D’un point de vue physique, qu’est-ce que le libre arbitre exactement ?

Récemment, Brian Greene, physicien à l’Université de Columbia, a publié un nouveau livre, Until the End of Time. Comme le suggère le sous-titre « Esprit, matière et recherche de sens dans un univers en évolution », il cherche un sens physique dans son voyage à travers le temps à partir du Big Bang, et attribue l'émergence et l'évolution de toutes choses à une pensée déterministe sous-jacente. L'auteur de cet article a également écrit une recommandation pour le nouveau livre de Green, mais il est toujours en désaccord avec de nombreux points de vue, en particulier sur le « libre arbitre ». Selon lui, la physique ne peut pas et n’a pas besoin d’expliquer le libre arbitre, et le libre arbitre transcende la physique.

Par Philip Ball

Compilé par Dong Weiyuan

Le libre arbitre a toujours été une énigme difficile pour les physiciens. En physique, tous les événements doivent suivre exactement les lois déterministes de l’évolution. Même la théorie quantique et la thermodynamique, qui se font passer pour des théories probabilistes, sont encore totalement déterministes dans leur essence même et sont totalement incompatibles avec l’existence d’un quelconque libre arbitre. Dans son livre de vulgarisation scientifique récemment publié « Jusqu'à la fin des temps », le célèbre physicien théoricien Brian Greene a déclaré : « La raison pour laquelle nos choix semblent libres est que nous ne pouvons pas encore pénétrer les déguisements profonds des lois de la nature, et notre perception ne peut pas vraiment toucher le mouvement physique des particules élémentaires. » L'idée de Green semble être interprétée comme suit : nous ressentons naïvement qu'il semble y avoir des choix et des conséquences différents dans les mêmes conditions, mais nous ne possédons pas réellement le pouvoir mystérieux d'intervenir dans le fonctionnement réel du monde physique.

De nombreux physiciens partagent l’opinion de Greene selon laquelle le libre arbitre est un concept illusoire que nous utilisons lorsque nous parlons d’« événements d’ordre supérieur » comme le comportement humain, et que nous ne pouvons pas vraiment empêcher quoi que ce soit de se produire. En tant que spectateurs sans pouvoir de décision, tout ce que nous pouvons faire est de continuer à penser et à pratiquer sérieusement sous la suggestion spirituelle du libre arbitre. Cette image peut vous être utile ou non. Cependant, selon cette compréhension, cela n’a pas d’importance si cela est utile ou non.

Cependant, les lois physiques fondées sur la pensée déterministe peuvent-elles réellement nier le libre arbitre ? Je pense qu’une grande partie du débat dans ce domaine repose sur un malentendu, et ce dès le départ. Pour citer Pauli, ce n’est même pas faux. De nombreux conflits naissent d’une incapacité à reconnaître le lien entre cause et effet et d’une généralisation excessive des concepts physiques. Cette généralisation a dépassé les limites de la science et est devenue une pure conjecture métaphysique. La physique n’est pas censée être utilisée pour juger des choses en dehors de son champ d’application.

Arrogance et absurdité

À la fin du IVe siècle avant J.-C., le philosophe grec Épicure a tenté de concilier la contradiction entre la liberté d’action humaine et l’hypothèse atomique de Démocrite. Dans l’hypothèse atomique, le monde est constitué d’atomes et le mouvement des atomes est toujours régi par des lois immuables. Épicure a émis l'hypothèse que les atomes subiraient peut-être des changements aléatoires au cours de leur mouvement, s'écartant ainsi des contraintes du déterminisme, évitant ainsi dans une certaine mesure un destin rigide. Si les points de vue de ces prédécesseurs ne vous convainquent pas, les connaissances récentes de la physique contemporaine ne vous satisferont peut-être pas non plus. Le phénomène chaotique de la dynamique classique montre que prédire avec précision l’avenir est une tâche pratiquement impossible, mais le processus évolutif est absolument déterministe. Le résultat de l'effondrement de la fonction d'onde dans la mesure quantique est en effet non déterministe - d'après notre compréhension actuelle - mais cette incertitude est complètement et totalement aléatoire et ne peut pas s'adapter à la direction intentionnelle qui régit l'action.

