Présentation de l’éditeur

Dans l’histoire de la philosophie, la question du temps a été abordée selon deux tendances opposées : le temps de la nature avec Aristote et le temps de la conscience avec Augustin.

Ces deux formes irréductibles l’une à l’autre ont vu leur relation se complexifier, notamment avec la théorie de la relativité au début du XXe siècle, puis la mécanique quantique, qui ont bousculé notre perception et compréhension du temps.

Cet ouvrage, écrit par des scientifiques et des philosophes, se concentre plus particulièrement sur le concept de « temps naturel », examiné à la lumière de ses utilisations en sciences, qui semblent remettre en cause son unité. Physique, biologie, sciences cognitives, paléontologie, philosophie sont ici convoquées, chacune de ces disciplines disposant d’instruments spécifiques de mesure et de définition d’échelles de temps.

Que nous apprennent-elles sur la « nature du temps », sur ses propriétés comme la continuité ou l’irréversibilité ? Quel statut doit-on donner aux différences entre les échelles utilisées pour observer les phénomènes ?

Telles sont quelques-unes des questions abordées dans ce livre, nouvelle incursion dans les mystères du temps.

Christophe Bouton est professeur de philosophie à l’Université Bordeaux Montaigne. Spécialiste de l’idéalisme allemand, il a étendu son domaine de recherche aux questions du temps et de l’histoire dans la philosophie contemporaine.

Philippe Huneman est directeur de recherches à l’Institut d’Histoire et de Philosophie des Sciences et des Techniques (CNRS/Université Paris I - Panthéon Sorbonne). Il est spécialiste des problèmes philosophiques posés par la biologie évolutive et l’écologie.

Copyright original :

Nature of Time and the Time of Nature: Philosophical Perspectives of Time in Natural Sciences by Christophe Bouton and Philippe Huneman Copyright © Springer International Publishing AG, Cham 2015 Springer International Publishing AG is part of Springer Science+Business Media All Rights Reserved.

Monte là-dessus (Safety last)
de Fred Newmeyer, 1923,
avec Harold Lloyd.
© Prod DB / AllPix / Aurimages.
Maquette : © SYLVAIN COLLET

Pour la présente édition :
© CNRS Éditions, Paris, 2018

ISBN 978-2-271-12284-1

Ce document numérique a été réalisé par PCA

À la mémoire de Jean Gayon (1949-2018)

PRÉSENTATION

Christophe Bouton et Philippe Huneman

Dans l’histoire de la philosophie, la question du temps a été abordée selon des perspectives très variées, parmi lesquelles on peut identifier deux tendances opposées. Le temps a été pensé d’un côté comme temps de la nature, par exemple quand Aristote fait du temps le nombre ou la mesure du mouvement, et de l’autre comme une structure essentielle de la conscience, selon une tradition qui va de la conception augustinienne du temps comme « extension de l’esprit » (distensio animi) à la phénoménologie husserlienne de la conscience intime du temps. Paul Ricœur (1985) a soutenu que ces deux notions, le « temps du monde » et le « temps de l’âme », le temps de la nature et le temps de l’expérience vécue, sont irréductibles l’une à l’autre et constituent une aporie insurmontable pour la philosophie. Cette aporie est d’autant plus redoutable qu’elle s’est complexifiée au cours de l’histoire des sciences, notamment depuis la découverte de la théorie de la relativité au début du XXe siècle. Il est de plus en plus difficile en effet d’accorder le temps vécu de la conscience – « l’image manifeste » du temps – au temps de la physique, qui est censé décrire le temps de la nature. En partant de ce problème1, le présent volume se concentre plus particulièrement sur le concept de « temps naturel », examiné à la lumière de ses utilisations dans les sciences de la nature, qui semblent remettre en cause son unité sémantique. Sans prétendre à l’exhaustivité, il s’agit de proposer plusieurs études de cas, de jeter un éclairage sur différents aspects de cette question. Chaque discipline scientifique a une approche du temps qui lui est propre, des outils spécifiques pour mesurer le temps et définir des échelles de temps, et des méthodes particulières permettant d’intégrer le temps à ses modèles. Cela n’empêche nullement que des questions communes sur le temps se posent dans toutes les sciences, mais selon différentes perspectives que les approches métaphysiques du temps n’ont pas toujours distinguées. Une approche comparative de la question du temps dans les sciences de la nature est ainsi la meilleure façon de saisir ce qu’est le temps pour ceux qui s’efforcent de connaître la nature, et d’examiner ensuite si cette démarche est susceptible d’apporter à la philosophie un éclairage nouveau sur la nature même du temps2.

