Aux confins de la recherche – l’univers et le cerveau – et comment fonctionne la science?

Je viens de lire deux livres étonnants, qui à première vue ne semblent pas avoir grand chose en commun, et pourtant… Le premier est Time Reborn de Lee Smolin. Le second est en Touching a Nerve par Patricia Churchland.

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Attention Newton, Leibniz (et pas seulement Einstein) est de retour !

Lee Smolin revisite les défis actuels de la physique de l’univers – l’incompatibilité de la relativité générale et la physique quantique – et tente d’apporter de nouvelles idées, comme une réflexion sur ce qu’est le Temps. Ce n’est pas un livre difficile, mais il est si riche en idées, que je ne suis pas sûr ce qui est le plus important. Son idée principale est que le temps est un concept essentiel. Par exemple, les lois de la physique pourraient évoluer au fil du temps. Il croit aussi que la philosophie de Leibniz est très utile pour comprendre l’univers. [Ce que j’avais retenu de Leibniz est la critique de Voltaire dans Candide, avec le récurrent « meilleur des mondes possibles« ]. Permettez-moi de citer Smolin: « l’image de l’histoire de l’univers donnée par les relations causales réalise le rêve de Leibniz d’un univers où le temps est défini complètement par les relations entre les événements. Les relations sont la seule réalité qui correspond au temps. » [Page 58, édition Penguin 2014]

Il y a quelque chose d’aussi stimulant: « Le principe de Leibniz a des conséquences qui devraient contraindre une théorie cosmologique. L’une est qu’il de devrait rien y avoir dans l’univers qui agisse sur ​​d’autres choses sans être lui-même touché. » [Page 116] C’est le principe d’impossibilité d’action sans réaction. J’avais appris cela quand j’avais été choqué de comprendre que la terre me retient et m’empêche de voler, mais que j’attire également la terre. Avec Einstein, la matière modifie l’espace. Donc suivant le même principe, si les lois agissent sur l’univers et ses composants, alors que l’inverse est vrai. Les lois peuvent évoluer et Smolin pense que cela se fait selon une loi darwinienne de sélection naturelle.

Smolin conclut son livre sur des considérations plus générales sur la science et la société, qui sont aussi très intéressantes. J’avais déjà mentionné ici son précédent livre Rien ne va plus en physique. Son point de vue sur la science n’est pas original mais il est convaincant. Par exemple, «pour être scientifique, les hypothèses doivent suggérer des observations par lesquelles elles pourraient être vérifiées ou falsifiés» [Page 247] et il déteste certains aspects de la politique de la science. La vérité est l’objectif ultime même si inaccessible . « Les communautés scientifiques et plus largement les sociétés démocratiques à partir desquelles elles ont évolué, progressent parce que leur travail est basé sur deux principes de base:
(1) lorsque l’argument rationnel de la preuve suffit à trancher une question, elle doit être considéré comme résolue,
(2) lorsque l’argument rationnel de la preuve ne suffit pas à trancher une question, la communauté doit encourager un large éventail de points de vue et hypothèses compatibles avec une tentative de bonne foi de développer une preuve convaincante ».
[Page 248]

Et je terminerai par une dernière citation de Smolin : « Nous avons besoin d’une nouvelle philosophie, qui prévoit la fusion du naturel et de l’artificiel par la réalisation d’une conciliation des sciences naturelles et sociales, dans laquelle l’action humaine a toute sa place dans la nature. Ce n’est pas du relativisme, où tout ce que nous voulons être vrai peut l’être. Pour survivre au défi du changement climatique, ce qui est vrai importe beaucoup. Nous devons aussi rejeter à la fois la notion moderniste que la vérité et la beauté sont déterminés par des critères formels et la rébellion postmoderne selon laquelle la réalité et l’éthique sont de simples constructions sociales. Ce qui est nécessaire est un relationalisme, selon lequel l’avenir est limité par, mais n’est pas déterminé par, le présent, de sorte que la nouveauté et l’invention sont possibles ». [p 257]

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Comme transition vers le cerveau, je triche ici et cite Smolin une dernière fois (promis!) «Par le problème de la conscience, je veux dire que si je vous décris dans toutes les langues que les sciences physiques et biologiques mettent à notre disposition, je laisse quelque chose hors de portée. Votre cerveau est un réseau vaste et fortement interconnecté d’environ 100 milliards de cellules, dont chacune est elle-même un système complexe fonctionnant avec des chaînes contrôlées de réactions chimiques. Je pourrais décrire cela dans autant de détails que je voudrais, et je n’aurais jamais expliqué le fait que vous avez une expérience intérieure, un courant de conscience. Si je ne sais pas, en raison de mon propre expérience, que je suis conscient, ma connaissance de votre processus neuronal ne me donne aucune raison de soupçonner que vous êtes. […] Supposons que nous avons cartographié les circuits neuronaux dans le cerveau sur des puces de silicium et téléchargé votre cerveau dans un ordinateur, est-ce que l’ordinateur sera conscient? [… ] Y aurait-il maintenant deux êtres conscients avec vos souvenirs dont les futurs vont à partir de là diverger. » [pages 268-69]

