La physique classique se caractérise par la précision de ses équations décrivant l'évolution du monde telle que déterminée par les conditions initiales du Big Bang, ce qui signifie qu'il n'y a pas de place pour le hasard. Pourtant, notre quotidien et notre intuition sont frappés par cette vision déterministe du monde :tout a-t-il vraiment été écrit d'avance ? Le hasard n'est-il rien de plus qu'une illusion ? Un physicien de l'UNIGE, Suisse, a analysé le langage mathématique classique utilisé dans la physique moderne. Il a mis en lumière une contradiction entre les équations censées expliquer les phénomènes qui nous entourent et le monde fini. Il suggère d'apporter des modifications au langage mathématique pour permettre à l'aléatoire et à l'indéterminisme de faire partie de la physique classique, le rapprochant ainsi de la physique quantique. Grâce à ces observations, qui sont publiés dans la revue Physique de la nature , une révolution balaie la physique classique et ouvre la voie à des futurs potentiellement différents.

En physique classique, ou la physique de Newton, il est admis que tout est déjà déterminé depuis le Big Bang. L'évolution du monde s'explique par des équations mathématiques qui décrivent le monde comme se déroulant à partir de ces conditions initiales de la manière la plus précise. Pour ça, les physiciens emploient le langage des mathématiques classiques et représentent ces conditions initiales par des nombres réels. "Ces nombres sont caractérisés par un nombre infini de décimales qui suivent le point, " dit Nicolas Gisin, professeur émérite au Département de physique appliquée, Faculté des Sciences de l'UNIGE et auteur de l'observation. "Cela implique qu'ils contiennent une quantité infinie d'informations." Ces nombres réels typiques sont bien plus nombreux que les nombres qui ont un nom, comme Pi, et se composent d'une série de décimales complètement aléatoires. Nous ne les rencontrons pas dans la vie de tous les jours mais leur existence est un postulat admis en mathématiques classiques et ils sont utilisés dans de nombreuses équations de la physique. Il ya un problème, cependant :étant donné que notre monde est fini, comment peut-il inclure des nombres infinis et contenant une quantité infinie d'informations ?

Quitter le langage des mathématiques classiques pour le langage des mathématiques intuitionnistes

Pour contourner l'impossibilité que le fini contienne l'infini, le professeur Gisin propose de remonter aux sources de la physique classique et de changer le langage mathématique pour ne plus avoir recours aux nombres réels. "Il existe un autre langage mathématique, dit intuitionniste, qui ne croit pas à l'existence de l'infini, " poursuit le physicien genevois. " Mais il a été complètement écrasé par le langage mathématique classique au début du XXe siècle. " Au lieu de nombres réels contenant une infinité de décimales à un instant donné, les mathématiques intuitionnistes représentent ces nombres comme un processus aléatoire qui se déroule dans le temps, une décimale après l'autre, de sorte qu'à chaque instant donné il n'y a qu'un nombre fini de décimales, et, il s'ensuit, une quantité finie d'informations. " Cela résout la contradiction de la physique classique, qui utilise l'infini pour expliquer le fini, " ajoute le professeur Gisin.

Il y a une autre différence entre les deux langages mathématiques :la vérité des propositions. « En mathématiques classiques, une proposition est toujours vraie ou fausse, selon la loi du tiers exclu. Mais en maths intuitionnistes, une proposition est soit vraie, faux ou indéterminé. Donc, il y a une part acceptée d'indétermination, » poursuit le professeur Gisin. Cette indétermination est bien plus proche de notre vécu quotidien que le déterminisme le plus absolu prôné par la physique classique. De plus, l'aléatoire se retrouve également en physique quantique. "Certaines personnes s'efforcent de l'éviter à tout prix en impliquant d'autres variables basées sur des nombres réels. Mais à mon avis, nous ne devrions pas essayer de rapprocher la physique quantique de la physique classique en essayant d'éliminer l'aléatoire. Bien au contraire :il faut rapprocher la physique classique de la physique quantique en incorporant enfin l'indétermination, ", explique le physicien genevois.

Physique ouverte basée sur l'intuition au lieu de postulats

Notre vision du monde se construit à travers la langue que nous parlons. Si nous choisissons le langage des mathématiques classiques, on parlera facilement de déterminisme. Si, au contraire, nous choisissons le langage des mathématiques intuitionnistes, nous irons facilement vers l'indéterminisme. "Je considère maintenant que nous avons accepté trop de postulats en physique classique, c'est-à-dire que nous avons intégré une forme de déterminisme qui n'était pas forcément sur aucun terrain. D'autre part, si nous choisissons de fonder la physique classique sur les mathématiques intuitionnistes, il deviendra également indéterminé, comme la physique quantique, et sera plus proche de notre expérience réelle, ouvrir des possibilités pour notre avenir, " explique le professeur Gisin.

"Ce changement de langage ne changerait pas les résultats des recherches menées à ce jour mais il faciliterait la compréhension de la physique quantique et à terme l'abandon d'une vision du monde où tout est déjà écrit, faire place à de nouvelles perspectives, aléatoire, hasard et créativité, " conclut le professeur Gisin.