S’agissant du lien entre les sciences de la nature et la nature du temps, ce livre prend acte du fait que la physique est cruciale pour la compréhension du temps et a été considérée comme telle par la tradition philosophique, notamment parce qu’elle est la science qui thématise le plus cette notion. C’est la raison pour laquelle la plupart des ouvrages collectifs sur la question du temps dans les sciences de la nature font la part belle à la physique3. Nous soutenons toutefois que « le temps de la physique » est une abstraction, dans la mesure où plusieurs points de vue sur le temps émergent des différents domaines de la physique (mécanique classique, relativité restreinte et générale, mécanique quantique, sans parler de la gravité quantique en cours d’élaboration4). Mais, outre ces distinctions au sein de la physique, nous soulignons que dans les sciences de la vie, le temps manifeste des propriétés spécifiques : il est étudié et représenté selon des méthodes et des outils différents, qui posent des problèmes nouveaux, notamment en raison du fait que la théorie de l’évolution constitue le cadre général d’une grande partie des recherches en biologie. La structure de l’ouvrage reflète ce questionnement, et tente d’identifier un noyau commun de problèmes qui sont normalement abordés à partir de perspectives disciplinaires distinctes.

La première partie, intitulée « Approches philosophiques et scientifiques du temps », explore certaines conceptions du temps dans la philosophie et leur rapport au temps dans les sciences de la nature. La question de la réalité opposée à l’irréalité du temps est au cœur de ces réflexions. Jean Seidengart part du célèbre argument métaphysique de John McTaggart (1908) sur l’irréalité du temps, et confronte ses résultats aux principales conceptions du temps en physique. Il montre ensuite comment la phénoménologie de Maurice Merleau-Ponty, plus soucieuse d’une prise en compte des apports des sciences positives que celle d’Edmund Husserl, est à même de dépasser l’opposition entre réalité et idéalité du temps, sans pour autant faire totalement disparaître la tension entre le présent de la conscience et l’instant ponctuel de la physique. Jenann Ismael analyse cette tension sous un autre angle, en étudiant la différence entre notre expérience vécue du temps comme un flux continuel – qu’elle appelle notre « phénoménologie temporelle » – et le temps tel qu’il est défini dans un contexte scientifique. Elle déconstruit l’opposition apparente entre la phénoménologie du temps et la théorie, inspirée par la physique, de « l’univers bloc », pour laquelle le flux du temps n’est qu’une illusion psychologique projetée sur les structures invariantes et atemporelles du monde : ces deux visions héraclitéenne et parménidienne de l’univers correspondent en fait à deux perspectives temporelles différentes, deux points de vue distincts et complémentaires sur la même réalité. Selon la perspective temporelle de la phénoménologie, qui correspond au point de vue mobile d’un individu évoluant le long de sa ligne d’univers, la représentation atemporelle du monde est la représentation statique d’une réalité évolutive. Dans la perspective atemporelle de l’univers bloc, le flux du temps est inversement la représentation évolutive d’une réalité statique.

La question de la réalité du temps fait également signe vers celle de sa mesure, s’il est vrai que tel qu’il est utilisé et représenté dans les sciences, le temps se réduit souvent à la variable t destinée à mesurer des processus. Au début de son chapitre, Annick Lesne rappelle que pour le scientifique, le temps est avant tout ce que les horloges mesurent. Elle montre qu’au-delà de cette définition, les différentes sciences mettent en œuvre différentes représentations du temps (quantitatives, qualitatives, continues, discrètes, etc.) relatives à leurs divers objectifs, de sorte que le temps, dans ce contexte, semble être un concept opératoire, un instrument heuristique. Dans cette perspective, Annick Lesne aborde les problèmes de la multiplicité des échelles de temps selon lesquelles un système physique doit être considéré et quantifié, et s’interroge sur la méthode de sélection de l’échelle de temps la plus adéquate ainsi que sur le passage d’une échelle de temps à une autre. Cette notion d’échelle de temps est essentielle non seulement en physique, mais aussi en paléontologie et en biologie évolutive, comme le montrent les chapitres de John Huss, d’Armand de Ricqlès et de Philippe Huneman. Le chapitre de David Braddon-Mitchell et Kristie Miller examine la question, soulevée par le projet même de ce volume, de la multiplicité et de l’équivocité du temps tel qu’il est traité par les diverses sciences. Au sein de celles-ci, ils distinguent les « sciences spéciales » – telles que la biologie, la géologie, la psychologie, les sciences cognitives, la théorie de l’évolution, etc. – qui portent sur les « niveaux supérieurs » de la réalité et jouent selon eux le rôle de définition de ce qu’on appelle « temps », et les disciplines fondamentales, de « niveau inférieur », comme la physique, qui établissent si le temps ainsi défini existe effectivement dans le monde et s’il est possible de connaître sa « nature cachée ». Ils concluent que la recherche interdisciplinaire sur la nature du temps peut être fructueuse malgré le fait que les disciplines en question aient des approches différentes, puisque la diversité de leurs explications contribue au projet global de situer et de décrire le phénomène appelé « temps ».

