L’ajustement fin cosmique et l’inférence de dessein

Les données

Les physiciens ont identifié des dizaines de constantes fondamentales et de conditions initiales qui doivent se situer dans des plages extrêmement étroites pour qu’un univers permettant la vie puisse exister. Voici quatre des plus discutées :

• 1
  La constante cosmologique (Λ). C’est elle qui entraîne l’expansion accélérée de l’univers. Si elle avait été beaucoup plus grande et positive, l’expansion aurait déchiré la matière avant que les galaxies puissent se former ; si elle avait été sensiblement négative, l’univers se serait effondré sur lui-même. La valeur observée est plus petite que l’échelle que la théorie quantique des champs prédit naïvement, d’un facteur d’environ 10¹²⁰.
• 2
  L’entropie initiale de l’univers. C’est une question distincte de celle des constantes : elle porte sur l’état de départ, et non sur un paramètre des lois. Roger Penrose a soutenu que pour que l’univers commence dans un état aussi ordonné, les conditions initiales devaient être sélectionnées avec une précision d’environ 1 sur 10¹⁰¹²³, un nombre si grand que vous ne pourriez pas l’écrire en entier en inscrivant un chiffre sur chaque particule de l’univers observable.
• 3
  L’interaction nucléaire forte. Son intensité décide si les noyaux les plus simples tiennent ensemble tout court. Si elle est plus forte de quelques pour cent, le diproton (deux protons sans neutron) forme un état lié : l’hydrogène fusionnerait alors beaucoup trop facilement, et la combustion lente et régulière de l’hydrogène qui alimente les étoiles de longue durée n’aurait pas lieu. Si elle est plus faible dans une proportion comparable, le deutérium n’est plus lié, ce qui brise la toute première étape de la chaîne proton-proton : les étoiles ne pourraient pas fusionner l’hydrogène et les éléments plus lourds ne seraient jamais construits.
• 4
  La résonance de Hoyle. Le carbone est produit dans les étoiles par le processus triple alpha, qui dépend d’un niveau d’énergie particulier du carbone 12. Fred Hoyle a prédit ce niveau avant qu’il ne soit mesuré. Hoyle n’était pas théiste et ne l’est jamais devenu : il penchait pour une intelligence cosmique non théiste, puis, plus tard, pour la panspermie. C’est précisément ce qui rend sa réaction digne d’être citée plutôt que balayée. Il a dit que cette précision avait tout l’air d’« un coup monté », comme si « un super-intellect avait trafiqué la physique ».

Une mise en garde avant d’aller plus loin, car elle décide du poids que ces chiffres peuvent porter. Chacun des chiffres ci-dessus répond à la question suivante : que se passe-t-il si je fais varier cette seule grandeur en maintenant tout le reste fixe ? Ce n’est pas la même chose que de demander quelle part de l’espace complet des paramètres permet la vie. Faites varier plusieurs constantes ensemble, et la région compatible avec la vie peut se révéler plus vaste, ou de forme étrange, plutôt qu’une unique lame de couteau. Luke Barnes, le cosmologiste qui a vérifié les exemples de la vidéo ci-dessous, a écrit précisément sur ce point. La version honnête de l’affirmation est que les univers permettant la vie semblent occuper une très petite fraction de l’espace que nous savons décrire, ce qui est frappant, et ce qui est plus faible que « un réglage sur un cadran ».

L’argument formel

Cet argument se présente de deux façons, et ce ne sont pas le même argument. Il vaut la peine de voir les deux, car la version populaire affirme davantage que la version prudente.

La version comparative. Le philosophe Robin Collins formule l’ajustement fin à l’aide du principe de vraisemblance : une donnée E soutient l’hypothèse H1 plutôt que H2 si E est plus probable étant donné H1 qu’étant donné H2. Collins soutient qu’un univers permettant la vie est bien plus probable étant donné un dessein qu’étant donné le hasard, et que la donnée favorise donc le dessein. Remarquez ce que cela apporte et ce que cela n’apporte pas. C’est une affirmation sur la direction dans laquelle penchent les données, non une preuve du point d’arrivée : pour parvenir à une conclusion, il faut encore des probabilités initiales pour les hypothèses elles-mêmes. Quelqu’un qui part convaincu que le dessein est extrêmement improbable peut accepter toute l’affirmation de vraisemblance et rester non convaincu. Ce n’est pas un défaut de l’argument, c’est ce qu’est un argument comparatif.

La version en trilemme. La forme populaire est un syllogisme disjonctif : on énumère les options, puis on les élimine toutes sauf une.

• P1
  L’ajustement fin de l’univers tient soit à une nécessité physique, soit au hasard, soit à un dessein.
• P2
  Il ne tient pas à une nécessité physique (aucune loi connue n’impose ces valeurs).
• P3
  Il ne tient pas au hasard (les probabilités semblent y être fortement contraires).
• ∴
  Donc l’ajustement fin s’explique le mieux par un dessein.

Cette forme est plus simple à lire et plus difficile à défendre, car un syllogisme disjonctif exige que ses prémisses soient vraies, et non simplement favorisées par les données. Deux d’entre elles sont contestables, et une lecture honnête doit le dire.

