Paul Dirac (1902-1984) : qu’est-ce qui est vrai ? qu’est-ce qui est beau ?

Qu’est-ce qui pousse le scientifique dans sa recherche de la compréhension du monde ? Qu’est-ce qui justifie ses élans et son instinct ? Pourquoi va-t-il choisir ou rejeter une théorie ? Tout au long de l’histoire des sciences, et même après que celle-ci se soit dissociée de l’histoire de la philosophie, l’esthétique a joué (et joue encore) un rôle majeur dans la recherche scientifique.

Le chercheur, dans son effort pour exprimer les lois fondamentales de la Nature en langage mathématique, devrait en priorité tenter d’obtenir la beauté mathématique. Il arrive souvent que les exigences requises pour la simplicité et la beauté soient les mêmes, mais quand elles sont en désaccord, c’est la dernière qui doit être prioritaire. (…) Il est plus important d’avoir de belles équations que de leur demander d’être en accord avec l’expérience. (…) Il semble que si l’on travaille pour accéder à cette beauté, on soit sur une ligne de progrès assuré.

Mais qui a bien pu dire une phrase pareille ? t’interroges-tu. Paco Rabane ? Le grand schtroumpf ? Les frères Bogdanov ? Cette « raison esthétique » paraît tellement en décalage avec l’image de froide et sérieuse recherche de la vérité par les sciences qu’il est difficile, de prime abord, de l’attribuer à un scientifique digne de ce nom. Et pourtant … Autre morceau choisi :

Il est plus important de rechercher de la beauté dans ses équations que de vouloir les faire correspondre avec les expériences. 

Oo … Ah oui ? Moi je croyais pourtant que l’expérience allait servir à valider ou invalider la théorie. Allez euh ! Au moins juste un peu.
Lors de son passage à l’université de Moscou, notre homme a laissé négligemment sur un tableau la phrase péremptoire suivante :

Une loi physique doit posséder une beauté mathématique.

Voilà, tout est dit.

paul_diracMais qui est cet homme qui semble tellement attaché au sentiment esthétique ? Au point que celui-ci semble primer sur le reste ? Eh bien il n’est autre que Paul Dirac, l’un des pères de la mécanique quantique et prix Nobel de physique.

Un homme qui est unanimement considéré comme l’un des plus grands scientifiques de son époque peut-il tenir des propos tels que les citations ci-dessus ? La réalité est que ce fut bien plus courant qu’on ne le croit. Le scientifique a bien souvent fait des découvertes ou été stoppé dans celles-ci pour des raisons liées à la présence ou l’absence de beauté. Kepler a été longtemps torturé par l’idée que les trajectoires des planètes soient elliptiques : sa théorie le prouvait, mais, quand même, le cercle est une figure infiniment plus belle et plus parfaite.

L’histoire des sciences est jalonnée d’exemples de ce genre : l’être humain semble convaincu que vérité et beauté sont intrinsèquement liées.

Des gens comme Maxwell, Planck, de Broglie, Thomas Huxley, tous scientifiques de renom ayant eu un impact direct sur les sciences contemporaines partagent cette « raison esthétique »
qu’il ne faut pas la lier à une sorte de période romantique des sciences : encore aujourd’hui, le physicien Trinh Xuan Thuan déclare : Harmonie, symétrie et beauté des choses du monde ne peut pas être le seul fait de la chance. Nous devons postuler l’existence d’une cause première qui a réglé l’univers dès son début.

La beauté est une source d’inspiration extraordinaire. Finalement, doit-on chercher son universalité dans les sciences ? L’une des théories majeure de la physique actuelle fait dire à Paul Dirac : Quand Einstein travaillait à sa théorie de la gravitation, il ne tentait pas d’expliquer des résultats d’observation. Loin de là. Son seul but était de chercher une belle théorie (…). Il n’était guidé que par la beauté de ses équations.

Ce que tendrait à confirmer Albert, lui-même, en affirmant à propos de sa théorie :
Quiconque aura vraiment compris cette théorie pourra difficilement éviter d’être captivé par sa magie.

Nicolas

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