Dans notre monde chaotique où tout peut changer en une fraction de seconde, la science (et en particulier la physique) peut parfois sembler comme un refuge de certitudes. Un lieu de connaissance, exigeant, pragmatique, certain de ses découvertes, et dont les fruits nourrissent bon nombre d’avancées techniques extraordinaires.

Le but de la philosophie des sciences est de s’emparer de cette idée reçue et d’en tester la véracité : la science est-elle vraiment un refuge de certitudes ? Est-elle si exigeante dans ses observations ou pragmatique dans ses découvertes ? Et surtout : peut-elle vraiment prétendre décrire le réel ?

La science, en son fondement, est une paire de lunettes colorées. Lorsqu’on les enfile, tout nous semble soudainement rouge, vert ou bleu selon la coloration des verres. De fait, la science, comme cette paire de lunettes, ne prétend pas dévoiler le monde dans son entière complexité. Elle propose plutôt de choisir une couleur d’approche (un champ de recherche particulier) et de s’y tenir dans son travail d’investigation.

Mais pourquoi rechercher cette simplification abusive, au lieu d’observer le monde tel qu’il est ? Parce que du point de vue des scientifiques, ce que je perds en complexité, je le gagne en finesse d’observation. Reprenons l’exemple des lunettes colorées : si avec elles les objets perdent leur couleur initiale, ils peuvent malgré tout me sembler plus simples à délimiter, avec des contours plus facilement identifiables. Ce que je perds en colorimétrie, je peux le gagner en contraste et en clarté, comme dans les films en noir et blanc.

C’est ainsi que, volontairement, la science troque la complexité du réel pour faciliter l’observation des phénomènes. Elle choisit d’en étudier une partie seulement, clairement délimitée, pour ne se concentrer que sur certaines variables et leurs relations.

Ce qui fait que, dans sa pratique, le mouvement d’une science est nécessairement double :

• Une science réduit la complexité du monde à un champ, volontairement délimité, de données observables et mesurables. Par exemple, elle mesure et observe uniquement le poids et la vitesse des objets (plutôt que leur texture ou leur élasticité) pour en étudier le mouvement ;
• A partir de ces données elle modélise (souvent en utilisant le langage mathématique) une loi qui explique les relations entre ces quelques données observables. Par exemple : l’inertie d’un objet dépend de son poids.

On voit, avec ce court exemple, deux des plus grandes limites de la pratique scientifique :

• La simplification abusive du réel (en enfilant mes lunettes colorées, je perçois mieux certaines choses, mais j’en ignore volontairement plein d’autres) ;
• La relation difficile entre disciplines scientifiques (comment décrire mes découvertes à quelqu’un qui ne porte pas les mêmes lunettes colorées que moi ?).

Les recherches d’Olimpia Lombardi s’inscrivent dans cet horizon d’étude, avec une question simple : que se passe-t-il si quelqu’un commence à prétendre que les lunettes rouges peuvent remplacer toutes les autres types de lunettes colorées ? Ou, pour le dire dans le langage scientifique d’aujourd’hui : que se passe-t-il si la physique quantique prétend soudain décrire, par son langage (les mathématiques), l’entièreté de la complexité du réel ?

Les prétentions de la physique à décrire l’entièreté du monde datent du XVIIème siècle. A cette époque, des savants comme Galilée et Descartes ont proposé de modéliser le monde comme un ensemble de lois mathématiques (par exemple pour étudier le comportement des rayons lumineux – avec le langage trigonométrique – ou la chute des corps – sous forme de fonction mathématique). Et en enfilant ces « lunettes mathématiques », la physique moderne a fait des bonds de géants, accumulant d’immenses découvertes, dans le sillage desquelles ont eu lieu tous les progrès techniques de notre temps.

Ces progrès ont d’ailleurs été si spectaculaires que les physiciens se sont donnés une quête en particulier : trouver l’équation de l’univers, c’est-à-dire LA formule mathématique qui pourrait expliquer le comportement de tout ce qui est.

Cette prétention, qu’elle soit réaliste ou non, est ce que des philosophes comme Olimpia Lombardi appellent « la tentation réductionniste » des sciences physiques. (Par « réductionnisme » on désigne le fait de simplifier une chose en la ramenant à une autre, jugée plus fondamentale). Car en souhaitant résumer l’entièreté du réel à des symboles mathématiques, les physiciens opèrent une double réduction :

• Réduction du réel aux mathématiques ;
• Réduction de l’ensemble des connaissances scientifiques aux connaissances physiques 

C’est pour cela qu’aujourd’hui, toute une branche de la psychologie utilise des électroencéphalogrammes (EEG) en les positionnant sur la tête de sujets d’expériences, afin de mesurer l’activité électrique de leur cerveau face à différentes stimulations et d’appréhender la complexité de la pensée humaine.

Comme dans l’image des lunettes colorées, on voit en quoi ce choix de réduction de la pensée à des signaux électriques peut être riche de découvertes. Mais on s’aperçoit intuitivement qu’il laisse aussi de côté une bonne partie de la complexité qui fait notre vie mentale.

Face à ces pratiques scientifiques, et cette tentation du réductionnisme, Olimpia Lombardi souhaite que la philosophie interroge l’uniformisation des sciences, pour ne pas perdre de vue la complexité réelle du monde.

