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L'ordre quantique

De
376 pages
Au-delà de la définition d'un ordre quantique à travers ses étapes historiques menant aux théories et pratiques actuelles de l'Information quantique, Complexité et quantique sont reliés via décohérence de Zurek (transition du quantique au classique : soit la dynamique), transitions de phases et brisures de symétrie de Landau (1937), entropie thermodynamique, complexité algorithmique. Motifs retrouvés dans le cerveau où complexité et quantique se mêlent pour créer perception et processus cognitifs.
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Louis-José LestocartL’ordre quantique
Pourquoi, pour un théoricien d’une esthétique de la Complexité, parler
du quantique ? Peut-être parce que Complexité et quantique sont reliés.
Historiquement, la Complexité ressort du livre de Schrödinger Qu’est-
ce que la vie ? (1944). Le même Schrödinger – créateur d’une fameuse
équation d’onde (1926) et d’un non moins célèbre paradoxe du « Chat » L’ordre quantique
(1935) – combat, avec Einstein, de Broglie et Bohm, l’Interprétation de
Copenhague de la Mécanique quantique (celle de Bohr, d’Heisenberg, de
Born, Dirac et Pauli) faisant force de loi, par l’idée de variables cachées,
indices d’une incomplétude de cette théorie. L’Interprétation l’emporte
par la notion de particules intriquées. Énoncée par Bohr dès 1935, elle se
vérife, dans les années 1980, par des expériences, dont celles d’Aspect,
décidant d’une nouvelle théorie de l’Information et de techniques novatrices
(cryptographie, téléportation et informatique quantiques). L’Ordre quantique
conte en un certain détail, des années 1920 à nos jours, le succès croissant de
cette doxa. La Complexité y est aussi présente via la décohérence de Zurek
(transition du quantique au classique, entendons là dynamique), transitions de
phases et brisures de symétrie de Landau (1937), entropie thermodynamique
et complexité algorithmique. Motifs retrouvés dans le cerveau où complexité
et quantique se mêlent pour générer perception et processus cognitifs.
Critique d’art et de cinéma, L.-J. Lestocart, chercheur-épistémologue rattaché
au CNRS, est auteur chez L’Harmattan notamment d’Entendre l’esthétique
dans ses complexités (2008), de L’Intelligible connaissance esthétique
(2010) et de L’expérience dynamique (2012) et co-directeur à CNRS éditions
d’Esthétique et Complexité (2011) et d’Esthétique et Complexité II.
Préface de Simon Diner
Illustration de couverture : © L.-J. Lestocart, Etats préférés de la vision (intérieur d’écran e-Mac scanné
et retravaillé avec Gimp, 2013).
ISBN : 978-2-343-02305-2 Poïesis
37,50 €
Louis-José Lestocart
L’ordre quantique















L’ORDRE QUANTIQUE
















Poïesis
Collection dirigée par Louis-José Lestocart

Le but de Poïesis est de questionner le rapport Art/Science via la
Complexité et d’ancrer que la Connaissance participe d’une vision et
d’une approche transdisciplinaires, et forcément réflexives ; « poïesis »
désignant l'action de créer, de fabriquer en train de se faire. Dans
cette optique, les œuvres, « objets complexes », qu’elles soient
artistiques (y compris films, films expérimentaux, animations, etc.)
ou littéraires, sont considérées à l’aune des neurosciences, de la
philosophie et de l’épistémologie. Poïesis prolonge ce décloisonne-
ment de savoirs, en accueillant des essais de sciences humaines et
sociales et des écrits littéraires.


Déjà parus

Louis-José Lestocart, Essai sur les figures de l’esprit, 2010. é Lestocart, L’expérience dynamique, 2012.

Louis-José Lestocart



























L’ORDRE QUANTIQUE







Préface de Simon Diner














































































*








































Du même auteur

Entendre l’esthétique dans ses complexités, L’Harmattan, 2008
Montalvo Hervieu (coauteur), Textuel, 2009.
L’Intelligible Connaissance esthétique, L’Harmattan, 2010
Essai sur les Figures de l’Esprit.
Culture non linéaire et naissance des formes, L’Harmattan, 2010.
L'expérience dynamique, L’Harmattan, 2012
Esthétique et Complexité (co-dir.),
tomes I et II, CNRS éditions, 2011 et 2014












































© L’Harmattan, 2014
5-7, rue de l’Ecole-Polytechnique, 75005 Paris

http://www.harmattan.fr
diffusion.harmattan@wanadoo.fr

ISBN : 978-2-343-02305-2
EAN : 9782343023052

5
Préface

L’ordre quantique : un coup d’état

La théorie quantique est un des plus grands défis scientifiques et
philosophiques du XXème siècle. Ce livre relève le défi de rendre compte de
cet épisode historique dans un certain détail avec fidélité et d’en tirer des
images concernant le cerveau. L’histoire commence en 1924, lorsque Louis
de Broglie suggère que toute particule microphysique est accompagnée
d’une onde. Tout le siècle va discuter de la nature de cette onde. En
cherchant à établir une équation pour elle, Schrödinger trouve une équation
d’évolution pour un objet abstrait : la fonction d’onde qui caractérise l’état
du système. C’est l’interprétation de cet état qui va faire problème. En 1927
Max Born propose d’interpréter l’état comme une amplitude de probabilité.
C’est l’interprétation dite de Copenhague qui va s’imposer à une majorité de
physiciens, malgré les réticences de de Broglie, Schrödinger et Einstein.
Il apparut très vite que le débat mobilisait deux camps traditionnellement
opposés, les réalistes et les empiristes. Derrière la scène se mène tout un
combat idéologique. On veut en rendre compte ici. Derrière tous les travaux
se cache une position sur la signification de l’état qui n’est pas toujours
claire pour les auteurs eux-mêmes. Le réalisme scientifique est une attitude
ontologique (métaphysique) et épistémologique affirmant qu’il existe une
réalité indépendante de tout observateur et que les théories scientifiques,
même lorsqu’elles s’aventurent au-delà de l’observable, se réfèrent à cette
réalité. Le but de la science est de donner une description littérale et
objective d’un monde fait de lois, d’entités, de propriétés et de relations, et
son succès confirme la justesse de cette attitude. C’est une théorie de la
connaissance des objets indépendante de notre esprit.
L’antiréalisme envisage que les objets de la connaissance sont constitués
par notre esprit, par notre perception ou notre raison. Dans la science
contemporaine, le principal problème épistémologique concerne l’existence
des non observables, entités invisibles postulées par de nombreuses théories
scientifiques. L’empirisme est une position épistémologique affirmant que
toute la connaissance ne provient que de l’expérience ou de l’observation.
Attitude opposée au rationalisme. Les axiomes, les hypothèses et les
principes généraux ne sont pas utiles pour la connaissance. La théorie
s’établit à partir des faits expérimentaux par induction. C’est le programme
scientifique de Newton, appuyé par la philosophie de Locke, Hume et
Berkeley en Angleterre. Attitude opposée à celle des rationalistes
continentaux, Descartes, Spinoza et Leibniz. On doit cependant remarquer
que c’est Descartes lui-même qui est le point de départ de ces deux courants
de pensée. Comme le dit Husserl deux lignes de développement partent de
Descartes. L’une d’entre elles, la ligne du rationalisme, nous conduit par
5
6
Malebranche, Spinoza et Leibniz, jusqu’à Kant, le point de rebroussement.
Ce qui règne ici est la conviction qu’il est possible de réaliser une
connaissance universelle absolument fondée du monde more geometrico.
C’est précisément contre cette conviction, contre une telle portée de la
nouvelle science, c’est-à-dire contre sa prétention à atteindre un transcendant
et finalement contre ce transcendant lui-même, que réagit l’empirisme
anglais. D’où la critique de l’entendement de Locke, théorie de la
connaissance naturaliste, et ses développements immédiats chez Berkeley et
chez Hume.
Le solipsisme est une forme extrême d’empirisme. Subjectivité et
objectivité en microphysique. Le débat fait rage. Dans la littérature cela
prend la dénomination : l’état quantique est-il ontique ou épistémique ?
Réalité ou connaissance de la réalité ? En fait c’est la théorie de
l’information quantique, la seconde révolution quantique, qui a puissamment
fait rebondir le débat. Un débat qui implique aussi toute la discussion autour
des probabilités objectives et des probabilités subjectives dites bayesiennes.
Un débat qui risque de se prolonger longtemps car l’objectivité est difficile à
établir dans son cocon de réalisme métaphysique et la subjectivité se heurte à
la délicate définition et description du sujet connaissant. Il faudra beaucoup
d’avancées dans les sciences cognitives et dans la définition du concept
d’information pour que le débat progresse. Le réalisme structural pense qu’à
l’intérieur d’un cadre théorique donné, ce ne sont pas les entités qui sont
douées de réalité mais les relations entre ces entités. Les théories ne nous
parlent pas des objets dont le monde est fait mais de structures et de
relations. Une bonne théorie serait donc un reflet de la réalité structurale de
la nature. Les structures mathématiques d’un « Comme si » livreraient donc
les structures mathématiques du « Comme ça ». Une telle pensée sous-tend
toute l’activité de modélisation et de simulation de la Cybernétique
contemporaine, qui est parfaitement consciente de la multiplicité possible
des réalisations d’une même structure par les modèles mis en place pour le
fonctionnement d’une boîte noire. Ceci apparaît clairement dans l’existence
des différentes interprétations de la Mécanique Quantique. Mais ceci se
manifeste aussi dans l’existence de principes de correspondance entre
théories, où l’on voit une structure se maintenir d’une théorie à l’autre,
comme dans les procédures de quantification qui opèrent le passage de la
mécanique classique à la mécanique quantique en maintenant la structure
formelle de la mécanique classique.
Les explications quantiques sont-elles structurales ? Oui et non. Les
éléments d’un modèle de la théorie quantique ne ressemblent à rien dans le
monde physique, et ne sont pas isomorphes aux éléments de ce monde. Ils ne
représentent pas un système physique. Le réalisme structural s’inscrit dans
une conception sémantique des théories, où les termes sont interprétés
comme des symboles des choses. Ce qui fait de la théorie une classe de
modèles selon le type de symboles utilisés. Accepter une théorie signifie
6
7
penser que le monde est semblable ou isomorphe à l’un de ses modèles, où
tout au moins bien représenté par eux. Le réalisme structural pose le
problème du rapport des mathématiques à la réalité. Peut-on affirmer que les
mathématiques et le monde sont construits selon les mêmes principes de la
raison qui permettraient une représentation des relations logiques entre
éléments du monde par des relations logiques entre éléments
mathématiques ? Dans ce cas une logique universelle régirait le monde et les
mathématiques. Ceci relève d’une certaine mystique à moins que l’on ne
fasse intervenir la nature de la connaissance humaine. Le simulacre c’est
feindre de faire ce que l’on ne fait pas. Le simulacre remplace la réalité par
une réalité différente qui semble se comporter de la même manière. Un
simulacre d’exécution est un comportement semblable à celui d’une
exécution mais ne représente pas une exécution réelle. Alors que la
représentation d’une exécution par l’image relève de la simulation.
Le simulacre met en jeu la mimésis au sens de l’imitation du comportement
dans son déroulement ou ses accomplissements. Le simulacre mobilise
l’imaginaire et l’analogie. Un tissu est un simulacre de toile d’araignée, tout
comme une simulation de Monte Carlo est un simulacre du phénomène réel
représenté par une équation. L’astronomie de Ptolémée est un simulacre du
mouvement des planètes. Un diagramme de Feynman est un simulacre de
l’interaction entre particules. Le simulacre est un « Comme si » parfait. La
cybernétique est le règne du simulacre. Le philosophe Baudrillard écrit
superbement : « L’ère de la simulation s’ouvre donc par une liquidation de
tous les référentiels-pire : par leur résurrection artificielle dans les systèmes
de signes (…) Il ne s’agit plus d’imitation, ni de redoublement, ni même de
parodie. Il s’agit d’une substitution au réel des signes du réel, c’est-à-dire
d’une opération de dissuasion de tout processus réel par son double
opératoire, machine signalétique métastable programmatique, impeccable,
qui offre tous les signes du réel et en court-circuite toutes les péripéties ».
L’acte créateur de la M. Q. est donc un simulacre parfait consistant à
remplacer les ondes de de Broglie par des ondes mathématiques, les états,
soumis au principe de superposition. Au système physique succède la boîte
noire, l’objet physique sans intérieur. Le chat de Schrödinger, Alice et Bob
sont des fictions. La règle du jeu veut que l’on s’abstienne de toute
considération sur la nature réelle du système microphysique. Seules ses
manifestations extérieures sont prises en compte. Le système lui-même est
représenté par un simulacre qui met en place une corrélation ondulatoire
entre l’observable position et l’observable moment. Corrélation forte entre
les distributions de probabilité de la position et du moment pour un état
donné à travers la transformée de Fourier. Le cœur du simulacre est là. Le
simulacre se dévoile lorsque l’on remarque que l’équation de Schrödinger,
stationnaire, est identique à l’équation de Helmholtz pour les ondes réelles.
La mécanique quantique de par son caractère abstrait a toujours laissé dans
l’esprit des gens flotter une ambiguïté sur l’objet du discours : une réalité
7
8
physique intrinsèque ou une mise en ordre des observations possibles. Cette
dernière interprétation a pourtant judicieusement été soulignée par Jean
Piaget dans son Introduction à l’épistémologie génétique, où il la rattache à
sa doctrine du constructivisme. Mais les physiciens à tort ne lisent pas cet
ouvrage.
Une autre source de difficultés provenait du manque de compréhension du
sens de la superposition des états qui n’exprime pas une quelconque
coexistence d’états en résonance. Une telle interprétation véhiculée par les
chimistes à propos de la théorie de la mésomérie ou théorie de la résonance,
a été très justement sévèrement critiquée par les savants marxistes
1soviétiques. Cette critique discréditant la théorie de la mésomérie comme
une théorie idéaliste occidentale a contribué à stériliser la chimie théorique
en URSS, pourtant en essor avec le livre de K. Syrkin et M. E. Diatkina. Il
était pourtant évident pour tous les quanticiens que les trois formules
mésomères de F. Kékulé pour le benzène n’impliquaient pas que « l’électron
saute d’une formule à l’autre à la vitesse de la lumière » mais représentaient
trois états possibles à additionner selon le précepte de linéarité de la
mécanique quantique. Cette notion d’état quantique reste encore aujourd’hui
largement incomprise dans la littérature générale où l’on trouve souvent écrit
que l’observation modifie le système physique alors qu’elle modifie l’état,
c’est-à-dire l’information de l’observateur sur le système.
La mécanique quantique est fondée sur la notion d’état. L’état dans une
théorie physique c’est ce qui évolue dans l’équation d’évolution. C’est
l’objet mathématique qui peuple l’espace de phase. C’est la structure
géométrique de l’espace de phase qui donne son caractère spécifique à la
théorie. Toute théorie physique s’accomplit en s’incarnant dans une structure
mathématique qui garantit la robustesse de son architecture. La mécanique
2classique hamiltonienne est une géométrie symplectique . La géométrie
naturelle de la mécanique classique n’est pas la géométrie euclidienne car les
droites ne sont pas conservées lors de l’évolution d’un système mécanique.
La géométrie symplectique, sous son ancien nom « théorie des
transformations canoniques », a été profondément renouvelée récemment et
sert de langage commun à de nombreuses théories de la physique. La
relativité restreinte est liée aux propriétés du groupe de Lorentz. Le modèle
standard des particules et des champs est une construction théorique de la
physique des particules élémentaires décrivant leurs interactions
électromagnétiques, faibles ou fortes. Modèle unifié des particules et des
champs, construit avec un objet géométrique de la théorie des champs