P2 est un argument tiré de ce que nous ne savons pas encore. « Aucune loi connue n’impose ces valeurs » est une affirmation sur l’état présent de la physique, non sur la physique elle-même. Une théorie future pourrait déduire certaines de ces constantes au lieu de les prendre comme des données libres, et certains physiciens s’attendent précisément à cela. La prémisse est peut-être bien juste. Elle n’est pas établie.

P3 exige un moyen de mesurer l’improbabilité, et cela n’est vraiment pas tranché. Dire qu’une valeur est improbable suppose une distribution de probabilité sur les valeurs possibles. Lorsque l’intervalle des valeurs possibles est non borné, il n’existe pas de façon unique et évidente d’en attribuer une, et différents choix raisonnables peuvent donner des réponses très différentes, ou aucune. C’est ce que l’on appelle le problème de la mesure, et c’est la difficulté ouverte la plus sérieuse de la littérature sur l’ajustement fin. Cela ne montre pas que l’argument est faux. Cela signifie que les chiffres assurés méritent une note de bas de page plutôt qu’un effet de manche.

Comme l’a soutenu John Lennox, mathématicien et philosophe d’Oxford : l’intelligibilité de l’univers, le fait qu’il puisse être décrit par des lois mathématiques élégantes, appelle elle-même une explication. La science peut décrire comment l’univers fonctionne ; elle ne peut pas expliquer pourquoi il est compréhensible. Lennox soutient que l’intelligibilité rationnelle de la nature est précisément ce à quoi nous devrions nous attendre si un esprit rationnel se tient derrière elle.

L’objection du multivers

La réponse sceptique la plus courante à l’ajustement fin est l’hypothèse du multivers : il existerait peut-être un nombre immense d’univers aux valeurs de constantes différentes, et nous nous trouverions inévitablement dans l’un de ceux qui permettent la vie.

Cette réponse soulève plusieurs problèmes :

• 1
  Aucune preuve empirique directe. Il n’existe à ce jour aucune observation ni aucune expérience confirmant l’existence d’autres univers. Certains modèles de multivers découlent bel et bien de la cosmologie inflationnaire et de la théorie des cordes, au lieu d’avoir été inventés pour répondre à cet argument, ce qui plaide en leur faveur, mais ils restent non confirmés.
• 2
  Il repousse le problème d’un cran. Tout mécanisme générateur de multivers exigerait lui-même des lois, des conditions initiales et des paramètres bien précis pour produire le moindre univers.
• 3
  La parcimonie. Invoquer un nombre immense d’univers inobservables pour éviter une unique intelligence conceptrice n’est, au minimum, pas l’option la plus simple.
• 4
  Le problème du cerveau de Boltzmann. Dans certains modèles d’inflation éternelle, des observateurs assemblés au hasard et dotés de faux souvenirs seraient incomparablement plus nombreux que les observateurs apparus par la voie ordinaire. Cela fait que ces modèles précis se sapent eux-mêmes : s’ils étaient vrais, votre propre expérience serait presque certainement une fluctuation, y compris l’expérience de raisonner sur la cosmologie, ce qui ne vous laisse aucun terrain stable depuis lequel affirmer le modèle. Notez bien la forme de cette objection. C’est une difficulté pour des modèles particuliers, non une réfutation de tout multivers, et la forme plus courte que l’on entend parfois, « nous devrions nous attendre à être des cerveaux de Boltzmann, et nous ne le sommes pas », est une pétition de principe, car un cerveau de Boltzmann aurait exactement l’impression de ne pas en être un.

Trois autres objections à connaître

Le multivers est la réponse qui retient l’attention, mais ce n’est pas la plus forte, et un argument que l’on ne connaît que sous son meilleur jour, on ne le connaît pas vraiment.

• 1
  La sélection de l’observateur. Nous ne pourrions absolument pas nous trouver dans un univers qui interdit les observateurs. Le fait que nous observions des valeurs permettant la vie est donc garanti, quelle qu’en soit l’explication, et certains philosophes soutiennent qu’il ne peut par conséquent être une preuve de quoi que ce soit. La réponse habituelle distingue deux questions, pourquoi nous observons ces valeurs (la sélection y répond) et pourquoi un univers, quel qu’il soit, les possède (la sélection n’y répond pas), mais l’objection est sérieuse et c’est dans cette distinction que se joue le véritable débat.
• 2
  Le problème de l’échantillon unique. Nous n’avons qu’un seul univers à observer. Ordinairement, dire qu’un résultat est improbable suppose de le comparer à un éventail de résultats dont nous avons une certaine prise. Avec un échantillon de un, et sans accès à cet éventail, il est légitime de demander sur quoi porte au fond l’affirmation de probabilité.
• 3
  Les constantes ne sont peut-être pas libres. L’argument suppose que ces valeurs auraient pu être autres. Si une théorie plus profonde finit par en fixer certaines nécessairement, alors pour ces constantes il n’y a rien à expliquer ni par le hasard ni par un dessein : elles ne pouvaient tout simplement pas être différentes. C’est la possibilité bien réelle qui se tient derrière P2, et c’est pourquoi P2 est la prémisse à surveiller.

Aucune de ces objections ne dissout les données de l’ajustement fin. Ce qu’elles font, c’est fixer la barre honnête : l’argument est un vrai argument, il résiste au contact de ses critiques, et il ne fournit pas une preuve. Un traitement avancé doit vous laisser capable d’énoncer chaque objection aussi bien que le critique qui la soulève.