La deuxième partie, « Paradoxes du temps en physique », porte sur plusieurs paradoxes sur le temps soulevés par la philosophie de la physique. Les premiers d’entre eux viennent de la théorie de la relativité. En démontrant la relativité de la simultanéité et donc l’impossibilité de définir un présent absolu, la théorie de la relativité restreinte entraîne cette conséquence étonnante : ce qui est futur pour un observateur peut être déjà présent ou passé pour d’autres observateurs en mouvement par rapport à lui. Selon certaines interprétations, cela impliquerait que tous les événements, qu’ils soient passés, présents ou futurs, soient sur un pied d’égalité, au sens où la différence entre le non-présent et le présent serait un point de vue purement subjectif sur la réalité. Nous retrouvons ici la notion d’« univers bloc », comprise comme une conception métaphysique du temps basée sur la physique (relativiste) : la réalité est un espace-temps à quatre dimensions dans lequel les événements de l’univers sont positionnés tous ensemble, comme dans un bloc dépourvu de « flux » ou de « passage ». Cette conception peut sembler contre-intuitive, mais elle est assez répandue dans le champ anglo-saxon de la philosophy of time5, car elle a été défendue par de nombreux physiciens et philosophes de renom (par exemple Eddington 1920 ; Weyl 1949 ; Gödel 1949 ; Grünbaum 1963 ; Putnam 1967 ; Price 1996). Christophe Bouton examine la relation de « l’univers bloc » à la théorie de la relativité restreinte et les difficultés qu’elle soulève. Il dégage les différentes thèses impliquées dans la notion d’univers bloc et étudie ensuite les trois principaux arguments qui entendent déduire celle-ci de la théorie de la relativité restreinte. Il soutient que ces arguments sont incomplets ou fallacieux. Même l’argument le plus fort (« l’argument de Rietdijk-Putnam ») n’implique pas nécessairement l’univers bloc. La théorie de la relativité engendre d’autres paradoxes bien connus, comme le paradoxe des jumeaux (après un voyage en fusée, un jumeau est devenu plus jeune que son frère resté sur Terre) et le paradoxe du grand-père (le voyage dans le passé, autorisé par certains modèles théoriques de la relativité générale, permet à un individu d’aller tuer son grand-père avant même que celui-ci ait des enfants). Carlo Proietti présente certaines tentatives pour résoudre ces paradoxes dans le cadre formel de la logique temporelle, inspirée des travaux d’Arthur Prior : le temps de la perception est ici confronté à la science la plus formelle, c’est-à-dire la logique mathématique.

Un autre apport des débats sur le temps en physique concerne la « flèche du temps », qui vise à fonder la direction du temps du passé vers le futur sur des connaissances physiques, en particulier sur la notion d’entropie exprimée par le second principe de la thermodynamique. Étienne Klein clarifie l’idée de « flèche du temps » dans la mécanique classique et dans la thermodynamique, et montre les confusions terminologiques et conceptuelles qui s’y rattachent. Il distingue le « cours du temps », qui désigne la succession irréversible des instants, de la « flèche du temps », qui est une propriété physique non du temps lui-même, mais de certains phénomènes dans le temps : elle concerne l’impossibilité, pour des systèmes physiques spécifiques, de retourner à leur état initial.

Cette question de la flèche du temps a été reprise en mécanique quantique avec de nouveaux paradoxes : dans ce domaine, les controverses ont porté sur la « rétrocausalité » ou « causalité inversée », c’est-à-dire la possibilité d’influencer des états quantiques « passés ». Cette notion a été introduite pour résoudre l’une des conséquences étranges de la mécanique quantique, qui avait été soulignée dans la célèbre expérience de pensée d’Einstein-Podolsky-Rosen (1935). Deux particules qui ont interagi l’une avec l’autre sont toujours corrélées par la suite, de sorte qu’une mesure sur l’une des deux particules détermine aussitôt l’état de l’autre. Ce phénomène appelé « intrication quantique » (quantum entanglement) ou « non-séparabilité » semble impliquer une action à distance (une « non-localité »), au sens où la mesure d’une particule fixe immédiatement l’état de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare dans l’univers, comme si les deux particules interagissaient l’une avec l’autre de façon synchrone, sans aucun intermédiaire. Une telle interaction non locale ne s’accorde pas avec la théorie de la relativité restreinte, qui stipule que deux événements éloignés l’un de l’autre dans l’espace ne peuvent pas avoir ce type de relation causale simultanée. Cette « action fantomatique à distance », comme l’appelait Albert Einstein, est l’une des raisons pour lesquelles celui-ci était sceptique, jusqu’à la fin de sa vie, vis-à-vis de la mécanique quantique, et considérait qu’elle était une description incomplète de la réalité. Il pensait qu’il devrait y avoir des « variables cachées » qui expliquent, de manière déterministe et locale, le comportement étrange des particules quantiques. Pourtant, le théorème de Bell établi dans les années 1960 et les expériences auxquelles il donna lieu au début des années 1980, sous la conduite d’Alain Aspect, ont confirmé la « non-localité » quantique. John Bell a montré que même une interprétation réaliste de la mécanique quantique impliquant des variables cachées – ce qu’Einstein avait à l’esprit – implique la non-localité. Dans leur chapitre, Huw Price et Ken Wharton soulignent que ce raisonnement comporte une « faille », dans la mesure où il suppose que la rétrocausalité est impossible. Ils montrent que cette notion peut être exemplifiée par un phénomène décrit par Einstein lui-même en 1905, avant les développements de la mécanique quantique : la découverte que la lumière est absorbée selon des « quanta » discrets. Leur nouvel argument, basé sur la polarisation de la lumière, affirme que la théorie des variables cachées pourrait échapper à la non-localité grâce au concept de rétrocausalité. Cet argument aurait été accessible à Einstein après 1905, et aurait pu lui permettre de dissiper le « fantôme » de l’action à distance dans la mécanique quantique, de réconcilier celle-ci avec la relativité.