1 Soit, en chimie, une délocalisation d’électrons dans les molécules conjuguées, représentée
par une combinaison virtuelle de structures aux électrons localisés (mésomères ou formes de
résonance). (N. d. E.)
2 Née de la volonté d’une formulation mathématique naturelle à la mécanique classique, la
géométrie symplectique est à la rencontre de la géométrie différentielle et des systèmes
dynamiques. (N. d. E.)
8
9
vectoriels, le champ de jauge. Champ vectoriel assurant l’invariance des
équations du mouvement par rapport à une transformation de jauge
(invariance de jauge), c’est-à-dire une transformation dans l’espace interne
Un champ de jauge est « une connexion sur un fibré principal vectoriel »
dont le champ électromagnétique classique offre un bon modèle. C’est
l’emploi de cet objet géométrique complexe qui permet l’obtention d’une
théorie unifiée, soulignant par là une fois encore le rôle majeur joué en
physique par le langage mathématique, qui projette une grille logique sur la
nature. L’état quantique est l’objet mathématique qui évolue selon l’équation
de Schrödinger. C’est un vecteur dans un espace de Hilbert abstrait ce qui
assure le principe de superposition. L’espace des états de tout système
quantique est un espace vectoriel sur le champ mathématique des nombres
complexes. Il en résulte que presque toutes les constructions de l’algèbre
linéaire complexe, avec ses opérateurs et ses états propres, se sont
transformées en un appareil utilisé pour la formulation des lois
fondamentales de la nature : de la théorie de la dualité linéaire, expliquant le
principe quantique de complémentarité de Bohr, à la théorie de la
représentation des groupes, expliquant le tableau de Mendeléev, la
« zoologie » des particules élémentaires et même la structure de l’espace-
temps. Illustrons par quelques citations de physiciens le caractère
épistémique de l’état en M. Q. Des citations qui témoignent de ce que la
notion d’état est au centre de toutes les interprétations de la mécanique
quantique. Réalité physique ou instrument de prévision ?
« Le vecteur d’état n’est qu’une expression abrégée de la part de notre
information concernant le passé du système qui se trouve signifiante pour la
prédiction du comportement futur autant que faire se peut. » (E. Wigner
1963). « L’état n’est pas une propriété objective d’un système individuel,
mais l’information, obtenue à partir de la connaissance dont le système a été
préparé, qui peut être utilisée pour effectuer des prédictions sur les mesures
à venir. L’état d’un système classique est une propriété objective et de ce fait
ne peut changer que sous l’effet des lois de la dynamique. Un état en
mécanique quantique étant un résumé de l’information de l’observateur sur
un système individuel se modifie à la fois de par les lois de l’évolution
dynamique, et chaque fois que l’observateur acquiert une nouvelle
information sur le système par un acte de mesure. L’état est une construction
de l’observateur et non une propriété objective du système. » (J. B. Hartle,
1968). « La spécification de la manière dont un système physique a été
préparé est transcrite dans une fonction d’onde Y(x) (…) L’hypothèse
métaphysique selon laquelle la fonction d’onde représenterait l’évolution des
choses réelles n’est pas raisonnable (…) La théorie quantique ne contient
rien qui puisse être regardé comme une description de qualités ou de
propriétés de la nature localisées en un point ou dans des régions
infinitésimales du continuum de l’espace temps. Les fonctions d’onde ne sont
simplement que des dispositifs symboliques abstraits. » (H. P. Stapp, 1972).
« Ainsi le vecteur d’état est beaucoup mieux envisagé comme un élément
syntactique utilisé dans l’expression de certaines qualités physiques, et non
9
10
pas comme un élément de réalité. » (D. Finkelstein, 1972). « La fonction
d’onde ne donne pas la densité de matière mais plutôt, en calculant le carré
de son module, une densité de probabilité. La probabilité de quoi
exactement ? Non pas celle de l’électron d’être ici ou là, mais celle de
l’électron d’être trouvé là si on ‘mesure’ sa position. Pourquoi cette
aversion pour ‘l’être’ et l’insistance sur la ‘trouvaille’ ? Les pères
fondateurs ne se faisaient pas une image claire des choses à la lointaine
échelle atomique. » (J. Bell, 1990). « Le formalisme actuel de la mécanique
quantique n’est pas purement épistémologique ; c’est un mélange particulier
décrivant en partie des réalités de la Nature, en partie une information
humaine incomplète sur la Nature, le tout battu par Bohr et Heisenberg pour
en faire une omelette que personne n’a su démêler. Nous pensons que ce
démêlage est nécessaire pour toute avancée future de la théorie physique
fondamentale. Si nous n’arrivons pas à séparer les aspects subjectifs et
objectifs du formalisme, nous ne pouvons savoir de quoi nous parlons, c’est
aussi simple que cela. » (E. Jaynes, 1990). « Qu’est ce qui est réellement
téléporté ? La notion ‘état quantique’ engrange ce qui est connu de par la
préparation du système. Un système préparé par une procédure donnée n’est
pas dans l’état correspondant. Les vecteurs d’état représentent des
procédures. Un état inconnu est contradictoire dans les termes mêmes. De
toute façon Alice et Bob ne sont pas des personnages réels. Ce sont des
objets inanimés. Le monde matériel ne connaît rien. Ce qui est
instantanément téléporté d’un système (Alice) vers un autre système (Bob)
c’est l’applicabilité de la connaissance du préparateur à l’état d’un qubit
particulier de ces systèmes. Le préparateur dont la connaissance est
téléportée est une personne réelle munie d’un phD en physique. Son nom est
Chris. » (A. Peres, 2003). « L’état quantique ne peut pas être interprété
autrement que comme un état quantique. » (S. Aaronson 2011).
A. Peres avait déjà proclamé que la mécanique quantique n’avait pas
besoin d’interprétation. Toutes ces citations ne font que confirmer le
caractère de boîte noire de la M. Q. Ce que nous retrouvons dans : « Une
expérience physique consiste en une procédure physique et en un résultat
sous la forme de données. La procédure physique peut souvent être
décomposée en une préparation et une mesure. La préparation établit un
protocole expérimental en définissant des conditions initiales et des données
d’entrée. La mesure couple ‘l’objet préparé’ à l’appareil de mesure avec
pour résultat une observation. ‘L’objet’ peut être considéré comme une
‘boîte noire’, un couplage ou un canal d’information entre la préparation et
la mesure. Nous dirons que deux préparations représentent le même état si
ces préparations ne peuvent pas être distinguées par une mesure
quelconque. Ceci implique que l’espace d’état dépende de l’ensemble de
mesure considéré. Il est donc trompeur de dire par exemple ‘‘l’électron est
dans l’état S’’. Il faudrait plutôt dire ‘‘notre connaissance de l’électron est
complètement décrite par S’’. » In Handbook of the Philosophy of
Information (Elsevier. 2006). P. Harremoës et F. Topsoe (The quantitative
theory of information).
10
11
Ainsi l’état (la fonction d’onde) décrit le dispositif de la boîte noire, c’est-
à-dire un modèle cybernétique et non pas le système physique. La M. Q. ne
décrit pas l’électron mais des expériences physiques sur l’électron. Comme
le dit Peres, l’état quantique n’est pas un objet physique, ce n’est pas
l’attribut d’un système physique, il n’existe que dans notre imagination. Le
formalisme quantique ne représente pas l’objet microscopique, il sauve les
phénomènes. Dans un article provocateur Christopher Fuchs et Asher Peres
proclament que la mécanique quantique n’a pas besoin d’interprétation. Les
« paradoxes quantiques » n’apparaissent que parce que l’on attribue une
réalité aux états quantiques, qui ne sont pas des entités physiquement
présentes mais des outils algorithmiques. La fonction d’onde pour un
système de n particules n’existe même pas dans l’espace physique à trois
dimensions mais dans un espace de configuration de dimension 3n. Les
réalistes contre attaquent.
« L’état quantique ne peut être interprété de manière statistique. Les états
quantiques sont les objets mathématiques clés de la théorie quantique. Il est
cependant surprenant que les physiciens n’aient pas été capables de se
mettre d’accord sur ce qu’un état quantique représente. Une des possibilités
est qu’un état quantique pur corresponde directement à la réalité. Mais il y a
toute une histoire de suggestions selon lesquelles un état quantique (même un
état pur) ne représente qu’une connaissance ou une information d’une
certaine sorte. Nous montrons ici que tout modèle où un état quantique
représente simplement de l’information sur un état physique sous jacent du
système fera des prédictions en contradiction avec la théorie quantique. »
(M. Pusey, J. Barett, T. Rudolph, 2011). « L’information quantique est
transportée par le système quantique. La fonction d’onde est l’image de cette
information. Nous dirons que l’information quantique existe mais ce n’est
pas seulement la fonction d’onde qui ne fait que la représenter. » (La famille
3
Hodorecki, 2003 ).
L’information quantique (L’être) est isomorphe à la connaissance
quantique (L’état) qui est une représentation de l’information quantique.
Voilà un exemple typique de réalisme structural. Que sont alors les
prétendues interprétations de la M. Q. ? L’interprétation transactionnelle de
Cramer, l’interprétation des mondes multiples d’Everett et Wheeler, la
mécanique bohmienne, l’interprétation des histoires consistantes, la théorie
stochastique de Nelson, ne sont pas des interprétations mais des avatars ou
formulations diverses de la M. Q. De simples changements de boîte noire.
L’emploi de symbolismes différents qui ne peuvent être distingués
expérimentalement. Le symbolisme en physique est un point de vue