Si nous n’avons vraiment pas de libre choix quant à notre avenir, alors la psychologie, la sociologie et les autres disciplines qui étudient le comportement humain semblent être devenues quelque peu vides et ennuyeuses, voire proches de la pseudoscience. Toutes les tentatives visant à comprendre notre comportement sont vouées à l’échec et ne peuvent être attribuées qu’au Big Bang. La recherche neuropsychologique n’est rien d’autre qu’une liste de différents schémas cérébraux et des mouvements des membres qui se produisent en même temps, mais elle ne peut pas parler de la relation causale entre les deux. La théorie des jeux est un sujet encore plus inutile, car les actions des joueurs ne sont pas basées sur des choix effectués dans le cadre des règles et des conditions actuelles. Toutes ces « sciences » se sont instantanément transformées en métaphysique, comme l’interprétation des rêves par Zhou Gong, et ont été entraînées par des illusions et des hallucinations. La recherche historique n’est pas beaucoup mieux. Il s’agit simplement d’inventer des excuses aléatoires pour expliquer prétentieusement les causes des événements historiques.

Lorsque la physique a effacé le « libre arbitre » du dictionnaire, elle a impitoyablement laissé un espace vide. Elle n’offre aucune alternative à la manière dont nous comprenons et prédisons le comportement par l’observation. C’est un dilemme plutôt amer. Afin de sauver la face des autres disciplines, échappons-nous temporairement à la physique et pensons différemment. Par exemple, du point de vue de la recherche psychologique, il existe une relation causale entre les intentions et les comportements humains, et cette relation peut être reconnue. Nous pouvons ensuite proposer diverses hypothèses et sélectionner empiriquement les plus fiables par vérification expérimentale. Plus important encore, grâce à ces cognitions, nous pouvons également changer le comportement des gens.

Il ne devrait y avoir rien de mal avec cette dernière façon de penser, alors devons-nous l’opposer au concept déterministe de la physique ? Non, ce n’est pas une question de choix entre l’un ou l’autre. En tant que chercheurs expérimentés, nous devrions choisir de tout avoir. La clé est de clarifier les domaines applicables et la portée des connaissances. Lorsque nous utilisons la pensée réductionniste pour explorer les causes de certains phénomènes, cette attribution doit s’arrêter à un niveau approprié, plutôt que de l’attribuer sans cesse au Big Bang.

Il est également important de noter que chaque théorie a sa « portée ». Lorsque cette portée est dépassée, même si la théorie elle-même n’est pas fausse, elle a perdu le pouvoir d’expliquer le monde. La raison de l’échec de la théorie n’est pas qu’il y ait trop de paramètres ou que les calculs soient trop compliqués, mais une incomplétude plus fondamentale. Imaginez une scène comme celle-ci : 10^30 particules élémentaires en mouvement thermique continu, chacune d'entre elles s'étant éloignée de milliers de kilomètres de sa position initiale en quelques heures, mais maintenant toujours une distance ne dépassant pas 2 mètres entre elles. D’un point de vue physique, c’est tout simplement un miracle impossible. Mais en fait, la scène que nous venons de voir décrit simplement une personne qui voyage sur une longue distance. Il pourrait y avoir de nombreuses raisons à ses voyages, mais aucune d’entre elles ne pourrait être expliquée au niveau quantique.

L’idée de Green selon laquelle le monde est divisé en plusieurs niveaux et que les mécanismes des niveaux inférieurs fournissent des explications aux phénomènes des niveaux supérieurs est évidemment fausse. Si nous devons considérer l’évolution biologique et la sociologie comme des superstructures fondées sur la physique, alors l’arrogance du « grand physicien » est presque aussi grande que son absurdité.

Physique des chimpanzés

Un physicien sceptique pourrait se demander : d’où vient le « libre arbitre » qui peut changer le destin originel des choses ? Face à ce problème, je voudrais demander en retour : Quels facteurs déterminent la destination originelle des choses ? Cela implique la pensée d’attribution réductionniste derrière le phénomène. Cette réflexion a certainement été testée au fil du temps, mais elle ne fournit pas nécessairement une réponse complète. Pourquoi y a-t-il des chimpanzés sur Terre ? Eh bien, c’est à cause du Big Bang. Oui, le Big Bang a produit les particules fondamentales nécessaires à la constitution des chimpanzés, mais ce n’est qu’une condition nécessaire et non suffisante.

