Juillet/Août 2000 - L'Evénement L'EMPIRE DU TEMPS L'invention du temps Par Etienne Klein*

Voir aussi Le temps, mesure de toute chose ?

Les historiens des sciences s'accordent à dire que la physique moderne a commencé avec Galilée, qui justement prit garde à ne pas se perdre en vaines élucubrations à propos de la nature du temps. Il ne s'intéressa qu'au statut qu'il convenait de lui donner dans le champ de la physique. Cela l'amena à considérer le temps comme une grandeur quantifiable susceptible d'ordonner des expériences et de les relier mathématiquement. C'est dans cet esprit qu'il étudia la chute des corps. Il réalisa que si le temps, plutôt que l'espace parcouru, était choisi comme le paramètre fondamental, alors la chute des corps obéissait à une loi simple : la vitesse acquise est simplement proportionnelle à la durée de la chute. Cette découverte signa la naissance de la dynamique moderne, qui allait donner au temps un statut inédit. Jusqu'alors, l'idée que l'on s'était faite du temps était restée centrée sur des préoccupations humaines. Le temps servait essentiellement aux hommes de moyen d'orientation dans l'univers social et de mode de régulation de leur coexistence, mais il n'intervenait pas de façon explicite et quantitative dans l'étude des phénomènes naturels.

Puisqu'elle s'est limitée, la physique ne prétend pas répondre à toutes les questions qui concernent le temps. Par exemple, elle échoue à rendre compte de la relation entre le temps physique et le temps psychologique, entre le temps des horloges et celui de la conscience. Ces deux temps ont certainement des liens, mais certaines de leurs propriétés sont distinctes, voire antagonistes. Déjà, leurs structures diffèrent. Le temps physique est toujours représenté comme un mince filament qui s'écoule identiquement à lui-même. Mais le temps subjectif, lui, se déploie en ligne brisée, entremêle des rythmes différents, des discontinuités, de sorte qu'il ressemble plutôt à un cordage tressé. Notre conscience éprouve en effet plusieurs temporalités enchevêtrées, tant par leur nature (le temps de nos sensations, celui de nos idées, de nos humeurs...) que par leurs échelles, tout comme une corde est faite de multiples brins, eux-mêmes composés de fines et courtes fibres.

Temps physique et temps psychologique se distinguent aussi par le fait que le premier, toujours ponctuellement concentré dans le présent, sépare l'infini du passé de l'infini du futur tandis que le second mélange au sein du présent un peu du passé récent et un peu de l'avenir proche. Dans le temps physique, des instants successifs n'existent jamais ensemble, par définition. Le temps psychologique, lui, élabore une sorte de coexistence au sein du présent du passé immédiat et du futur imminent . Il unit donc ce que le temps physique ne cesse de séparer, il retient ce qu'il emporte, inclut ce qu'il exclut, maintient ce qu'il supprime.

Ainsi, lorsqu'on entend une mélodie, la note précédente est "retenue" avec la note présente et la projection de la note future pour former un ensemble harmonieux. Passé immédiat et futur imminent coexistent dans le présent. Sans cette alliance au sein de la conscience, chaque note serait isolée et il n'y aurait pas de mélodie à proprement parler.

Temps physique et temps psychologique se distinguent également par leur fluidité. Le premier s'écoule uniformément (du moins dans la conception classique) tandis que le deuxième a une fluidité si variable que la notion de durée éprouvée n'a qu'une consistance très relative : il n'y a pas deux personnes qui, dans un temps donné, compteraient un nombre égal d'instants. Notre estimation des durées varie avec l'âge, et surtout avec l'intensité et la signification pour nous des événements qui se produisent. Rien de tel pour le temps physique, et c'est bien pourquoi nous portons des montres.