3 La famille Horodecki ce sont le père, Ryszard, et ses trois fils Pawel, Michal et Karol.
Théoriciens polonais, travaillant à l’Université de Gdańsk, ils défendent le réalisme à la
manière de la théorie marxiste du reflet, fondement de l’esthétique marxiste-léniniste. Ils sont
auteurs en 2009 de « Quantum entanglement » dans la Reviews of Modern Physics (vol. 81,
n°2, p. 865-942).
11
12
épistémologique selon lequel les concepts de la physique ne sont pas des
imitations ou des représentations de choses existantes mais seulement des
symboles mettant en ordre et en relation la réalité d’une manière
fonctionnelle. Les objets de la physique ne sont pas les signes de quelque
chose d’objectif mais des signes objectifs à l’intérieur d’un cadre théorique.
C’est un point de vue antiréaliste, car le symbole est un signe où le rapport
entre le signifiant et le signifié est purement conventionnel.
Bien que tous les chercheurs s’accordent sur la façon d’utiliser la
mécanique quantique dans des problèmes concrets, ils ne s’entendent pas sur
la manière d’interpréter la théorie. À quel type d’objets se rapportent
précisément les symboles du formalisme ? Comment comprendre certaines
corrélations, inexplicables par le recours à une cause commune, entre des
objets microscopiques séparés depuis longtemps (par rapport aux intervalles
de temps caractéristiques des processus atomiques) ? Et comment rendre
compte, par le formalisme de la mécanique quantique, de la mesure d’une
quantité microscopique ? Quatre-vingts ans après le développement de la
théorie, on comprend certes un peu mieux chacune de ces questions, mais on
n’a de réponse définitive à aucune.
La formulation de la M. Q. est fondée sur un certain nombre d’axiomes
abstraits dont l’existence n’a pas de motivations claires. Le problème posé
par la M. Q. n’est pas tant celui de son effectivité mais celui de son
interprétation. On doit alors faire face aux problèmes d’une définition
précise du réalisme, de la complétude, du réalisme local et du déterminisme.
La M. Q. est un modèle mathématique décrivant le comportement des objets
quantiques. Comme tout modèle physique il représente les états, les
observables, les mesures et la dynamique (évolution des états). L’état
physique d’un système est un objet mathématique qui représente la
connaissance que l’on en a, qui permet de calculer toutes les quantités
mesurables. En ce qui concerne les observables, l’interprétation courante est
instrumentaliste. L’interprétation instrumentaliste rejette la notion de réalité
sous jacente et essaye d’interpréter la M. Q. en termes d’opérations du
laboratoire : préparations, manipulations, mesures. Dans l’interprétation
épistémique et instrumentaliste on ne doit pas avoir recours à un discours
chosifiant. Il n’y a en fait ni photon, ni particule, ni boson, ni fermion, ni
champ, ni spin, ni quoi que ce soit. Il n’y a aucun attribut. Il n’y a aucune
ontologie. Il y a simplement des recettes pour calculer ce que l’on observe
lors des manipulations de laboratoire. Point à la ligne.
Les problèmes d’interprétation de l’état ont pour origine l’élargissement de
la notion d’état en M. Q. de par l’apparition d’états non classiques
(superposition d’états). Dans l’interprétation réaliste la M. Q. décrit la réalité
microscopique de la même manière que la mécanique classique décrit la
réalité macroscopique. Elle décrit une magie quantique. Ainsi par exemple
chez Vladimir Fock la fonction d’onde représente les possibilités objectives
d’observation des valeurs mesurées des observables. La potentia
12
13
aristotélicienne. Dans l’interprétation épistémique, l’état correspond à une
procédure de préparation et les observables correspondent à des procédures
de mesure sur un objet microscopique grâce à un instrument macroscopique.
C’est une approche cybernétique. L’objet microscopique s’efface au profit
d’une boîte noire. La M. Q. ne décrit pas un objet microscopique en lui-
même ; ceci nécessiterait une autre théorie. L’interprétation de Copenhague
est une interprétation instrumentaliste nostalgique d’une interprétation
réaliste car elle affirme que l’état représente toute la réalité physique. La
fonction d’onde est une représentation correcte et complète d’un objet
quantique unique. L’interprétation épistémique affirme que l’état représente
notre connaissance du système et non pas la réalité physique sous jacente.
Devant les difficultés d’une interprétation réaliste de nombreux physiciens
s’en tiennent à une interprétation instrumentaliste, à l’intérieur de laquelle
apparaissent de nombreuses tentatives de donner une réinterprétation
(réalisation physique) du modèle. Pour l’interprétation épistémique, toutes
les présuppositions ontologiques réalistes sont étrangères à la théorie
quantique qui est en soi une pure épistémologie. C’est là une position
idéaliste. La théorie quantique comme théorie d’information doit être
débarrassée des présupposés réalistes qui ne doivent leur existence qu’aux
préjugés et croyances individuelles des physiciens. La théorie quantique ne
décrit pas la réalité physique. Elle fournit un algorithme pour calculer les
probabilités d’évènements macroscopiques, comme les « clics » des
détecteurs, conséquences de nos interventions expérimentales.
En fait les réalistes défendent une position matérialiste qui ne peut se
résoudre à l’abstraction mathématique et cherche à construire des images
forcément classiques et par là même paradoxales. Les superpositions d’états
et les états enchevêtrés prennent un aspect magique pour de nombreux
physiciens expérimentateurs. En fait la plupart de ces physiciens ont une
vision réaliste du monde et considèrent les états quantiques comme des
objets physiques. Pour les épistémistes, l’observable en M. Q. ne prend sens
qu’à travers un instrument et une mesure. Elle n’est pas un attribut du
système. La M. Q. est un discours sur la connaissance des observables.
L’état représente cette connaissance. La M. Q. ne connaît que les
modifications de cette connaissance. Elle donne les règles du changement
d’état mais pas le mécanisme. Chercher un mécanisme pour le changement
d’état signifie sortir de la M. Q.
Si l’on admet que la Mécanique Quantique est construite comme une Boîte
Noire contenant toute la partie microscopique du système étudié (préparation
et mesure comprises) et décrite par un appareil mathématique bien
déterminé, on peut expliquer ce que signifie l’existence de plusieurs
« interprétations » de la Mécanique Quantique. C’est le reflet du caractère
instrumentaliste de la mécanique quantique. Tout comme en Cybernétique, à
une même situation physique d’entrées-sorties, peuvent correspondre
différentes formulations mathématiques pour la Boîte Noire. C’est là une
13
14
manifestation de la thèse de Duhem-Quine sur la non unicité du modèle
mathématique correspondant à un jeu de données expérimentales. Les faits
expérimentaux ne suffisent pas pour établir le « Comme ça » et ne
déterminent que des « Comme si ». Une même boîte noire peut par ailleurs
s’appliquer à différentes situations physiques qui sont les exemples concrets
d’un même modèle abstrait.
Les différentes interprétations de la Mécanique Quantique apparaissent
effectivement comme des tentatives d’interprétations physiques différentes
des différents formalismes mathématiques proposés pour la formulation de la
Mécanique Quantique. Le physicien est constamment tenté de donner à une
nouvelle formulation mathématique de la théorie une interprétation
ontologique réaliste. Il hypostasie certains objets mathématiques auxquels il
donne un statut d’objets réels. Ce faisant il cherche à ouvrir la Boîte Noire,
succombant à un phantasme physicaliste qui voudrait à tout prix ignorer le
caractère de simulacre de la théorie. L’interprétation de Copenhague consiste
précisément à affirmer qu’il n’y a pas d’autre interprétation de la Boîte Noire
que d’être une Boite Noire. On peut bien sûr construire différentes Boîtes
Noires, mais cela ne constitue pas différentes interprétations physiques de la
situation. On ne peut les distinguer par des expériences. À moins que l’on
décide que l’on a à faire à des théories différentes de la Mécanique
Quantique et que l’on cherche à produire des données expérimentales
nouvelles justifiant cette attitude. De telles théories sont alors dites, théories
alternatives. Il en a été proposées quelques unes (Onde pilote de Louis de
Broglie, Électrodynamique Stochastique) mais elles n’ont pas pour l’instant
obtenu de succès décisifs. Il faut alors considérer les différentes
interprétations comme les facettes multiples d’une même théorie, sans que
cette multiplicité révèle nécessairement le « Comme ça » de la
microphysique. Ces interprétations font partie d’une classe de modèles dans
une interprétation sémantique de la théorie quantique. Aucune des
nombreuses présentations de la Mécanique Quantique n’est d’ailleurs
indiscutable. Plutôt que d’interprétations ou de formulations il vaudrait
mieux parler d’avatars de la M. Q., tout en sachant que l’équivalence entre
les différents avatars est loin d’être complète et qu’il n’existe pas de faits
expérimentaux permettant de les distinguer. Ce qui se joue autour du concept
d’information, c’est la possibilité de distinguer la réalité et la connaissance
de la réalité. Il y a là une situation relativement nouvelle par rapport aux
concepts de matière et d’énergie. La mécanique quantique établit une lecture
de la réalité à deux niveaux : un niveau phénoménal dans l’espace temps
ordinaire, un niveau métaphorique dans l’espace de Hilbert. Elle cherche
prudemment à distinguer ces deux niveaux, instruite de la confusion et des
paradoxes que le mélange des niveaux entraîne. Elle se réfugie derrière des
clôtures rassurantes qui s’expriment par des slogans comme « La mécanique
quantique n’est pas une théorie sur la réalité », « La fonction d’onde
n’appartient pas au système. L’état est une construction de l’observateur »,
14
15
« L’état n’est pas l’être ». Elle cherche à défendre un point de vue
physicaliste courant selon lequel la connaissance n’est pas une
caractéristique appartenant à la réalité physique, et ne peut en aucun cas
enrichir cette réalité. Mais à trop s’en tenir à cette distinction, la mécanique
quantique est à son corps défendant la première victime d’une poussée
profonde de la culture vers la fusion de l’objectif et du subjectif. En fait elle
se prête elle-même à cette fusion, en proclamant que la théorie ne décrit pas
l’état de notre (la mienne, la vôtre) connaissance, mais la quantité maximum
d’information autorisée dans une situation donnée. Ce qu’exprime
admirablement E. T. Jaynes : « Nos probabilités et les entropies qu’elles
définissent sont en quelque sorte ‘subjectives’ au sens où elles représentent
une information humaine ; elles ne rempliraient pas leur rôle si elles ne
l’étaient pas. Mais elles sont complètement ‘objectives’ en ce sens qu’elles
sont déterminées par l’information indépendamment de la personnalité, des
opinions et des espérances de tout un chacun. C’est d’une ‘objectivité’ en ce
sens que nous avons besoin si nous voulons que l’information devienne un
jour une base solide pour des développements théoriques nouveaux en
science ». Il appelle ainsi une interprétation littérale, ontologique, voire
même platonicienne de la mécanique quantique. Ce qui est bien l’opinion
d’un autre grand théoricien de la physique, Bryce de Witt : « Prendre la
mécanique quantique au pied de la lettre, c’est considérer cette théorie
comme la véritable réalité, c’est-à-dire comme appartenant au domaine
platonicien des essences idéales ». Opinion que seraient prêts à partager bien
d’autres.