Elle explique ainsi qu’il est souvent admis, sans que cela soit discuté, que la Chimie (l’étude de la matière et de ses propriétés) et la Physique (l’étude des lois fondamentales de l’univers) sont un seul champ d’étude. Pourtant, ces deux matières ont été, dès leur origine, très différentes dans leur pratique.

D’un côté, la chimie s’intéressait à la composition de la matière (les particules élémentaires, et les atomes en particulier, leur substance, leurs liens, leur classification ou encore leur comportement).

De l’autre, la physique s’intéressait aux phénomènes naturels généraux et à leurs lois (par exemple les lois du mouvement, de l’énergie, ou du rayonnement).

Mais très tôt, la chimie a été considérée par certains scientifiques comme une sous-discipline de la physique (« la chimie est juste une version appliquée de la physique »). Et cette « annexion » de la chimie par la physique (avec la réduction que cela engendre) s’est accentuée avec la physique quantique. En d’autres termes, certains scientifiques suggèrent que les lunettes de la physique sont suffisantes pour comprendre les phénomènes de nature chimique, et qu’il n’est pas nécessaire de développer des lunettes propres à la chimie.

Le risque de cette annexion, c’est tout simplement l’erreur scientifique. Car si le réductionnisme devient trop important, et qu’il refuse de reconnaître la complexité initiale du monde, la recherche en physique prend alors le risque de s’enfermer dans ses propres problèmes (et ses propres certitudes) aux dépends du monde réel qu’elle tente de décrire.

Pour penser ce problème, Olimpia Lombardi s’est appuyée sur les travaux du philosophe Hilary Putnam, qui a développé, à la fin du XXème siècle, un concept prolifique : le pluralisme pragmatique des sciences. Malgré sa formulation barbare, il s’agit d’une idée est plutôt intuitive, que nous avons déjà effleurée avec notre métaphore des lunettes colorées. Pour Putnam, les scientifiques ont besoin, pour étudier le monde, d’un cadre particulier (avec son vocabulaire propre, ses modèles théoriques, ses objets d’étude bien définis). Et ce que les scientifiques considèrent comme « réel » est directement lié au choix de ce cadre de départ. En d’autres termes : si on les porte toute la journée, nos lunettes colorées peuvent nous donner l’impression qu’elles nous montrent le monde réel, alors qu’elles n’en montrent qu’une partie seulement.

Tout serait plus simple s’il suffisait de juste retirer les lunettes et de dire : « elles sont trompeuses, je vais m’en passer ! ». Mais comme nous l’avons vu ensemble, ces lunettes sont le fondement même de toute science, et la réalité qu’elles nous permettent de saisir nous est inaccessible sans leur usage.

Donc plutôt que de critiquer le réductionnisme de la physique (qui est un élément-clé sans lequel cette science est impossible), Olimpia Lombardi propose… d’en reconnaître les limites. Par exemple :

• Ne pas prétendre que des lunettes rouges (comme par exemple, les lunettes de la physique) peuvent remplacer des lunettes vertes (comme par exemple, les lunettes de la chimie) ;
• Ne pas oublier que des lunettes rouges nous donnent seulement accès à certains phénomènes qui ne sont qu’une partie de l’immense complexité du monde.

C’est, en soi, un geste philosophique très fort. Mais Olimpia Lombardi va plus loin. Car au lieu de reprendre l’expression de « pluralisme pragmatique » de Putnam, qui décrit simplement un problème lié à la pratique scientifique, Lombardi parle de « pluralisme ontologique ».

Ontologique ? Encore un obscur concept de philosophe ! Oui…et non. L’ontologie désigne simplement  l’étude de l’Être (« ontos » en grec), c’est-à-dire de la réalité profonde du monde. Par exemple, est-ce que, dans sa fabrique, le monde est fait de nombres, d’atomes, de matière inconnue, de formes cosmiques ou d’un langage qu’on ne connaît pas encore ?

L’ontologie ne porte pas sur le savoir scientifique (c’est-à-dire l’étude partielle du monde) mais sur la constitution même de ce qui est. Ce qui fait que, quand Olimpia Lombardi parle de « pluralisme ontologique », elle ne dit pas seulement que chaque science a un objet d’étude différent : elle prétend que chaque science étudie une réalité différente.

Sur quoi s’appuie-t-elle pour le prétendre ? Et bien tout simplement sur les découvertes en physique quantique et en chimie quantique. Sans rentrer dans les détails les plus complexes de ses recherches, disons qu’elle prend comme exemple des concepts dans le monde chimique quantique (comme les liaisons chimiques, la structure moléculaire ou les orbitales, qui sont les nuages de probabilités de positionnement des électrons) pour démontrer qu’ils n’ont pas de contrepartie exacte dans le monde de la physique quantique.

C’est comme si, en choisissant une paire de lunettes colorées, on ne choisissait pas seulement un aspect du monde à observer, mais carrément une réalité différente à étudier. C’est en ce sens que l’on peut parler d’ « autonomie ontologique de la chimie » !

Cette idée, plutôt révolutionnaire, est bien entendue questionnée par d’autres philosophes et scientifiques. Et Olimpia Lombardi continue à l’explorer, en publiant des travaux toujours plus pointus, effectués en collaboration avec d’autres chercheurs.

Et s’il s’avérait que sa théorie est juste, cela signifierait que le monde qui se présente face à nous, et dont nous supposons chaque jour l’unité et la continuité, est en fait une superposition de réalités aux lois et aux objets différents. Cela donne le tournis !