Le dernier point relatif à la conception du temps en physique étudiée dans cette section concerne la question de la continuité du temps, qui est l’un des présupposés fondamentaux de la mécanique classique. Anouk Barberousse et Vincent Ardourel reprennent cet aspect de l’étude du temps, en montrant que le paradigme récent de la « mécanique discrète » (inspirée notamment par les calculs par ordinateur) utilise des modèles où le temps est représenté comme discontinu, comme si cette propriété du temps n’était pas intrinsèque mais relative à la théorie utilisée pour décrire les phénomènes physiques. De ce point de vue, la question de savoir si la structure du temps est continue ou discontinue, et plus généralement les questions concernant la nature du temps elle-même, dépassent la portée des théories physiques. Ce chapitre fournit ainsi une autre illustration de l’idée, exposée par Annick Lesne, selon laquelle ce qui compte pour les sciences de la nature n’est pas la nature métaphysique du temps, mais des questions plus épistémologiques et pragmatiques concernant la façon de représenter le temps dans des modèles et de choisir une variable temporelle appropriée.

Ces quatre chapitres suggèrent que les questions de l’existence, de la nature et des propriétés du temps telles qu’elles sont représentées en physique dépendent du domaine de la physique qui est considéré. Et dans chaque domaine, il peut y avoir des variations entre relativité restreinte et générale, entre les différentes interprétations de la mécanique quantique (avec ou sans variables cachées, déterministes ou indéterministes), et même entre différentes versions de la mécanique classique (discrète ou continue). Toute recherche d’un concept unitaire de temps en physique doit tenir compte de cette pluralité d’approches et de contextes, ce qui n’exclut pas la possibilité d’un noyau commun à toutes ces conceptions physiques du temps (comme la succession par exemple).

Les troisième et quatrième parties répondent à l’ambition de l’ouvrage d’élargir la philosophie du temps au-delà des questions liées à la physique. Selon la déclaration fameuse du biologiste Theodosius Dobzhansky : « En biologie, rien n’a de sens si ce n’est à la lumière de l’évolution » (1973). Par conséquent, les conceptions du temps dans les sciences de la vie doivent être d’abord cherchées dans une enquête sur les aspects épistémologiques et métaphysiques de la biologie évolutionniste concernant le temps. Dans ce cadre évolutionniste, les êtres vivants sont compris historiquement, ce qui signifie qu’ils sont porteurs d’informations sur leur passé, et que leur nature est dans une certaine mesure tributaire des contingences de leur histoire passée. L’historicité du vivant soulève une première série de questions relatives aux preuves spécifiques sur lesquelles se base la connaissance du passé. En outre, dans la biologie évolutionniste, les objectifs épistémologiques sont multiples et variés, ce qui signifie que les échelles de temps sont différentes – l’échelle de temps de la phylogénie moléculaire, par exemple, n’est pas la même que celle de la génétique des populations ou de l’écologie comportementale –, et cela pose des questions relatives à l’articulation et à la compatibilité des échelles de temps. Un dernier problème examiné dans ce volume vient du fait que la biologie est divisée, comme Ernst Mayr l’a souligné, entre la biologie des causes immédiates, considérant le fonctionnement des organismes individuels et posant des questions sur le « comment », et la biologie des causes ultimes, qui est essentiellement évolutionniste et pose des questions concernant les populations passées d’une espèce, questions qui portent surtout sur le « pourquoi ». Quelles sont les conséquences de ces deux approches sur le concept de temps en biologie ?

La troisième partie porte sur ce qui a été appelé le « temps profond », à savoir le fait que la théorie de l’évolution suppose un temps incommensurablement plus long que la perspective de la vie humaine ordinaire. Elle aborde la question du temps profond dans les sciences qui font partie de la biologie évolutionniste ou qui sont liées à elle : la géologie, la paléontologie et la phylogénie. Le temps profond nous confronte à d’importants défis méthodologiques. Le premier d’entre eux concerne les limites épistémiques à la reconstruction des espèces passées à partir des traces existantes. John Huss soutient que la connaissance du passé lointain n’est pas aussi lacunaire qu’elle le semble. La datation absolue, basée sur la désintégration radioactive, peut compléter la datation relative. Nous retrouvons à ce propos une réflexion sur la notion d’échelle de temps – rencontrée dans la première partie du volume – telle qu’elle est utilisée en paléontologie, abordée par le biais d’une comparaison entre échelle de temps relative et échelle de temps absolue. Le chapitre de John Huss comprend également une étude de cas sur la couleur des dinosaures, qu’on a longtemps pensé être à jamais inconnaissable. Il montre que les progrès récents dans l’analyse des mélanosomes fossilisés permettent aux paléontologues de reconstruire les couleurs des plumes de certains dinosaures. Critiquant la métaphore du livre employée par Charles Darwin, dans laquelle les fossiles sont comparés à quelques lignes sauvegardées du livre de l’histoire de la Terre, il suggère dans sa conclusion que l’absence de preuve de vie peut traduire non pas un manque de fossiles conservés ou une perte d’information, mais une preuve de l’absence de vie.