À ce jour, il y a toujours débat entre les physiciens sur l’interprétation
physique de la fonction d’onde, sur le contenu microphysique des concepts
de coordonnée et d’impulsion d’une particule ou sur le contenu physique du
processus de mesure. Il y a pourtant accord général sur trois points : la
mesure crée l’observable ; la fonction d’onde (équation de Schrödinger de
l’état) permet de calculer correctement les distributions de probabilité des
résultats des mesures de toute grandeur physique ; la mesure change en
général l’état. Que peut-on en déduire pour le fonctionnement du cerveau ?
Celui-ci est-il un système quantique macroscopique ? De tels systèmes
existent comme le prouvent les phénomènes d’interférences de très grosses
molécules.

4Simon Diner

4 Physicien théoricien de culture russe, Directeur de Recherche au CNRS retraité, Simon
Diner est auteur de travaux sur les fondements et les interprétations de la mécanique
quantique et de recherches sur la formulation de théories alternatives telle que
« l’électrodynamique stochastique », et également sur le concept de vide quantique. Alors que
ce livre est en cours de publication, j’apprends le décès brusque de Simon. Je rends ici
hommage à sa grande culture et à sa forte et amicale patience avec moi.
15
16

17
Axe David Bohm-Louis de Broglie


Ordre implicite/explicite (Implicate/Explicate Order)



ORDRE IMPLICITE OU ENVELOPPÉ (IMPLICATE OR ENFOLDED
ORDER)
Une des meilleures façons d’aborder la physique contemporaine est celle
d’une expérience réalisée à Londres par le physicien américain David J.
Bohm (1917-1992), professeur de physique théorique au Department of
Physics au Birkbeck College (University of London) de 1961 à 1987. Cette
expérience de Bohm, auteur d’un certain nombre de contributions
importantes à la physique quantique sous forme de nombreux livres et
articles brassant largement des sujets philosophiques et interdisciplinaires,
telle la neuropsychologie, est dite expérience de la goutte de teinture
implicite. Dans les années 1960, insatisfait de l’interprétation orthodoxe de
la théorie quantique (Interprétation de Copenhague) qui, selon lui, donne une
vision fragmentaire de la réalité, Bohm s’interroge en même temps sur les
concepts d’ordre et de désordre, considérés à différentes échelles.
Une rivière qui coule et où se forment des tourbillons, donne une bonne
image du fait qu’un simple ordre de faible degré se change graduellement en
ordre chaotique de haut degré, et même, éventuellement, passe à un ordre
aléatoire. Dans ce processus, il s’opère ce que l’on appelle généralement une
transition de phase d’un état laminaire (état 1 = repos : ordre régulier) à un
état turbulent (état 2 = excité : chaos) ; ce dernier état correspondant à un
accroissement de la dissipation (entropie). Si ces deux extrêmes de l’ordre
régulier et du chaos semblent choses différentes, séparées pour l’œil de
l’observateur, elles sont, pour Bohm, étroitement imbriquées.
Afin de repenser les idées préconçues et courantes sur le chaos et l’ordre, le
physicien a recours à la métaphore d’un dispositif particulier vu dans un
programme scientifique à la BBC et qu’il réalise à la Royal Institution de
Londres. Il se compose d’une sorte de récipient contenant un long cylindre –
le récipient étant statique et le cylindre pouvant tourner doucement autour
d’un axe – , rempli avec de la glycérine au sein duquel est immergée une
5goutte d’encre insoluble . Bohm va se servir de cet agencement pour décrire
les propriétés d’un ordre caché (Hidden Order) – c’est-à-dire non
manifesté – qu’il appelle « ordre implicite » (Implicate Order) ou replié

5 Bohm, D. (2002), Wholeness and the Implicate Order, London ; New York: Routledge &
Kegan, p. 188-189 ; 227-236.
17
18
(Invelopped Order). Cet ordre implicite on ne peut rien en dire à priori, pour
le moment, si ce n’est qu’il n’est pas simplement une structure qui dépend
du hasard, mais plutôt un motif indépendant de l’existence des choses, et
qu’il sous-tend un ordre explicite (Explicate Order) « ordinaire », ordre qui
commanderait, impliquerait toutes les manifestations matérielles. Ces
dernières étant, par exemple, images et événements dont on fait
quotidiennement l’expérience.
Ces deux ordres implicite et explicite sont notamment définis dans le livre
de Bohm Wholeness and the Implicate Order (1980) et celui qu’il écrit avec
le physicien d’orientation holiste F. David Peat (1938-), Science, Order, and
6Creativity (1987) . L’ordre explicite est celui où les choses distinguées les
unes des autres, sont considérées, de manière approximative, comme non-
7reliées . Il apparaît comme une réalité de solides et de corps matériels
localisés, déterminés, séparés. Parties d’objets (atomes ou planètes)
possédant des positions bien indiquées dans l’espace et pouvant de surcroît
se déplacer sur des trajectoires qu’on peut alors décrire ainsi que leurs
positions successives.
Celles-ci sont exprimées en trois dimensions mathématiques selon une
8
courbe donnée qui recourt au système des coordonnées cartésiennes (x, y, z) .
Chaque point dans l’espace-temps est ainsi bien défini et correspond à un
ensemble de nombres. Corps ou solides, ces objets peuvent exister les uns en
dehors des autres, être indépendants et avoir une durée spécifique dans le
9
temps. Ou alors ils peuvent se coordonner, entrer en interaction .
Or cette réalité explicite qui constitue une grande partie du monde perçu et
résultant de notre immédiate expérience sensitive « ne peut pas toujours être
10considérée comme autonome » . Répondant au filtre imposé à notre esprit
par l’ordre cartésien, lors de l’étude d’un processus physique, elle prend la
11forme de coordonnées curvilinéaires, là pour décrire et représenter celui-ci .
En cette vision mécaniste des phénomènes au sein de la physique
12traditionnelle , le mouvement et les transformations d’objets dans l’espace
sont aussi descriptibles en une perspective newtonienne via des équations
différentielles.

6 Bohm, D. & Peat, D. F. (1987), Science, Order and Creativity, London ; New
York: Routledge & Kegan.
7
Piechocinska, B. (2004). « Wholeness as a Conceptual Foundation of Physical Theories », In
Physics Essays, vol. 17, n° 4, p. 509.
8 Bohm, D. & Peat, D. F. (1987), Science, Order and Creativity, op. cit., p. 174.
9 Bohm, D. (2002), Wholeness and the Implicate Order, op. cit., p. 144.
10 Idem, p. 196.
11 Bohm, D. & Hiley, B. J. (1993), The Undivided Universe: An Ontological Interpretation of
Quantum Theory, London: Routledge, p. 350.
12 Descartes dit que la matière est une substance étendue (res extensa) qui consiste en
éléments séparables, tandis que l’esprit est une substance pensante (res cogitans) qui n’a pas
d’extension et est unitaire.
18
19
Cela du moins était possible avant que la Mécanique Quantique (Quantum
Mechanics) apparaisse. Cette mécanique-là va décrire la construction de
théories physiques d’un nouveau genre, via un cadre mathématique
déterminé par un ensemble de règles. Son formalisme est mis en place autour
des années 1925-1930. Notamment par le physicien et mathématicien
13britannique Paul A. M. Dirac (1902-1984) , le physicien danois Niels H. D.
14Bohr (1885-1962) et le physicien allemand Werner K. Heisenberg (1901-
1976). Dès de ce moment, l’ordre cartésien montre son inefficacité, devient
caduque. Car des propriétés physiques (déterminées par des coordonnées) ne
peuvent plus être attribuées sans une certaine ambiguité à des structures soi-
disant bien définies dans l’espace et des processus temporels tels que, par
15exemple, des particules ou des électrons .
Comme l’explique Bohm dans Wholeness and the Implicate Order, cette
expérience de la goutte de teinture implicite présente alors une bonne
analogie des propriétés basiques dont sont dotées des particules comme les
électrons. En tant que la goutte de teinture passe sans cesse d’un état à un
autre par le biais de ce qu’on appelle en physique quantique, des sauts
16quantiques semblant incompréhensibles et discontinus . On reviendra plus
en détail sur cette notion plus bas.
Pour le moment disons qu’il existe bien, selon Bohm, une autre réalité qui
se montre plus appropriée, plus juste même que la stricte théorie quantique –
laquelle se veut pourtant théorie fondamentale de toute description
microscopique de la matière – , une autre réalité, elle, totalité continue, faite
de superpositions, d’interpénétrations, de « replis » dans un espace non-
local, mais global. C’est un nouvel ordre, enveloppé dans le mouvement de
vagues (d’origine électromagnétique ou autre), un ordre implicite,
17universel . À chaque phénomène compréhensible, observable, explicite, tel
que « des particules, des objets, et même des sujets » correspond cet autre
ordre plus « subtil » et plus profond, sous-jacent au premier (explicite) qui
sera alors considéré comme plus superficiel. Ordre qui demeure caché,
gisant quelque part dans une région donnée, sous l’ordre explicite, régulier,

13 Dirac (en même temps que Schrödinger) reçoit le prix Nobel de Physique en 1933 « pour la
découverte de nouvelles formes productives de la théorie atomique ».
14
Bohr reçoit le prix Nobel de Physique en 1922 pour ses travaux sur la structure des atomes
et du rayonnement qui émane de ceux-ci. « Toute variation de l’énergie d’un atome ou d’une
molécule, doit être considérée comme un processus élémentaire qui fait passer cet atome ou
cette molécule d’un état stationnaire à un autre (...) ». Cf Bohr, 1961. L’atome d’hydrogène
selon Bohr est constitué d’un noyau et d’un seul électron. L’électron est sur une orbite
stationnaire, circulaire, stable, de rayon r et d’énergie E, sur laquelle il ne rayonne pas
d’énergie. L’électron ne peut changer d’orbite que par sauts d’un niveau d’énergie E a un i
autre E , selon∣ E - E ∣ = hv. f i f
15 L’électron qui est l’une des composantes de l’atome, est une particule élémentaire
possédant une charge électrique élémentaire de signe négatif.
16 Bohm, D. & Peat, D. F. (1987), Science, Order and Creativity, op. cit., p. 174.
17 Impliqué (implicate) vient du latin qui signifie « plier progressivement », donc reployer.
19
20
lui, et manifesté. Il ne peut pas être dit comme existant parce qu’il n’a pas
réellement d’existence permanente et indépendante, tant il est
continuellement en cours de création et de dissolution. Implicite, il demeure
18au-delà de l’espace et du temps .
Ces concepts dynamiques de « dévoilement » et de « reploiement »
(involution) en physique sont introduits et développés, dans un premier
temps, dans l’idée de concilier théorie de la Relativité d’Einstein et théorie
quantique. Ils engendrent une base commune apte à rendre compte des effets
quantiques et relativistes dans le monde de l’expérience humaine. Dans la
terminologie du physicien, un ordre devient donc ou bien, explicite,
manifeste, déployé ou expliqué, ou bien, implicite, non-manifeste, replié,
reployé (involué, enfolded) ou encore impliqué. La théorie de Bohm, portant
essentiellement sur la relation de l’ordre impliqué à l’ordre expliqué, recoupe
en fait un des problèmes fondamentaux de la physique quantique. La
mystérieuse question de la « non-séparabilité » entre observateur et observé
de Bohr (élaborée entre 1925 and 1930), que Bohm retourne en cette
formule : des particules non contiguës dans l’ordre explicite le sont dans
19l’ordre implicite .

