Le démon de Laplace est mort en 1927

En 1814, Pierre-Simon de Laplace écrit l'une des phrases les plus vertigineuses de l'histoire des sciences. Imaginez, dit-il, une intelligence qui connaîtrait à un instant donné toutes les forces de la nature et la position de tout ce qui la compose. Pour elle, « rien ne serait incertain, et l'avenir, comme le passé, serait présent à ses yeux ».

On a appelé cette intelligence le démon de Laplace. Il n'a rien de diabolique. C'est un calculateur parfait. Et derrière lui, il y a une idée simple et terrible : l'univers est une horloge. Si vous connaissez l'état des rouages maintenant, vous connaissez tout, pour toujours, dans les deux sens du temps. Le hasard n'existe pas. Il n'y a que de l'ignorance.

Un siècle de certitude

Laplace n'invente pas cette vision, il la pousse à son terme. Depuis Newton, la mécanique explique les planètes, les marées, les boulets de canon, avec des équations qui donnent toujours la même réponse pour les mêmes conditions de départ. La science du XIXe siècle vit là-dedans. Même la chaleur, même les gaz, qu'on ne sait pas suivre atome par atome, sont pensés comme des horloges trop compliquées pour nous, pas comme un vrai désordre.

Et puis l'horloge se grippe, deux fois.

Première fissure : l'horloge est trop sensible

En 1890, Henri Poincaré travaille sur un problème qui semble inoffensif : le mouvement de trois corps qui s'attirent, par exemple le Soleil, la Terre et la Lune. Il découvre que les équations, pourtant parfaitement déterministes, produisent des trajectoires d'une complexité folle, où une variation infime au départ change tout à l'arrivée. On ne nommera ça que bien plus tard, après les travaux du météorologue Edward Lorenz en 1963 : le chaos.

Le chaos ne tue pas le démon. En théorie, s'il connaissait les positions avec une précision infinie, il calculerait juste. Mais il le ridiculise en pratique. Une précision infinie n'existe pas. La moindre décimale manquante finit par engloutir la prévision. C'est pour ça que la météo s'arrête à dix jours, et pas parce que les météorologues sont mauvais.

Deuxième fissure : l'horloge n'a pas de rouages

Le coup fatal arrive entre 1925 et 1927. La mécanique quantique se met en place, et elle dit quelque chose que Laplace n'aurait pas pu imaginer. En 1926, Max Born montre que les équations ne donnent pas la position d'une particule, mais la probabilité de la trouver ici ou là. En 1927, Werner Heisenberg formule sa relation d'incertitude : on ne peut pas connaître à la fois la position et la vitesse d'une particule avec une précision arbitraire. Plus l'une est nette, plus l'autre est floue. Ce n'est pas une limite des instruments. C'est une propriété de la nature.

Regardez bien ce que ça fait au démon. Laplace lui demandait deux choses : les positions et les vitesses. Heisenberg lui répond qu'il ne les aura jamais les deux. Pas par manque de moyens. Parce qu'elles n'existent pas ensemble. Le démon n'est pas mort faute d'intelligence. Il est mort parce que l'univers a refusé de lui donner les données.

Le démon n'est pas mort faute d'intelligence. Il est mort parce que l'univers a refusé de lui donner les données.

Einstein n'a pas voulu y croire

Cette idée a été insupportable pour certains des plus grands. Einstein écrit à Born, en décembre 1926, que la théorie dit beaucoup mais ne nous rapproche guère du secret du Vieux, et qu'il est convaincu que celui-ci ne joue pas aux dés. Il passera trente ans à chercher des « variables cachées », une couche plus profonde où le déterminisme serait sauvé.

Il a perdu, et il a perdu proprement. En 1964, le physicien John Bell montre qu'on peut tester expérimentalement l'existence de ces variables cachées locales. À partir de 1982, les expériences d'Alain Aspect, puis des dizaines d'autres, tranchent : la nature ne se comporte pas comme si des valeurs définies attendaient d'être lues. Le prix Nobel de physique 2022 a été décerné pour ces travaux. Le hasard quantique n'est pas de l'ignorance déguisée.

Ce qu'on fait des ruines

Alors tout est aléatoire et rien n'est prévisible ? Non plus, et c'est là que la philosophie de comptoir doit faire attention. À notre échelle, le déterminisme fonctionne magnifiquement. Les ponts tiennent, les sondes arrivent sur Mars à la seconde près. Le hasard quantique se moyenne, le chaos se dompte sur des temps courts. Le démon de Laplace est un excellent ingénieur. Il est juste un très mauvais prophète.

Reste la question qui fâche, celle pour laquelle tout le monde invoque Laplace sans le dire : le libre arbitre. Si l'univers était une horloge, nos choix étaient écrits. L'univers n'est pas une horloge, donc nos choix sont libres ? Pas si vite. Qu'une décision soit déterminée ou tirée au sort ne la rend pas plus « vôtre ». Le hasard n'est pas la liberté. La mort du démon ferme une porte, elle n'en ouvre pas automatiquement une autre. Ce débat-là, les philosophes l'ont encore sur la table, et la physique, pour une fois, ne viendra pas le trancher.

Le démon de Laplace mérite tout de même un hommage. Pendant un siècle, il a incarné l'ambition la plus pure de la science : tout comprendre, tout prévoir. Il a fallu que la science elle-même devienne meilleure pour découvrir qu'il n'avait jamais pu exister. C'est, au fond, la plus belle façon de mourir pour une idée.