Dans les deux chapitres suivants, deux biologistes, Armand de Ricqlès, spécialiste de paléomorphologie fonctionnelle, et Pascal Tassy, spécialiste de systématique, abordent les spécificités de la notion de temps située à l’intersection de la géologie et de la biologie. Armand de Ricqlès souligne les différences entre les échelles de temps du paléontologue et du biologiste, et étudie les contraintes épistémiques qui s’imposent à l’étude des espèces éteintes par contraste avec celle des espèces existantes. Pascal Tassy compare la représentation du temps linéaire de la géologie avec celle du temps ramifié des êtres vivants, tel qu’il a été compris et modélisé par le paradigme de la classification désormais dominant, à savoir le cladisme, issu de la taxonomie et de la définition des catégories phylogénétiques par Willi Hennig dans les années 1960.

La quatrième partie, intitulée « Aspects du temps dans les sciences de la vie », traite des processus de changement en biologie et du type de connaissance qui les étudie, de la théorie de l’évolution à la biologie du développement. La génétique des populations – la science de la variation des fréquences génétiques dans les populations sous l’action de la sélection naturelle – a été le noyau de la « synthèse » dite moderne des années 1930-1950, qui synthétisait la génétique mendélienne et la théorie évolutionniste darwinienne. Dans cette partie, deux chapitres portent sur les spécificités du temps dans la génétique des populations, considérée comme un moyen de modéliser le processus de sélection naturelle. Certains problèmes rencontrés font écho à la philosophie de la physique : la réversibilité et l’irréversibilité constituent en effet un problème central pour la théorie évolutionniste, comme le montre le chapitre de Jean Gayon et Maël Montévil. Comme en physique, la réversibilité, présente dans la modélisation théorique de la génétique des populations, coexiste parfois avec l’irréversibilité, exprimée dans certaines lois de la paléontologie (la « loi de Dollo », par exemple). Pourtant, dans leur conclusion, Jean Gayon et Gaël Montévil rejettent les parallèles possibles entre la génétique des populations et la mécanique classique ou la thermodynamique, au motif que dans ces deux domaines, les problèmes de réversibilité ne sont précisément pas posés de la même manière.

Dans le deuxième chapitre de cette partie, Philippe Huneman met en évidence la complexité interne de la biologie évolutionniste et sa compréhension pluraliste du temps, en soulignant les différences des échelles de temps utilisées dans la théorie de l’évolution : au sein de cette science, il existe des discontinuités dans la représentation du temps à mesure que l’on passe de petites échelles de temps (par exemple dans la génétique des populations) à de grandes échelles de temps (par exemple dans l’histoire de la succession de clades, des extinctions de masse, etc.). Philippe Huneman reprend la distinction, introduite par le mathématicien Benoît Mandelbrot (1997), entre le « hasard doux » (mild randomness) et le « hasard sauvage » (wild randomness), et soutient qu’à des échelles de temps très longues, celles de la « mégaévolution », le hasard est plus susceptible d’être sauvage que doux. Pour cette raison, il n’est pas possible d’extrapoler les connaissances de la microévolution à la macroévolution.

Le dernier chapitre d’Antonine Nicoglou concerne la « biologie fonctionnelle », la biologie des causes immédiates qui considère non plus l’évolution des populations mais le fonctionnement et le développement des organismes individuels. Le développement, c’est-à-dire la trajectoire d’un individu du stade zygote au stade adulte, est un processus temporel dont l’échelle de temps est découplée des échelles temporelles évolutives, et qui peut inclure différents processus à des échelles spatiales et temporelles distinctes (moléculaire, cellulaire, etc.). La théorie du développement doit donc intégrer ces multiples processus, chacun d’entre eux pouvant être modélisé pour lui-même. Le temps du développement résulte de cette intégration et présente donc de nombreuses spécificités. Antonine Nicoglou aborde ces particularités du « timing développemental », et sa relation avec d’autres échelles de temps. Toute cette dernière partie ouvre donc la voie à une appréhension systématique de l’articulation des temps propres à chaque niveau de changement biologique.