Expérience de la goutte de teinture implicite
Reprenons la métaphore du dispositif des deux cylindres concentriques
décrit par Bohm en particulier dans Wholeness and the Implicate Order
20(1980) et dans The Undivided Universe (1993) . On dépose une gouttelette
de teinture, d’encre insoluble, dans un liquide très visqueux épais et clair,
telle que de la glycérine, contenu entre les deux récipients de verre ; l’un
ayant un rayon plus petit étant placé à l’intérieur de l’autre d’un rayon plus
grand. Puis l’on fait tourner lentement d’une manière contrôlée le cylindre

18 Hiley, B. J. « Process and the Implicate Order: their relevance to Quantum Theory and
Mind ». Texte en ligne.
http://www.ctr4process.org/publications/Articles/LSI05/Hiley%20paper.pdf
19 À la doctrine de la non séparabilité on peut préférer scientifiquement la notion de
perturbation introduite par la mesure mais pour une meilleure lecture de notre exposé on se
contentera pour le moment d’effleurer certaines notions qui demeurent toutefois
fondamentales en physique. « Cette perturbation de l’objet étudié (la particule émettrice) est
à l’échelle même du phénomène observé et n’est donc pas marginale. Tel est le problème
central de toute la physique des particules : comment atteindre à l’objectivité scientifique
dans ce domaine si dans le processus même de la mesure, surgissent des effets qui perturbent
inévitablement et de manière non marginale l’objet observé. » Cohen-Tannoudji, G. & Spiro,
M. (1986), La matière-espace-temps, op. cit., p. 125s. On peut objecter qu’il est fallacieux de
parler de l’influence de l’observation sur un système réel, car on ne « connaît » pas le réel et
encore moins ses modifications. Heisenberg par exemple a utilisé cette notion de la
perturbation dans une idée de valeur heuristique.
20 Bohm, D. (2002), Wholeness and the Implicate Order, op. cit., p. 227-236 ; Bohm, D. &
Hiley, B. J. (1993), The Undivided Universe, op. cit., p. 357-360.
20
21
intérieur dans le sens des aiguilles d’une montre. On assiste alors à un
phénomène physique notable en deux temps.
1) L’élément de fluide contenant la goutte d’encre, elle-même composée
d’un agrégat de particules de carbone, voit, du fait qu’on tourne le cylindre,
son rayon intérieur aller plus vite que son rayon extérieur. Il s’ensuit que ce
fluide s’étire dans le liquide, devient progressivement de plus en plus fin, tel
un fil. Si cet élément contient la goutte d’encre, celle-ci est entraînée par le
fluide. Et, après un certain nombre de tours dans le cylindre, le fil de
glycérine/encre est si mince qu’il n’est bientôt plus visible distinctement à
l’œil nu ; il semble avoir complètement disparu. Examinons ce qui arrive. En
raison de la viscosité, chaque particule est entraînée à la vitesse même du
fluide qui l’entoure. Les diverses particules de carbone minuscules et qui
existent indépendamment les unes des autres, subissent alors des
déplacements variables, de sorte que leur masse totale se trouve dispersée
dans un volume assez grand pour que la densité des particules dans le fluide
21tombe au-dessous du seuil de visibilité . Dans la langue usuelle de la
physique, on dira de la goutte qu’elle est diffusée dans la glycérine, et qu’elle
s’étire vers un état de distribution aléatoire. On dira aussi qu’on passe d’un
état initialement ordonné – la goutte située à un point précis au sein de la
glycérine – , à un état de diffusion, de déperdition, état d’entropie et de
désordre où une grande partie de l’information est perdue : ce qui exprime un
ordre explicite détruit.
2) Mais lorsqu’on fait tourner le cylindre dans la direction opposée, du
même nombre de tours, la structure de la gouttelette diffusée à travers la
glycérine – auparavant filiforme, étirée dans le liquide au point de ne plus
être visible, et « enveloppée », repliée dans l’ordre des molécules – , les
particules d’encre se raccourcissent à nouveau sur elles-mêmes pour
reprendre plus ou moins la forme initiale de la goutte. De nouveau dépliée,
celle-ci redevient absolument visible et en tout point théoriquement identique
à ce qu’elle est au début de l’expérience. La reconstitution de la forme initiale
prouve que l’état de disparition, apparemment aléatoire, n’était pas du tout
réel ; il y avait là comme un ordre qui ne veut pas se montrer. Ce qui est
frappant, c’est que l’état de la goutte disparue ne correspondait pas à un état
de « désordre », mais à un état « absorbé », une sorte d’ordre caché, ou non-
manifesté, implicite ; révélé en quelque sorte une fois la goutte reconstituée.
Lorsque cet état évolue vers une forme visible, il est explicite. Si l’on tourne
derechef dans l’autre sens, l’encre s’enfouissant dans la glycérine devient
invisible, donc implicite. La goutte disparue, plus d’ordre visible dans le
fluide. Bien que celui-ci existe sous forme d’une distribution arbitraire et
aléatoire de particules d’encre, étant loin d’évoquer une forme de goutte.
Ainsi naissent ces deux ordres. L’un replié dans la glycérine et l’autre
déplié. Deux ordres qui sont telles les deux faces d’une même pièce ou une
structure en miroir. Le but de cette expérience est d’apprendre à voir toute
22chose comme partie d’une totalité indivisible en proie à un flux continu .

21 Bohm, D. (2002), Wholeness and the Implicate Order, op. cit., p. 228.
22 Idem, p. 14.
21
22
On peut aussi recourir à l’image du cube de Necker, dont les deux faces
frontales, vues en transparence, ne permettent pas de savoir laquelle est en
avant et laquelle est en arrière, et qui se caractérise par deux types de
23configuration possible . Car elle donne un très bon sens intuitif de cet ordre
implicite. En cet ordre implicite perceptuel, il n’est en effet pas possible de
percevoir l’un des deux cubes en un même moment — alors que l’un est
enveloppé dans la perception (ordre implicite), l’autre s’y déploie (ordre
explicite).


UNIVERS MORCELÉ
Dans Causality and Chance in Modern Physics (Causalité et hasard dans
la physique moderne, 1957), Bohm déclare encore : « Une fois accompli le
passage de l’appréhension intuitive au savoir, on admet que tout est
composé de parties qui existaient indépendamment et extérieurement les
unes par rapport aux autres, et se trouvaient liées par des relations externes.
Et ce point de vue fragmentaire est devenu de plus en plus complexe. Ainsi
au moins virtuellement, tous les aspects de la pensée humaine reposent sur
24la notion de parties. » . De même, peut-on dire que les objets revêtent des
connotations distinctes selon les sujets regardants, eux-mêmes poussés à
ordonner leur paysage intérieur selon leur perception extérieure, leur propre
« point de vue » et leur propre appareil sensoriel et cognitif. Ces sujets
bâtissent des unités fermées en soi, des paradigmes idiosyncrasiques de
représentation du monde, illusoires. Nous demeurons formés par les (ces)
choses que nous formons et l’on s’efforce de trouver des significations en
des signes offerts à notre perception, qui deviennent, par associations d’idées
pour nous, des preuves irréfutables de quelque chose — « que ce quelque
chose soit l’ensemble de tous les objets, ou de tous les atomes ou de tous les
25événements, ou Dieu, ou l’ensemble des idées platoniciennes. »
On ne peut là que penser au philosophe Henri Bergson (1859-1941) qui
affirme déjà dans Matière et mémoire (1896), L’évolution créatrice (1907), et
surtout La pensée et le mouvant (1934), que notre perception et notre
26
entendement demeurent partiels . Nourris au sens commun, perception et
entendement se sont confortablement installés dans un monde intermédiaire
où le devenir n’est fait que d’états (une succession d’états distincts, en fait de
simples instantanés « photographiques », concaténations de stéréotypes) et la

23 Le cube de Necker (1832) est dû au cristallographe suisse Louis A. Necker (1786-1861).
24 Bohm, D. (1957), Causality and Chance in Modern Physics, London: Routledge and Kegan
Paul.
25 D’Espagnat, B. (1994), Le Réel voilé, analyse des concepts quantiques, Paris: Fayard,
p. 335.
26 « Notre intelligence, quand elle suit sa pente naturelle, procède par perceptions solides,
d’un côté, et par conceptions stables, de l’autre. » Bergson, H. (1969), La pensée et le
mouvant. Essais et conférences, Paris: Les Presses universitaires de France, p. 116.
22
23
durée que d’instants. On se trompe inévitablement quand on spécule sur le
27
réel . « Comment donner la vision totale du monde et de l’homme quand on
est condamné à la fragmentation et quand l’illusion du regard omniscient et
de l’impératif psychologique s’est consumée ? » (Massimo Rizzante).
Cette notion de réalité empirique et la conjecture plausible d’un réel
indépendant pour le moins « voilé » dont on ne peut espérer connaître que
certaines structures générales en reflets grossièrement déformés, est
également exprimée dans Le Réel voilé, analyse des concepts quantiques
(1994) du physicien théoricien Bernard d’Espagnat (1921-), l’un des
principaux interprètes philosophiques de la mécanique quantique travaillant
au Laboratoire de Physique Théorique, Université de Paris 11. Le réel est
voilé, il se situe au-delà des phénomènes et n’est connaissable seulement
qu’en certaines de ses structures. On ne peut que partiellement
l’appréhender. Ce « réel en soi », ordre implicite, est différent du monde
quotidien.
D’Espagnat déclare dans A note on Measurement (2001) : « […] le fait que
nous percevions de « telles choses » comme des objets macroscopiques situés
à des endroits distincts, est dû en partie au moins, à la structure de notre
équipement sensoriel et intellectuel. Nous ne devrions pas, en conséquence,
prendre cela comme faisant partie de l’ensemble des connaissances que nous
avons à prendre en compte pour la définition d’un état quantique. […] En
fait les scientifiques plus clairement affirment que le but de la science est de
décrire l’expérience humaine, et non de décrire ‘ce que la réalité est’ ; et
aussi longtemps que nous voulons décrire l’expérience humaine, qui consiste
à être en mesure de prédire ce qui peut être observé dans toutes les
circonstances possibles […] nous n’avons pas à postuler l’existence – dans
un sens absolu – d’objets inobservés (c’est-à-dire pas encore observés) situés
28
à des endroits précis dans un espace ordinairement 3D. »


HOLOGRAMME
Cette métaphore de la goutte d’encre et des deux cylindres ne doit toutefois
pas être trop prise à la lettre. Limitée, elle ne rend pas réellement compte de
tous les tenants et aboutissants de l’idée d’ordre implicite. En 1980, Bohm
émet cette connaissance nouvelle de la matière qu’il veut infuser dans les
esprits en se servant de l’analogie puissante du paradigme de l’hologramme
(Hologram Paradigm). En cette méta-théorie, la réalité, la matière est
structurée d’une façon propre à l’holographie. L’holographie est une
méthode de stockage d’informations utilisant des faisceaux cohérents de