Patricia Churland commence son livre avec les «craintes» que la recherche scientifique génère quand vous êtes à la frontière. «Je déteste le cerveau, je déteste le cerveau » est ce qu’un philosophe a dit lors d’une conférence, peut-être pour expliquer son malaise sur l’importance de la biologie pour expliquer les processus de l’esprit. Churchland ajoute que découvrir que la terre n’est pas le centre de l’univers, ou le cœur est juste une pompe a eu des résultats semblables dans la société: la peur et le déni. Mais Churchland n’a pas peur de la connaissance et du progrès. « Mon role est d’enseigner à mes aspirations à se conformer à la réalité, et non pas d’essayer de mettre les faits en harmonie avec mes aspirations. »

A la fin de son livre [page 240] elle aborde le sujet de la conscience:
Vers 1989, le psychologue Bernard Baars a proposé un cadre pour la recherche sur la conscience en vue de favoriser une coévolution de la psychologie et de la neurobiologie.
Premièrement, […] les signaux sensoriels dont vous êtes conscient sont fortement intégrés et traités à haut niveau par des réseaux cérébraux de niveau inférieur (inconscients). Autrement dit, lorsque vous entendez [quelque chose], vous n’êtes pas conscient d’abord d’une série de sons, ensuite conscient de trouver comment ces morceaux se transforment en suite de mots, puis conscient de comprendre ce que signifie les mots, enfin conscient de mettre tout cela ensemble pour comprendre le sens de la phrase. Vous entendez; vous êtes conscient de ce que cela veut dire.
Deuxièmement, les informations stockées concernant [l’évènement] sont soudainement consciemment disponibles pour vous aider à décider quoi faire dans cette situation nouvelle. Cela signifie qu’il doit y avoir intégration des signaux sensoriels avec un fond pertinent de connaissance – avec les informations stockées.
Le troisième point important est que la conscience a une capacité limitée. Vous ne pouvez pas suivre deux conversations à la fois, vous ne pouvez pas en même temps faire une longue division mentalement et faire attention à des tourbillons dangereux dans une rivière impétueuse. Lorsque nous pensons que nous sommes « multi-tâche », nous sommes probablement en train de modifier notre attention en va-et-vient entre deux, voire trois tâches, que nous maitrisons bien individuellement et que l’on sait pouvoir effectuer avec une vigilance mineure.
Quatrièmement, la nouveauté dans une situation appelle à la conscience et à l’attention consciente. Si vous vous battez contre un feu de grange, vous devez être alerte et vigilant. Par contre, si vous êtes un trayeur de vache expérimenté, vous pouvez traire la vache et pouvez faire attention à autre chose.
Cinquièmement, l’information qui est consciente peut être consultée par de nombreuses autres fonctions du cerveau, telles que la planification, la décision et l’action. L’information peut être consultée par les zones de la parole afin que vous puissiez en parler. Les informations conscientes restent « sur le devant de la scène », pour ainsi dire, c’est-à-dire que l’information est disponible pendant quelques minutes dans la mémoire afin que vos décisions soient cohérentes. La disponibilité généralisée d’un événement conscient était une hypothèse que Baars a proposée, pas un fait établi, mais cela semble tout à fait plausible et a provoqué d’autres questionnements, tels que la régulation de l’accès et l’étendue des fonctions auxquelles on peut avoir accès.
Aucune de ces cinq caractéristiques n’est un révolution en soi, mais notez que, collectivement, elles donnent un cadre raisonnable et assez puissant pour guider la recherche dans d’autres domaines, tels que la façon dont l’information est intégrée et rendue cohérente dans notre expérience. Sagement, Baars éviter d’essayer d’identifier l’essence de la conscience, se rendant compte que les essences sont une manière démodée de penser des phénomènes, qui entravent des progrès réels. Cela contraste avec l’approche privilégiée par certains philosophes, par laquelle ils ont essayé d’identifier la propriété définissant la conscience, comme auto-référentiellement, i.e. savoir ce que vous savez que vous sentez une démangeaison ou une douleur.

Mais entre-temps, vous pourrez également en apprendre davantage sur le rôle de l’ADN et des gènes; des protéines et des hormones et d’autres molécules telles que les androgènes, le cortisol, la dihydrotestostérone, la dopamine, l’estradiol, l’estrogène, la mélatonine, l’oxyde nitrique synthase, la noradrénaline, l’ocytocine, la sérotonine, la testostérone, la vasopressine; et les multiples modules et sous-ensembles de notre cerveau.

Les deux auteurs, Smolin et Churchland ont le plus grand respect pour la recherche et les chercheurs scientifiques en quête de vérité. Juste pour cette raison, vous devriez les lire!

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