L’une des conclusions de ce livre est que la relation entre les sciences de la nature et la nature du temps peut prendre des formes très différentes. En particulier, on retrouve la distinction classique entre les approches ontologiques et épistémiques, entre le réalisme scientifique et l’instrumentalisme. D’une part, on peut penser que la science de la nature, réduite à la physique, est capable de découvrir la nature cachée du temps, de révéler ce que le temps est en soi (cette vérité fût-elle que le temps, du moins tel qu’il est perçu, n’existe pas). De l’autre, on peut considérer que les sciences de la nature ne prétendent pas répondre à la question de la nature du temps en lui-même, elles nous renseignent simplement sur la nature du temps tel qu’elles l’utilisent et le représentent dans leurs modèles, en fonction des méthodes mises en œuvre, des échelles temporelles et spatiales considérées, et des contextes théoriques et expérimentaux utilisés. Selon cette perspective épistémique, les sciences de la nature nous montrent de nombreux aspects du concept du temps dans le sens où il constitue essentiellement un caractère instrumental pour la connaissance, et soulèvent plusieurs questions auxquelles elles ne donnent pas de réponse univoque : comment ces multiples aspects du temps sont-ils mutuellement compatibles ? Font-ils référence à une structure commune du temps ? Ou est-ce qu’une telle unité du « temps », qui n’est pas garantie a priori, est une simple illusion ? L’opposition entre le réductionnisme (soit, tout réduire au temps de la physique fondamentale) et le pluralisme scientifique est à l’arrière-plan de ces questions. Nous n’avons pas à la trancher ici, mais nous pensons qu’elle ne peut être traitée correctement sans une patiente étude des spécificités et des difficultés que le concept de temps présente dans les différences sciences de la nature. La question reste ouverte de savoir si la tâche de la philosophie en la matière consiste à élaborer une théorie unifiée du temps à travers tous ces domaines, ou si, inversement, elle doit plutôt concevoir une théorie cohérente et pluraliste du temps informé par les sciences. Dans cette mesure, ce volume entend contribuer au domaine récemment thématisé de la « métaphysique de la science » (Bird 2007, Maudlin 2007) – à savoir l’exploration des concepts métaphysiques fondamentaux basée sur ce que nous dit notre meilleure science.

Étant donné la diversité des approches du problème du temps exposées dans ce volume, celui-ci peut donner l’impression d’être une collection de textes n’ayant rien de commun entre eux, si ce n’est le mot « temps ». David Braddon-Mitchell et Kristie Miller soulèvent dans leur chapitre cette importante question méthodologique, à laquelle toute enquête interdisciplinaire doit faire face. Mais ils y répondent en soulignant que la variété des approches, à la fois dans l’étude du temps et dans l’utilisation du concept du temps, contribue à une meilleure compréhension de la nature du temps. En conclusion de cette présentation, nous souhaiterions illustrer ce point par quelques notions transversales, qui peuvent mettre en évidence les liens entre les chapitres de ce volume. Nous sélectionnons trois notions clés (mais le lecteur trouvera facilement d’autres exemples) : le statut du passé, la notion d’échelle de temps et la flèche du temps.

On dit souvent qu’en physique, la distinction entre passé, présent et futur n’est pas fondamentale, puisqu’elle n’apparaît pas dans les équations qui expriment les lois de la nature. Cependant, la notion de passé, qui est étudiée sous diverses formes dans ce volume, semble être significative pour d’autres sciences. Elle concerne non seulement la psychologie (voir l’expérience du passé décrite dans le chapitre 2 de Jenann Ismael), mais aussi la paléontologie et la biologie de l’évolution. Même en physique, dans la théorie de la relativité, la distinction entre passé et futur est utilisée de manière très spécifique, à travers le concept de « cône de lumière » de l’observateur (voir le chapitre 5 de Christophe Bouton). Ces différentes approches montrent que la notion de « passé » ne peut être facilement réduite ou éliminée du cadre conceptuel des sciences de la nature. Les chapitres sur la paléontologie et la biologie évolutive montrent que la différence entre espèces éteintes et existantes, passées et présentes, joue un rôle structurant dans les cadres théoriques élaborés dans ces domaines. Que ces diverses sémantiques du passé débouchent ou non sur une notion unifiée, nous soutenons à tout le moins qu’il faut plus qu’une analyse de la physique théorique pour justifier une vision éliminativiste du passé.

Une autre notion transversale rencontrée dans ce volume est celle d’échelle. Cette notion, issue à l’origine de la cartographie et de l’architecture, a été abondamment utilisée dans les sciences humaines (voir par exemple Revel 1996), et elle est également très prégnante dans les sciences de la nature. À une certaine échelle de vitesse, proche de la vitesse de la lumière, les lois de la mécanique newtonienne doivent être remplacées par celles de la relativité. À une certaine échelle spatiale microscopique, au niveau atomique, les lois de la mécanique quantique s’appliquent. L’échelle spatiale et l’échelle temporelle sont liées : par exemple « en physique, les processus rapides correspondent généralement à des processus prenant place à une échelle spatiale microscopique, et les processus lents à des processus spatialement macroscopiques » (voir le chapitre 3 d’Annick Lesne). La notion d’échelle est de même déterminante en biologie : à une échelle de temps longue, les caractéristiques de l’évolution changent qualitativement (voir le chapitre 14 de Philippe Huneman) ; à l’échelle de l’organisme individuel, la temporalité du développement est encore différente (voir le chapitre 15 d’Antonine Nicoglou). La nature ne semble pas obéir aux mêmes lois quand on passe d’une échelle de temps à une autre. Une hypothèse possible tirée des analyses présentées dans ce volume serait donc que la notion d’échelle temporelle est constitutive de la notion de temps, telle qu’elle se retrouve mobilisée dans les sciences de la nature. Ainsi, une réflexion philosophique sur la nature du temps devrait inclure une réflexion sur les différentes échelles de temps, sur leur rôle dans les divers champs scientifiques et leur signification par rapport aux mesures du temps.