27 « Notre perception [...] découpe, dans la continuité de l’étendue, des corps choisis
précisément de telle manière qu’ils puissent être traités comme invariables pendant qu’on les
considère ». Idem, p. 43.
28 D’Espagnat, B. (2000). « A note on Measurement ». In Physics Letters A, vol. 282, n° 3,
p. 134 et 135.
23
24
rayonnement électromagnétique. Holo étant dérivé du grec signifie « tout »
et gram voulant dire « écrit », le terme hologramme signifie enregistrement
complet.
Notre perception de la réalité est conditionnée par toutes sortes de lentilles
(yeux, cameras, microscopes, etc.) qui se concentrent, objectivisent, créent
des limites et sans cesse particularisent, tandis que les hologrammes, non
soumis à ces lentilles, prennent une forme distribuée et sont « holistiques ».
Pour Bohm la réalité de l’univers est mathématiquement similaire à un
hologramme, lui-même ressortant du monde implicite. S’appuyant sur des
fréquences et des fluctations en forme d’onde, il tranche radicalement sur
nos impressions euclidiennes et newtoniennes conditionnées par les
29lentilles .
La technique holographique est inventée et développée par l’ingénieur
électricien et physicien britanique d’origine hongroise Dennis (Dénes) Gábor
(1900-1979) au British Thomson-Houston (Rugby). Invention qui lui vaudra
le Prix Nobel de physique en 1971. En 1947, Gábor décrit un mode de
reproduction photographique (« Wavefront Reconstruction ») qui
enregistrerait non seulement l’intensité du rayon lumineux mais également
30sa phase, sous forme d’interférences entre deux rayonnements voisins .
Toutefois Gábor n’obtient que des résultats limités. L’image est de mauvaise
qualité par suites de l’absence de sources lumineuses adaptées et de la
configuration médiocre du dispositif d’enregistrement.
Mais bien avant la découverte de Gábor, le physicien français J. F. Gabriel
Lippmann (1845-1921) reçoit en 1908 le prix Nobel de physique pour la
découverte de la méthode de reproduction des couleurs photographiques sur
la base de phénomènes d’interférences. Procédé que l’on peut voir au Palais
de la Découverte à Paris, et qui reproduit les tonalités et les teintes des
couleurs selon un principe d’ondes stationnaires (ondes dont la forme
globale change d’aspect en restant sur place) situées dans l’épaisseur d’une
émulsion photosensible. Principe qu’on retrouve dans l’holographie.
Dès 1886, Lippmann, professeur de physique et directeur du laboratoire de
Recherches à la Faculté des Sciences de l’Université de Paris, auteur du
31
premier spectrographe à Transformée de Fourier , introduit une nouvelle
méthode dans l’optique physique. Mettant au point un procédé original de
photographie basé sur le phénomène d’interférence produit par réflexion sur
un ensemble de strates superposées, il découvre ainsi qu’un réseau de

29 Hameroff, S. (1987), Ultimate Computing: Biomolecular Consciousness and
NanoTechnology, Amsterdam: Elsevier Science Publishers B. V., p. 49. La grande cohérence
de cette approche surgira quand on considérera la physique quantique. Elle-même étant basée
sur la dualité onde/particule et sur le principe d’incertitude d’Heisenberg.
30 Gabor, D. (1949). « Microscopy by Reconstructed Wave-Fronts ». In Proceedings of the
Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, vol. 197, n° 1051,
p. 454-487.
31 Opération qui transforme une fonction intégrable en une autre fonction.
24
25
couches d’argent équidistantes forme une sorte de miroir très sélectif et ne
réfléchit qu’une bande étroite de longueurs d’ondes. Une onde étant la
propagation d’une perturbation produisant sur son passage une variation
32
réversible de propriétés physiques locales , la longueur d’onde d’un
phénomène ondulatoire est, elle, la distance minimum dans l’espace après
33
lequel le phénomène se répète . L’image photographique forme alors un
34miroir interférentiel . Le cliché est négatif par transparence, c’est-à-dire que
chaque couleur est représentée par sa complémentaire. Par réflexion, il est
positif et on voit la couleur elle-même. La couleur des objets que l’on
photographie correspond à des domaines spectraux larges ; des couleurs
35hétérogènes ou composées .

32 Si elle transporte de l’énergie, elle n’est pas composée de matière.
33
Soit encore la distance parcourue par l’onde en une période. Elle est donc égale à la
distance minimale séparant deux points qui vibrent en phase.
34 Lippmann, G. (1891). « La photographie des couleurs ». In Comptes Rendus
Hebdomadaires des Séances de l’Académie des Sciences, n° 112, p. 274-275 ; Lippmann, G.
(1891). « La photographie des couleurs [deuxième note] ». In Comptes Rendus
Hebdomadaires des Séances de l’Académie des Sciences, n° 114, p. 961-962 ; Lippmann, G.
(1894). « Sur la théorie de la photographie des couleurs simples et composées par la méthode
interférentielle ». In Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l’Académie des
Sciences, n° 118, p. 92-102. Texte aussi publié la même année dans un numéro du Journal de
Physique Théorique et Appliquée. Lippmann, G. (1894). « Sur la théorie de la photographie
des couleurs simples et composées par la méthode interférentielle ». In Journal de Physique
Théorique et Appliquée, vol. 3, n° 1, p. 97-107. Il explique qu’une prise de vue est réalisée
avec une chambre noire photographique usuelle, mais que l’émulsion photographique et le
porte-film sont spécifiques. Cette émulsion photographique, pratiquement sans grains, est
étendue sur une plaque de verre en « couche sensible et transparente et continue, d’épaisseur
suffisamment grande ». Lippmann, G. (1894). « Sur la théorie de la photographie des couleurs
simples et composées par la méthode interférentielle », op. cit., p. 97. La chambre noire avec
un dispositif de miroir enregistre le spectre de la lumière (défini par une densité spectrale
d’énergie). Lequel crée plusieurs réseaux d’ondes stationnaires. C’est l’empreinte des ondes
stationnaires lumineuses qui est enregistrée dans un matériau particulier : une plaque de verre
recouverte d’une émulsion photosensible à base de nitrate d’argent et de bromure de
potassium. Des vibrations se forment devant chaque point de l’image, en enregistrant dans
une émulsion photographique cette onde stationnaire ; sa distribution d’énergie s’inscrit dans
l’épaisseur de la plaque. Cette dernière « est portée par un châssis creux où l’on verse du
mercure. Ce mercure forme une lame réfléchissante en contact avec la couche sensible.
L’exposition, le développement, le fixage se font comme si on voulait obtenir un
négatif… ; mais le résultat est différent : lorsque le cliché est terminé et séché, les couleurs
apparaissent. Le cliché est négatif par transparence, c’est-à-dire que chaque couleur est
représentée par sa complémentaire. Par réflexion, il est positif et on voit la couleur elle-
même. »
35 Le fait qu’on trouve l’image de la chambre noire fidèlement reproduite s’explique par des
interférences lumineuses. « Pendant la pose, les rayons incidents formant l’image interfèrent
avec les rayons réfléchis par le mercure ; il en résulte des ondes lumineuses stationnaires
dont l’amplitude varie d’une manière continue d’un point à un autre, suivant l’épaisseur de la
plaque ». En fait le phénomène est plus complexe. Si on divise le large spectre en bandes
spectrales étroites, une bande donne naissance à un système de franges d’interférence qui se
superpose à ceux des autres bandes. Comment expliquer alors la restitution des couleurs
uniquement par des notions d’interférences constructives et destructives ? En 1894, Lippmann
précise que pour rendre compte du phénomène, on doit calculer deux intégrales étant
25
26
c
La découverte de Lippmann permet la reconstitution intégrale de
l’ensemble des longueurs d’onde réfléchies par un objet. En effet, le fait
d’éclairer la plaque photographique avec une lumière blanche
(correspondant à une transformée de Fourier inversée du domaine de la
lumière incidente), rend au final parfaitement les couleurs et donne même
une illusion de troisième dimension. Une image, ou encore une page de
données, peut ainsi être enregistrée, par codage en longueur d’onde. Par
ailleurs, si ce procédé est tombé dans l’oubli pour d’autres techniques de
photographie en couleurs, Gábor en 1947, en parlant de sa propre invention
d’hologrammes réflexifs, nomme ceux-ci « hologrammes par réflexion de
36type Lippmann » (Lippmann-type reflection holograms) . Ce procédé
d’enregistrement et de reconstruction de fronts d’ondes associées à des
motifs d’interférence est proprement l’holographie.
L’utilisation de la lumière cohérente du laser (LASER pour Light
37Amplification by Stimulated Emission of Radiation) , né vers la fin des

analogues « à une intégrale double découverte par Fourier. Pour le démontrer, on peut avoir
recours non à l’analyse de Fourier mais à la démonstration géométrique qu’il y a ajoutée et
qui est plus générale. Afin de faciliter le rapprochement, il convient de développer à l’aide de
la série trigonométrique de Fourier… » On dira en termes plus contemporains que
l’enregistrement de l’image dans l’épaisseur de l’émulsion photographique correspond à une
Transformée de Fourier temporelle du domaine spectral de la lumière incidente (Alain
Marraud et Jean-Marc Fournier). Quand on éclaire avec de la lumière blanche la plaque
développée (couche devenue sèche), ces plans semi-transparents créent une interférence
constructive en réflexion uniquement pour la longueur d’onde égale au double de celle
correspondant à l’intervalle entre ces plans, c’est-à-dire à la couleur de la scène enregistrée.
L’interférence est destructive pour toutes les autres longueurs d’ondes. L’amplitude de ces
ondes lumineuses varie de manière continue, d’un point à l’autre, suivant l’épaisseur de la
plaque (Gabriel Lippmann). L’amplitude d’une onde étant la valeur maximum de la grandeur
qui varie régulièrement. Il se produit ainsi un double enregistrement : sur la surface de
l’émulsion, une image au sens classique du terme, formée par un objectif ; dans l’épaisseur de
l’émulsion photo sensible, une information relative à la couleur de l’élément de surface
correspondant. L’explication est donnée par Lippmann lui-même : « La théorie de l’image est
très simple. La lumière incidente qui forme l’image dans la chambre noire, interfère avec la
lumière réfléchie par le mercure. Il se forme, par la suite, dans l’intérieur de la couche
sensible, un système de franges », c’est-à-dire de maxima lumineux et de minima obscurs. Les
maxima seuls impressionnent la plaque, à la suite du développement ces maxima restent sur la
plaque sous forme de dépôts d’argent, plus ou moins réfléchissants.
36 Cf. Gabor, D. (1972). « Holography, 1948-1971 ». In Proceedings of the Institute of
Electrical and Electronics Engineers, vol. 60, n° 6, p. 655-668 ; Gabor, D. (1972).
« Holography, 1948-1971 ». In American Association for the Advancement of Science,
vol. 177, n° 4046, p. 299-313. Cité par Brun, N. A. A. (2008), Trois plaidoyers pour un art
holographique, Paris: L’Harmattan, coll. « L’art en bref », p. 30.
37 Une lumière est dite « cohérente » lorsque les ondes lumineuses sont en phase et ont la
même longueur d’onde. La phase d’une onde, à une position donnée dans l’espace temps, est
une mesure qui détermine à quel stade de son cycle elle se trouve en un point donné. La phase
s’exprime généralement par un angle qui couvre 360° pour le phénomène ondulatoire
complet. On dit que deux ondes sont en phase si leur forme coïncident parfaitement. La
lumière laser est, elle, constituée d’une seule vague avec une amplitude stable sur laquelle on
superpose des fluctuations de faible amplitude et une phase lente de diffusion. Le passage de
26
27
années 1950 et dont la technique se développe autour des années 1960 dans
le champ de la physique optique, permet notamment aux radiophysiciens
américains Emmett N. Leith (1927-2005) et Juris Upatnieks (1936-) venant
de Lettonie, après qu’ils ont pris connaissance des travaux de Gábor,
d’obtenir, en 1962, au Michigan’s Institute of Science and Technology (Ann
Arbor), les premiers vrais hologrammes 3-D de qualité d’un réalisme
étonnant (un petit train et un oiseau), au moyen d’un dispositif
38
d’enregistrement sophistiqué . Leur recherche à l’Optics Group s’ancre dans
le traitement de l’information optique (domaine hybride issu de la théorie de
la communication de Shannon), dont la teneur est familière aux ingénieurs
radioélectriciens du Willow Run Laboratories (WRL, University of
39
Michignan) auquel Leith appartient . Ces premiers hologrammes conçus tels
de véritables médiums tridimensionnels ne peuvent cependant être vus que
par lumière laser. De plus, au moins au début, ils sont entachés de bruit
40optique . La présentation de leurs travaux lors d’une conférence à l’Optical
Society of America (OSA) en 1964, fait néanmoins sensation. En Union
soviétique, dès 1962-1963, un nouveau pas est franchi par Yurii N. Denisyuk
(1927-2006). Combinant l’holographie avec la méthode ingénieuse de la
photographie en couleurs naturelles de Lippmann, ce dernier écrit en 1962 un
article sur la reconstruction d’« imagerie de front d’onde » appliquée
41généralement aux techniques de radar et de sonar . Dans cette imagerie, le
procédé de Lippman, outre une émulsion spéciale, comprend l’utilisation de
petites lentilles pour la prise de vue. De 1958 à 1959, Denisyuk étudie à son
tour la faisabilité d’hologrammes en s’appuyant sur les idées de l’astronome,
physicien et mathématicien hollandais Christiaan Huygens (1629-1695) sur le
42
front d’onde . Soit ce principe dit de Huygens, qui montre comment les
ondes peuvent interférer pour former un front d’onde se propageant en ligne
droite. Denisyuk crée ainsi les principes d’une holographie 3D réaliste en
deux couleurs et la méthode pour produire des hologrammes 3D d’objets
réfléchissants non-transparents qu’il est possible de regarder à la lumière