Pour comprendre les chimpanzés, nous devons prendre en compte l’impact de leur environnement de vie et des mutations génétiques aléatoires sur leur processus évolutif. Ces facteurs d’influence forment une sorte de « force » qui détermine la disposition de diverses substances dans le corps du chimpanzé. Cependant, cette « force » est différente de la force en physique dans la mesure où elle peut former une boucle fermée auto-causale. Bien que ces « forces » soient également composées de plusieurs phénomènes de sous-niveau et possèdent des structures riches et détaillées, elles ne forment généralement des relations causales qu’à l’intérieur de ce niveau et n’ont pas besoin d’être attribuées au sous-niveau et ne peuvent pas l’être. Par conséquent, à la base du phénomène d’évolution du chimpanzé, il n’existe aucune « physique du chimpanzé » pour étayer son explication. Toutes les causes de l’évolution proviennent uniquement de ce niveau lui-même.

En effet, même en physique, certaines propriétés au sein de systèmes complexes ne peuvent souvent pas être attribuées à des sous-niveaux. Philip Anderson, lauréat du prix Nobel de physique de la matière condensée, a dit un jour : « Plus, c'est différent. » Même si nous avons la capacité de tout réduire à des lois fondamentales, cela ne signifie pas que nous pouvons construire l'univers sur la base de ces lois fondamentales", a-t-il clairement souligné, "les caractéristiques comportementales présentées par des systèmes complexes composés d'un grand nombre de particules ne sont pas de simples extrapolations de systèmes à petite échelle. À chaque étape de l’échelle et de la complexité d’un système, de nouveaux phénomènes et propriétés émergent, qui méritent d’être réexaminés. Les nouvelles propriétés qui émergent de ces systèmes complexes ne sont pas moins fondamentales que les lois fondamentales sous-jacentes. "

Il n'y a pas de libre arbitre en microphysique

Nous pouvons désormais affirmer sans détour que le libre arbitre n’existe pas dans le monde physique microscopique. Il s’agit d’un concept au niveau de la psychologie et des neurosciences. Le sujet conscient utilise la perception sensorielle et d’autres types d’informations de stimulation neuronale pour prendre des décisions dans des situations où il existe plusieurs options. Le phénomène du libre arbitre ne se produit que dans le système nerveux composé d'un grand nombre de neurones, et n'a rien à voir avec le mouvement des particules élémentaires. Naturellement, il n’est pas nécessaire de recourir au pouvoir mystérieux mentionné par Greene qui intervient dans le monde physique sous-jacent.

L’origine du libre arbitre provient du processus d’évolution biologique. Au cours du long processus d’évolution, le cerveau a été progressivement doté d’une série de mécanismes opérationnels liés à la prise de décision, incluant à la fois des tendances innées à la prise de décision et des mécanismes de stimulation qui récompensent les capacités acquises d’apprentissage et de traitement de l’information. On peut constater que le système linguistique utilisé pour décrire ce mécanisme de fonctionnement est sensiblement différent du système linguistique de la mécanique newtonienne ou de la théorie quantique, et il n’y a presque aucun chevauchement dans les concepts nominaux de base utilisés dans les deux systèmes. Puisque nous pouvons l’analyser et le décrire correctement en utilisant le système linguistique des neurosciences, il n’est pas nécessaire d’utiliser des hamiltoniens ou des opérateurs hermitiens pour forcer une explication.

Le conflit apparent entre le déterminisme et le libre arbitre et le débat qu’il a suscité se poursuivent depuis que Laplace a imaginé au début du XIXe siècle un démon omnipotent capable de calculer chaque détail de l’évolution future de l’univers. Mais ces débats animés contribuent rarement directement à notre progrès cognitif. À mon avis, le développement des neurosciences a déjà très bien expliqué le libre arbitre. Il nous faut simplement identifier clairement les limites et empêcher que la pensée déterministe des lois de la physique ne se propage sans fin dans des endroits où elle n’a pas son mot à dire. Sinon, le contenu du débat peut facilement s’écarter du bon sens rationnel et entrer dans le monde métaphysique. Tout comme la « chose en soi (Ding-an-sich) » dans la philosophie de Kant, qui existe mais ne peut jamais être perçue par les sens, bien que ce soit un sujet de discussion intéressant, ce n'est pas une science après tout.

Lien original : https://physicsworld.com/a/why-free-will-is-beyond-physics/