Tout comme les notions précédentes, la « flèche du temps » gagne à être traitée à la lumière de différents champs scientifiques. Le plus souvent, les débats sur la « flèche du temps » se concentrent sur la physique. Plus précisément, cette question est traditionnellement reliée à la deuxième loi de la thermodynamique sur la croissance de l’entropie, « la plus métaphysique des lois de la physique », selon la formule célèbre d’Henri Bergson (2007, p. 244). Dans le chapitre 3, Annick Lesne rappelle que l’apparente incohérence entre l’irréversibilité des phénomènes au niveau macroscopique et la réversibilité de la dynamique moléculaire au niveau microscopique est aussi une question d’échelle. La distinction d’Étienne Klein entre « flèche du temps » et « cours du temps » montre en outre que cette opposition entre l’irréversibilité macroscopique et la réversibilité microscopique concerne les propriétés des systèmes physiques et non la direction du temps lui-même, qui doit être cherchée ailleurs, notamment du côté des contraintes que la causalité impose à l’ordre temporel. Il existe en effet une autre approche, inaugurée par Hans Reichenbach (1956), qui tente de compléter la flèche thermodynamique du temps par une flèche causale du temps. Dans cette perspective, la direction du temps est basée sur l’antériorité de la cause par rapport à ses effets, sur le fait que la relation de cause à effet semble toujours s’aligner sur l’ordre allant du passé au futur. Dans ce volume, nous pouvons voir comment la validité de cette conception varie en fonction du domaine de la physique considéré. La relativité restreinte ne contredit pas la théorie causale du temps : les relations de succession sont absolument objectives entre les événements dont l’intervalle d’espace-temps est du « genre temps » ou du « genre lumière », c’est-à-dire entre les événements qui peuvent être liés par une relation causale. Cependant, Kurt Gödel (1949) a souligné que la relativité générale autorise des modèles d’univers dans lesquels il est possible de voyager dans n’importe quelle région du passé, suggérant que l’objectivité de la relation avant/après n’est pas préservée par la causalité. Comme nous l’avons vu précédemment, la théorie causale du temps est également remise en question par des interprétations plus récentes de la mécanique quantique qui font appel à la notion de rétrocausalité (voir le chapitre 8 de Huw Price et Ken Wharton).

Pour approfondir le débat philosophique sur la flèche du temps, il est utile de considérer d’autres sciences de la nature, comme par exemple la biologie évolutive, car on suppose généralement que l’évolution est unique et irréversible. Dans le chapitre 13 sur la génétique théorique des populations, Jean Gayon et Maël Montévil distinguent trois significations de la réversibilité, qui sont souvent entremêlées. La rétrodictibilité est la propriété d’un système physique, qui fait qu’il est possible de déduire ses états passés de son état actuel. La « réversibilité mathématique » est la propriété des équations d’être invariantes si le signe de la variable t est inversé, comme c’est le cas pour les lois fondamentales de la mécanique (c’est la symétrie par inversion du temps). Enfin, la « réversibilité physique » signifie qu’un système physique peut spontanément revenir à un état antérieur. Contrairement aux lois fondamentales de la mécanique, les lois de la génétique des populations ne sont pas toujours réversibles et présentent dans certains cas une flèche temporelle évolutionniste. Jean Gayon et Gaël Montévil expliquent que la rétrodictibilité semble évidente pour les modèles déterministes de la génétique des populations, alors qu’elle ne s’applique pas aux modèles stochastiques. Au contraire, la réversibilité au sens mathématique est instanciée dans certains modèles stochastiques importants de la génétique des populations, alors que les modèles déterministes basiques ne présentent pas cette propriété. En ce qui concerne l’irréversibilité physique, Jean Gayon et Gaël Montévil étudient la tentative de Ronald Fisher d’établir certaines analogies formelles entre l’entropie dans les modèles mécanistes introduits par Ludwig Boltzmann pour analyser les systèmes physiques, et les modèles évolutionnistes proposés par Charles Darwin pour expliquer l’adaptation dans les systèmes biologiques. Même s’ils sont sceptiques sur cette comparaison entre la thermodynamique et les modèles déterministes de la génétique des populations, leur réflexion montre comment le couple réversibilité/irréversibilité peut circuler de la physique à la biologie et générer des représentations du temps qui varient au sein d’un même domaine. Cette incursion dans la biologie évolutive indique que la notion générale de « flèche du temps » n’est pas épuisée par un examen approfondi de la physique – même si elle confirme à quel point cette notion du sens commun est problématique. Il est donc raisonnable d’espérer qu’un dialogue entre les diverses positions théoriques sur la flèche du temps issues des différentes sciences empiriques pourra nous donner une idée plus claire de ce qu’elle est, de la manière dont elle nous apparaît dans des régions ontologiques distinctes, et pourquoi il en est ainsi.

Comme on peut s’en douter, les contributeurs de ce volume n’apportent pas les mêmes réponses à toutes ces questions. Ils partagent cependant l’idée qu’aucune réponse ne peut être apportée sans commencer par un examen approfondi du temps tel qu’il est compris dans les nombreuses sciences de la nature. Même si la tâche de comparer et d’articuler les résultats de ces recherches reste largement à accomplir, les auteurs ont souhaité fournir des matériaux susceptibles de rassembler les enseignements de la philosophie des sciences et de l’approche métaphysique du temps.