la lumière d’une lampe irrégulière à la lumière très ordonnée d’un laser montre l’émergence
de nouvelles propriétés (lumière cohérente).
38 Leith, E. N. & Upatnieks, J. (1962). « Reconstructed Wavefronts and Communication
Theory ». In Journal of the Optical Society of America, vol. 52, n° 10, p. 1123-1130 ; Leith,
E. N. & Upatnieks, J. (1963). « Wavefront Reconstruction with Continuous-Tone Objects». In
Journal of the Optical Society of America, vol. 53, n° 12, p. 1377-1381.
39 Leith commence à travailler, en 1954, sur le traitement des signaux provenant d’une
nouvelle forme de radar, connu sous le nom de radar à ouverture synthétique (synthetic
aperture radar, SAR). Il imagine un moyen d’utiliser la lumière cohérente du laser pour
transformer les signaux radar, enregistrés sous la forme de traces grises sur une longue bande
de film, en une image optique à haute résolution. Cf. Johnston, S. F. (2005). « Attributing
scientific and technical progress: the case of holography ». In History and Technology,
vol. 21, n° 4, p. 367-392.
40 Johnston, S. F. (2006), Holographic Visions: A History of New Science, Oxford: Oxford
University Press, p. 97.
41 Denisyuk, Y. N. (1962). « Photographic Reconstruction of the Optical Properties of an
Object in its Own Scattered Radiation ». In Doklady Akademii Nauk SSSR, vol. 144, p. 1275-
1278.
42 Johnston, S. F. (2006), Holographic Visions, op. cit., p. 66.
27
28
blanche d’une lampe ordinaire, ce qui leur confère une luminosité
43
maximale . Théoriquement, on voit alors apparaître, derrière la plaque
holographique, l’objet situé au même endroit qu’il était lors de
l’enregistrement. Mais, en 1962, Denisyuk ne dispose pas d’un laser. Aussi
sa proposition reste-t-elle uniquement abstraite. Des progrès intervenant en
spectroscopie et en interférométrie vont ensuite décider d’un réel essor de
l’imagerie holographique. Un hologramme à deux couleurs réfléchissant
(two-colour Reflecting Hologram) éclairé par une lumière blanche, selon une
extension de la méthode Denisyuk de 1962 recommandant d’enregistrer des
hologrammes par réflexion en émulsion Lippmann (Lippmann-Denisyuk-
Reflection Hologram), est produit en 1965 à l’Electro-Optical Sciences
Laboratory (Ann Arbor) par George W. Stroke, auteur d’An Introduction to
44 45Coherent Optics and Holography (1969) et Antoine E. Labeyrie (1943-) .
Les deux chercheurs obtiennent ainsi une onde réfléchie à partir de couches
d’argent dans l’émulsion de la plaque holographique, ce qui leur permet
d’avoir des dispositifs proches de ceux existant actuellement. Depuis cette
époque, des hologrammes monochromes réfléchissants se développent,
montrant une haute perfection via de nouveaux procédés photographiques,
élaborés par K. S. Pennington et L. Linom des Bell Laboratories à Murray
46
Hill (New Jersey) . Stephen A. Benton (1941-2003) construit en 1968, lors
de travaux de recherche sur la télévision holographique pour les Laboratoires
de Recherche Polaroid, des hologrammes de transmission visibles en lumière
blanche ordinaire. Il crée des images de type « arc-en-ciel » utilisant les sept
couleurs comprises dans la lumière blanche. À ce titre, il intéresse déjà
47beaucoup d’artistes .
Interrompons cet exposé historique, pour en rester au concept même.
Contrairement au photogramme, où chaque partie correspond à une région
de la scène photographiée, l’hologramme permet de concevoir des rapports
entre le tout et la partie. La partie est dans le tout, et le tout (en tant que tout)
est dans la partie ; donc le tout est à la fois plus et moins que la partie selon
la définition de la Complexité. On a vu qu’un hologramme est une
photographie tridimensionnelle faite à l’aide d’un laser. L’enregistrement
photographique dans cette technique ne procure pas une image de l’objet
(comme c’est le cas dans la photographie normale), mais plutôt un ensemble
de modèles d’interférence résultant du fractionnement d’un faisceau laser en
deux faisceaux séparés à l’aide d’un cube séparateur (qu’on appelle Beam

43 Denisyuk, Y. N. & Protas, I. R. (1963). « Improved Lippman Photographic Plates for
Recording Stationary Light Waves ». In Optics and Spectroscopy, vol. 53, n° 14, p. 381.
44 Stroke, G. W. (1969), An Introduction to Coherent Optics and Holography, New
York: Academic Press.
45 Stroke, G. W. & Labeyrie, A. E. (1966). « White-Light Reconstruction of Holographic
Images using the Lippmann-Bragg Diffraction Effect ». In Physics Letters, vol. 20, n° 4,
p. 368-370. Stroke lit bien le russe et découvre ainsi l’article de Denisyuk.
46 Pennington, K. S. & Harper, J. S. (1970). « Techniques for Producing Low-Noise, Im-
proved-Efficiency Holograms ». In Applied Optics IP, vol. 9, n° 7, p. 1643-1650.
47 La première exposition d’art holographique a lieu à la Cranbrook Academy dans le
Michigan en 1968, et la suivante à la Finch College Gallery à New York, en 1970.
28
29
48Splitter) . Si l’on reste au niveau de la technique laser, une lumière
cohérente de laser est projetée sur un miroir semi argenté (sans tain). Une
partie de ce même faisceau lumineux (onde objet) est réfléchie par le miroir
sur l’objet qu’on a décidé de photographier, et entre en collision avec lui.
Tandis que le second faisceau (onde de référence) est directement renvoyé
sur une plaque photographique. La lumière réfléchie par l’objet revenant
aussi sur cette plaque. Dans cette intersection des deux faisceaux, la plaque
holographique enregistre l’image tridimensionnelle de l’objet. Celle-ci est
alors codée dans ses configurations (franges) d’interférences en cercles
concentriques, sorte de regroupement complexe et informe de bandes et de
spirales, très fines ; si fines et si ténues qu’elles ne sont pas visibles à l’œil
nu, mais seulement au microscope.

Hologramme et ordre implicite
Par cette image de l’hologramme, Bohm illustre l’idée du monde implicite.
Ces modèles d’interférence qui y apparaissent ont été produits par les
réflexions de lumière sur les différents traits de l’objet, et les configurations
recèlent le codage de ses traits. Car, après développement, aucune image
n’est réellement perceptible sur la plaque photographique. Vient alors la
procédure de restitution. Ce qui est présent dans la plaque et qui contient ces
schèmes d’interférences étranges, évoque une sorte d’« ébranlement »
proche de celui se produisant lors du jet d’une pierre dans une nappe d’eau
tranquille ; au point d’impact, celle-ci crée une brève déformation de la
surface de l’eau. On observe alors des vagues concentriques qui se propagent
dans toutes les directions. Ici dans le cas de l’hologramme, c’est plutôt un
grand nombre de rides circulaires et concentriques s’intersectant
mutuellement. La lumière, et qui plus est, un laser en tant que forme pure de
la lumière, peut aussi engendrer de tels patterns d’interférences. C’est en
projetant une émission de lumière (un faiseau laser) identique à celle utilisée
pour l’enregistrement à travers la plaque, qu’on révèle l’information codée.
De telle sorte que l’objet initial surgissant dans l’espace se met alors à
exister, presque au mépris de la logique pure. Si maintenant l’on place son
œil dans la direction de l’hologramme, on voit une pleine image 3-D de
l’objet initial et cela, quel que soit le point de vue ou l’angle adopté.
L’espace holographique reste non explicable pour la géométrie euclidienne
classique. On peut ainsi se promener autour d’un hologramme, l’observer
sous des angles différents.
Un des aspects remarquables de ce dernier consiste à ce que le schéma
d’interférence obtenu soit tel que, si l’on illumine convenablement la plaque
photographique par un rayon laser, chaque région de la plaque révèle la
totalité de l’image de l’objet photographié. Disons plus précisément que

48 Les deux faisceaux obtenus sont respectivement appelés « faisceau de référence » et
« faisceau objet ».
29
30
même si l’on éclaire seulement une petite partie de cette plaque, l’image
entière de l’objet photographié s’expose, certes de façon moins nette, avec
moins de détails et de raffinement et pas sous tous les points de vue
possibles. Chaque petite partie de l’hologramme contient l’ensemble des
informations enregistrées de l’objet photographié en trois dimensions. Même
si cette partie considérée est, de fait, très petite, il demeure une
correspondance étroite entre les parties d’un objet réel et les parties de
49l’image de cet objet inscrit sur la plaque . Tout comme chaque partie de
cette structure dépend du tout enregistré sur la plaque, Bohm considère alors
le monde observé, l’univers, en tant que réalité tangible de notre vie
quotidienne, en une sorte d’illusion ayant une structure littéralement
holographique.
Par analogie à l’holographie, mais sur une échelle beaucoup plus grande,
Bohm est convaincu que chaque partie de la réalité physique contient des
informations sur son ensemble. Pour lui, ce qu’on voit sur la plaque
holographique est simplement une version momentanée figée (frozen) de ce
qui se passe sur des échelles plus vastes à l’infini dans chaque paysage sur la
terre et dans chaque espace de l’univers. Il pousse ainsi la comparaison avec
l’hologramme très loin et son discours ne tourne plus seulement autour d’une
simple métaphore. Quand on regarde la plaque, on ne voit que des sortes
d’ondes tourbillonnantes et cela ne ressemble pas vraiment à quelque chose
de patent. L’hologramme non éclairé par le laser ne présente de fait aucune
espèce d’ordre. Mais c’est lorsque la lumière du laser se dirige sur lui, qu’on
s’aperçoit que les cercles concentriques sur la plaque holographique, n’ayant
aucune espèce de sens à priori jusque là, montre un objet reproduit en 3
dimensions. Cet état de chose signifie bien une sorte d’ordre, caché,
enveloppé (enfolded) jusque là dans les franges d’interférences, codé au sens