Enfin, les temps physique et psychologique n'accordent pas des statuts semblables aux notions de passé et d'avenir. Pour nous, passé et futur ne sont pas équivalents. Nous nous souvenons en partie du passé, mais pas du tout de l'avenir. Cette asymétrie entre passé et futur est la manifestation du cours même du temps. Or, selon la physique d'aujourd'hui, presque tous les phénomènes ayant lieu au niveau microscopique sont réversibles, c'est-à-dire que les lois qui les décrivent leur permettent de se dérouler en principe dans les deux sens, du passé vers l'avenir ou l'inverse.

Le cours du temps physique semble donc arbitraire (mais attention, cela n'implique pas que l'on puisse remonter dans le passé !). Or nous n'observons autour de nous que des phénomènes irréversibles, à commencer par le fait que nous vieillissons : si nous filmons une scène de la vie courante et projetons le film à l'envers, nous voyons dès les premières images qu'il y a eu inversion du film. A notre échelle macroscopique, le temps ne fait donc pas que passer : il invente, il crée, il use, il détruit, sans jamais pouvoir défaire ce qu'il a fait ou refaire ce qu'il a défait.

Comment expliquer l'émergence de cette irréversibilité observée à l'échelle macroscopique à partir de lois physiques qui l'ignorent à l'échelle microscopique ? Ce problème, dit de "la flèche du temps" est discuté depuis près de deux siècles. L'explication la plus ancienne s'appuie sur l'irréversibilité associée au second principe de la thermodynamique, selon lequel l'entropie d'un système isolé ne peut qu'augmenter au cours du temps : de même que de l'eau tiède ne redevient jamais une juxtaposition d'eau chaude et d'eau froide, un système macroscopique qui évolue ne peut revenir à sa configuration initiale. Plus récemment, des physiciens ont suggéré que la flèche du temps proviendrait plutôt de l'expansion même de l'univers, qui orienterait tous les processus physiques selon un cours irréversible. D'autres pistes faisant référence à la physique quantique ou à la physique des particules ont également été proposées. Toutefois, aucune de ces explications ne peut être présentée comme universelle et définitive, d'autant que les extraordinaires développements de la physique du vingtième siècle ont compliqué à la fois la question posée et ses réponses possibles. La conception classique du temps physique a notamment été bouleversée par la théorie de la relativité restreinte énoncée par Einstein en 1905.

Dans ce nouveau cadre, l'espace et le temps deviennent des entités impossibles à démêler l'une de l'autre en toutes circonstances, avec comme conséquence que ni les longueurs ni les durées ne sont plus des quantités absolues. Elles deviennent "relatives", c'est-à-dire dépendantes du référentiel dans lequel elles sont calculées.

L'irréductibilité des temps physique et psychologique semble en tout cas insurmontable, du moins pour le moment. On se doute bien que leurs liens se situent à la couture de la matière et de la vie, mais les tentatives pour dériver le temps du "monde" du temps de "l'âme" ou l'inverse n'ont pas vraiment abouti. On doit donc envisager une pluralité de temps : non une pluralité apparente derrière laquelle on devrait découvrir un temps supposé le seul vrai, mais d'une pluralité réelle et insoluble, et qu'il faut accepter en l'état. Le temps mathématisé du physicien ne semble pas épuiser le sens du temps vécu, pas plus que le temps vécu ne donne l'intuition de toutes les facettes du temps physique. A force de schématisation, la physique aurait-elle laissé échapper quelques-unes des propriétés fondamentales du temps ? Si le temps monotone des physiciens est constitué de tic-tac répétitifs et esseulés, de quelle pâte est fait le temps de la vie ?

* Physicien et docteur en philosophie des sciences, vient de publier l'Atome au pied du mur, Editions Le Pommier, 2000, 160p, 99 F. retour

Le temps, mesure de toute chose ?

Seul le temps possède une unité universellement acceptée, la seconde. Ce n'est pas le cas de la température, de la longueur ou de la masse pour lesquels co-existent plusieurs systèmes. Mieux, c'est l'unité de temps qui définit l'unité de longueur, le mètre ! Depuis le 20 octobre 1983, un mètre est la longueur parcourue par la lumière en 1/299 792 458 seconde. Tout dépend-il donc du temps ? retour