faire un bilan plus personnel sur ce qu’il a apporté à la discipline. Pas de véritables réponses donc, mais des pistes de réflexion pour les générations futures.

9. Zone critique

Le dernier ouvrage de Stephen Hawking ne manque pas d’ambition puisqu’il se propose de répondre à de grandes, très grandes, questions. À la lecture de la table des matières, il est évident qu’il n’y répondra pas vraiment, préférant délivrer un point de vue ou l’état des connaissances sur tel ou tel sujet. La lecture est agréable, néanmoins exigeante sur certains thèmes comme les trous noirs, le voyage dans le temps ou la mécanique quantique.

Restent deux défauts, pas rédhibitoires, mais un peu gênants : l’aspect un peu décousu du texte à travers dix questions qui n’ont pas toujours de lien entre elles (sans doute la limite de cet exercice, accentuée par sa mort prématurée qui a contraint d’autres personnes à achever ce travail) ; et la sensation parfois qu’il ne répond pas, ou un peu à côté, aux questions qu’il soulève (le chapitre 3 par exemple, où il parle davantage de l’apparition de la vie intelligente sur Terre que de la vie intelligente ailleurs, comme le laissait entendre la question).

10. Pour aller plus loin

Ouvrage recensé

– Brèves réponses aux grandes questions, Paris, Odile Jacob, 2018.

Du même auteur

– Trous noirs et bébés univers et autres essais, Paris, Odile Jacob, 1994.– L'Univers dans une coquille de noix, Paris, Odile Jacob, 2009.– Avec Kristine Larsen, Un homme face à l’infini, Paris, Dunod, coll. Quai des sciences, 2009.– Dernières nouvelles des trous noirs, Paris, Flammarion, 2016

Autres pistes

– Laurent Alexandre, La Guerre des intelligences. Intelligence artificielle versus Intelligence humaine, Paris, JC Lattès, 2017.– André Brahic, Bradford Smith, Terres d’ailleurs. À la recherche de la vie dans l’Univers, Paris, Odile Jacob, 2015.

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