Références

Ashtekar, A., Petkov, V. (eds.) (2014), Springer Handbook of Spacetime, Berlin, Springer.

Bardon, A. (ed.) (2012), The Future of the Philosophy of Time, New York, Routledge.

Bardon, A., Dyke, H. (eds.) (2013), A Companion to the Philosophy of Time, Chichester, Wiley-Blackwell.

Barreau, H. (1998), Le Temps, Paris, PUF (2e éd.).

Benovsky, J. (dir.), Philosophie du temps, Genève, La Baconnière, 2018.

Bergson, H. (2007[1907]), L’Évolution créatrice, édition critique d’A. François, Paris, PUF.

Bird, A. (2007), Nature’s Metaphysics: Laws and Properties, Oxford, Oxford University Press.

Callender, C. (ed.) (2011), The Oxford Handbook of Philosophy of Time, Oxford, Oxford University Press.

Callender, C. (2017), What makes time special?, Oxford, Oxford University Press.

Dieks, D. (ed.) (2006), The Ontology of Spacetime, Amsterdam, Elsevier.

Dieks, D. (ed.) (2008), The Ontology of Spacetime II, Amsterdam, Elsevier.

Dobzhansky, T. (1973), « Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution », American Biology Teacher, 35 (3), p. 125-129.

Dolev, Y., Roubach, M. (eds.) (2016), Cosmological and Psychological Time, Dortrecht, Springer.

Eddington, A. (1920), Space, Time and Gravitation. An outline of the general relativity theory, Cambridge, Cambridge University Press.

Einstein, A., Podolsky, B. et Rosen, N. (1935), « Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? », Physical Review, 47, p. 777-780.

Flood, R., Lockwood, M. (eds.) (1986), The Nature of Time, Oxford, Basil Blackwell.

Gödel, K. (1949), « A Remark About the Relationship Between Relativity Theory and Idealistic Philosophy », in Schilpp, P. A. (éd.), Albert Einstein: Philosopher-Scientist, La Salle, Illinois, Open Court, p. 557-562.

Gold, T. (éd.) (1967), The Nature of Time, Ithaca, Cornell University Press.

Klein, E., Spiro, M. (eds.) (1996), Le Temps et sa flèche, Paris, Champs Flammarion.

Klein, E. (2003), Les Tactiques de chronos, Paris, Flammarion.

Klein, E. (2007), Le facteur temps ne sonne jamais deux fois, Paris Flammarion.

Lestienne, R. (2003), Les Fils du temps. Causalité, entropie, devenir, Paris, CNRS Éditions.

Mandelbrot, B. (1997), Fractals and Scaling in Finance: Discontinuity, Concentration, Risk, New York, Springer.

Maudlin, T. (2007), The Metaphysics within Physics, Oxford, Oxford University Press.

McTaggart, J. M. E. (1908), « The Unreality of Time », Mind, 17, p. 457-474 (traduit par Sacha Bourgeois-Gironde, « L’irréalité du temps », in Temps, éternité, immortalité, Paris, éditions de l’Éclat, 2000, p. 91-117).

Price, H. (1996), Time’s Arrow and Archimedes’ Point, New York/Oxford, Oxford University Press.

Putnam, H. (1967), « Time and Physical Geometry », The Journal of Philosophy, 64(8), p. 240-247.

Reichenbach, H. (1956), The direction of time, ed. by M. Reichenbach, Berkeley, University of California Press.

Revel, J. (éd.) (1996), Jeux d’échelles, Paris, Gallimard.

Ricœur, P. (1985), Temps et Récit, vol. 3, Paris, Seuil.

Rickles, D. et Kon, M. (eds.) (2014), « Flow of Time », Special Issue of the Annals of the New York Academy of Sciences, 1326, p. 1-96.

Rovelli, C. (2004), Quantum Gravity, Cambridge, Cambridge University Press.

Rovelli, C. (2014), Et si le temps n’existait pas ?, Paris, Dunod.

Weyl, H. (1949), Philosophy of Mathematics and Natural Science, Princeton, Princeton University Press.

1. Il est abordé dans les chapitres de Jean Seidengart et Jenann Ismael. Voir aussi, pour ce qui est des travaux récents sur le lien entre le temps des sciences et le temps de la conscience, Dolev et Roubach (2016) et Callender (2017).

2. En France, une démarche similaire a été menée dans l’ouvrage collectif de Klein et Spiro (1996). Voir aussi, pour ce qui est des monographies, Barreau (1998), Lestienne (2003) et Klein (2003, 2007).

3. Voir Gold (1967), Flood et Lockwood (1986), Dieks (2006, 2008), Callender (2011), Bardon (2012), Bardon et Heather (2013), Ashtekar et Petkov (2014), Rickles et Kon (2014).

4. Sur ce dernier point, qui dépasse le cadre de ce volume, voir Rovelli (2004, 2014).

5. Sur ce domaine très riche, voir (en français) Benovsky (2018).

Retrouvez tous les ouvrages de CNRS Éditions sur notre site www.cnrseditions.fr