49 Les motifs d’interférence présents dans chaque région de la plaque, révèlent chaque partie
de la structure de l’objet. Et comme la lumière laser est dirigée sur toutes les parties de
l’hologramme, l’image entière est préservée. Le fait qu’elle soit plus « floue », n’enlève
aucune de ses composantes essentielles. Chaque point de l’hologramme condense la scène
entière qui a été photographiée. « Dans un hologramme physique, le moindre point de l’image
de l’hologramme contient la quasi-totalité de l’information de l’objet représenté. Non
seulement la partie est dans le tout, mais le tout est dans la partie. » Morin, E. (2005),
Introduction à la pensée complexe, Paris: Seuil, coll. « Essais », p. 100. Le « tout dans chaque
partie » d’un hologramme fournit sous une façon entièrement nouvelle la compréhension de
l’organisation et de l’ordre. Ce qui signifie que l’univers enregistrerait tous les événements et
que ceux-ci se répercuteraient en toutes ses parties (Christian Godin). Chaque point de la
structure holiste étant, à lui seul, toute la structure. On peut retrouver des traces de structure
holographique dans le domaine de la théorie du chaos et de la géométrie fractale. Dans le sens
où des systèmes non linéaires génèrent par des principes basiques (des règles déterministes ou
stochastiques) des structures auto-similaires imbriquées les unes dans les autres en différentes
échelles incarnant une sorte de tout. Tels les « objets fractals » créés par le mathématicien
franco-américain Benoît B. Mandelbrot (1924-2010) en 1974. Mandelbrot, B. (1982), The
Fractal Geometry of Nature, NewYork: W. H. Freeman & Company Ltd ; Les objets fractals.
Forme, chance et dimension, Flammarion, coll « Nouvelle bibliothèque scientifique », 1975.
30

31
propre et qui ne peut qu’être appelé implicite. De même se rend-on compte
qu’il y a au moins deux niveaux d’ordre : un qui subsiste dans la plaque sous
une forme cachée (impliquée ou implicite ou repliée) et un autre jaillissant
sous sa forme révélée (explicite), soit l’image perceptible en un mouvement
de lumière. Pour reconstruire cette image, on a en effet dû passer d’un ordre
implicite à un autre explicite. Cela va même plus loin. Les différents points
de vue adoptés par le spectateur lorsqu’il considère un hologramme,
instillent à celui-ci du mouvement et donc du temps. Comme si le
comportement de l’objet holographique correspondait à autant de temps
enfermés dans une totalité. Le credo de Bohm est que chaque chose est
« enveloppée » dans un ensemble plus vaste et que cet ensemble se déploie
finalement en toute chose. C’est très nettement l’expression d’un nouvel
ordre physique appelé ordre impliqué, sous-jacent. Un ordre plus profond
qui, par un mécanisme parfaitement causal impliquant des constituants
encore plus microscopiques, donne naissance à tous les objets et les
apparences de notre monde physique.


HOLOMOUVEMENT (HOLOMOVEMENT)
Le processus essentiel que Bohm veut décrire, n’est pas seulement un
mouvement s’effectuant dans l’espace-temps (comme la goutte d’encre),
mais un « processus constant de changement et de développement », où, en
fin de compte, des vagues formées sous une impulsion particulière, se
réunissent et se dilatent, générant la création de notre univers spatio-
temporel, son contenu, sa matière (planètes et étoiles). Impulsion nommée,
50en sa forme la plus générale, Holomovement (Holo-movement) .
Le terme holomouvement désigne une sorte de pulsation holistique où les
choses à la fois se déplient et s’enveloppent. La totalité de ce mouvement
d’enveloppement et de déroulement détermine l’ordre implicite. Selon ce
concept, une particule subatomique comme un électron n’est pas une chose,
un phénomène isolé, et ne peut être considérée, comme on le fait en
physique classique, en entité substantielle ou permanente dont on mesure par

50 Comme le précise Basil Hiley, longtemps collaborateur de Bohm et œuvrant avec lui au
Birkbeck College sur des problèmes fondamentaux de la physique théorique : « Il est
important de comprendre que lorsque nous utilisons le terme ‘holomovement’ nous ne faisons
pas seulement allusion à des objets en mouvement dans l’espace. Nous nous référons aux
ordres beaucoup plus subtils du changement, du développement et de l’évolution de toutes
sortes. Bohm (1976) illustre cette généralité en se référant au mouvement d’une symphonie.
Ici, il y a les notes individuelles qui sont portées par des molécules oscillantes d’air, mais le
mouvement de la symphonie ne peut pas être compris par le mouvement des molécules
d’air. » Hiley, B. J. « Process and the Implicate Order », op. cit., p. 6. Hiley fait référence au
livre de Bohm intitulé Fragmentation and Wholeness (1976). Bohm, D. (1976),
Fragmentation and Wholeness, Jerusalem: Van Leer Jerusalem Foundation, The Van Leer
Jerusalem Foundation series, p. 41.
31
32
exemple le trajet. Il est plutôt une entité dynamique très complexe : une
51totalité enveloppée dans l’ensemble de l’espace . Et quand cette particule
semble avoir disparu, elle n’est pas pour autant devenue non-existante, mais
simplement enveloppée dans l’ordre plus profond dont elle est issue, l’ordre
impliqué contenant en lui tous les possibles de l’ordre explicite. Cette
particule doit se comprendre comme manifestation de la dynamique sous-
jacente d’un (ou de l’) univers tout entier. De même les particules
élémentaires doivent être considérées non comme théoriquement « solides »,
en tant qu’objets spatialement séparés, mais plutôt en tant que processus se
dépliant hors de l’ordre implicite, en une sorte de désenfouissement, avant de
retourner à leur œuvre de repliement. Plus important est l’ordre implicite
face à l’explicite remplissant un « rôle secondaire » au sens où toutes ses
52qualités et propriétés dérivent de sa relation avec l’ordre implicite . Ces
deux opérations se produisent sans cesse dans l’univers entier. L’espace et le
temps sont de ce fait eux-mêmes processus émergent. Et il faut bien
imaginer une dynamique sub-spatiotemporelle comme niveau de base de
cette émergence. Une dynamique où les vraies trajectoires spatiotemporelles
de ces particules sont continuellement en déploiement dans l’ordre explicite,
visible, tangible, telle une apparence superficielle se trouvant en fait en
involution dans l’ordre implicite non spatiotemporel. « En d’autres termes,
la trajectoire [d’une particule] n’était plus pour lui que le faux-semblant
spatiotemporel d’un ordre algébrique sous-jacent » (Michel Bitbol).
Ainsi toutes les manifestations des formes de l’univers sont le résultat
d’innombrables reploiements et déploiements s’effectuant entre les deux
ordres. Ces manifestations s’originent dans la dynamique d’un
holomovement de l’ordre implicite qui se déploie dans l’ordre explicite et se
forme, devient tangible, à travers son déploiement. Supposons alors que
l’univers qui inclut la totalité de l’existence, contienne non seulement les
choses qui nous sont connues actuellement, mais aussi une grande variété de
champs indéterminés qui restent inconnus et qui, peut être, pour certains
d’entre eux le resteront effectivement, pour ce qui concerne leur totalité.
Ajoutons à cela que les qualités essentielles de tous ces champs à la fois
connaissables et inconnaissables (ceux du passé comme du futur) existent
seulement dans leur mouvement, là. Naît alors l’idée de cet Holomouvement
53
au caractère indéfinissable et immesurable auquel Bohm aime se reférer .

51
Fruehauf, H. (1993). « Cultivating the Flow. A Concept of Evolutive Well-Being
Integrating the Classic Traditions and Quantum Science ». In Classical Chinese Medicine.
Texte en ligne.
www.classicalchinesemedicine.org/2009/04/cultivating-the-flow-a-concept-of-evolutive-well-
being
52 Bohm, D. (1987). « Hidden variables and the implicate order ». In Quantum
Implications: Essays in Honour of David Bohm, David Peat and Basil J. Hiley, (eds.),
London: Routledge, p. 41.
53 Bohm, D. (2002), Wholeness and the Implicate Order, op. cit., p. 191 ; Bohm, D. & Hiley,
B. J. (1993), The Undivided Universe, op. cit., p. 357.
32
33
Le mot holo ancre l’idée de l’intégralité des choses engendrées en un
mouvement ininterrompu. Toutes les choses de l’expérience commune se
faisant, à leur tour, explicites en termes de formes surgissant de cet
54holomouvement . Ce qui apparaît en une forme constante est en quelque
sorte l’épanouissement d’un pattern stable et récurrent qui est constamment
renouvelé par désenfouissement, puis réenfoui ensuite dans l’implicite.
Quand le renouvellement cesse, la forme disparaît. « La notion de la
permanence d’une entité existante avec une identité donnée, qu’il s’agisse
d’une particule ou de quelque chose, est par conséquent au mieux une
55approximation tenable convenant seulement à quelques cas limites. » Il y a
ainsi continuellement un processus de projection et d’introjection entre ordre
implicite et ordre explicite ; les particules se trouvent continuellement en
déploiement dans l’ordre explicite, ou en involution dans l’ordre implicite
56(Simon Diner) .
Si l’on reprend ainsi l’image du modèle holographique (Holographic
Model) de la réalité, l’univers lui-même est un hologramme géant (The
Universe as a Hologram). Et c’est avec son dynamisme perpétuel qu’on
57obtient cet Holomouvement . Bohm préfère décrire l’univers sous la forme
d’un flux extrêmement riche et complexe dans lequel, en un certain sens,
chaque partie de l’écoulement contient la totalité du flux. Tout dans

54 Bohm, D. (1990). « A New Theory of the Relationship of Mind and Matter ». In
Philosophical Psychology, vol. 3, n° 2, p. 273 ; Bohm, D. (2002), Wholeness and the
Implicate Order, op. cit., p. 226. Dans un autre ouvrage encore, Bohm précise : « Ce qui est
impliqué ici, toutefois, c’est que même ce ‘nouveau tout’ se révélera lui-même comme un
aspect d’un autre ‘nouveau tout’ plus tard. L’holonomie ne doit pas être considérée comme le
but fixe et final de la recherche scientifique, mais plutôt comme un mouvement dans lequel
‘des nouveaux touts’ sont continuellement en train de se manifester. Et naturellement, ceci
implique encore que la loi totale du holomouvement indéfinissable et incommensurable
pourrait n’être jamais connue ou spécifiée ou mise en mots. Plutôt, une telle loi doit être
nécessairement considérée comme implicite. » Bohm, D. (1987), La Plénitude de l’univers,
trad. fr. de Tchalaï Unger, Monaco: Éditions du Rocher, coll. « L’Esprit et la matière »,
p. 160 et 167.
55 Bohm, D. & Hiley, B. J. (1993), The Undivided Universe, op. cit., p. 357.
56 Comme le dit le philosophe-mathématicien Guido Bacciagaluppi du Department of
Philosophy à l’University of Aberdeen, Bohm cherche ainsi dans une approche « à variables
cachées » (voir infra), à expliquer les phénomènes quantiques comme des effets d’équilibre
statistique de surface, sous-tendus par une théorie plus fondamentale, de façon fortement
analogue aux tentatives d’explication de la thermodynamique par la mécanique statistique.
Bacciagaluppi, G. (2013). « Une solution par la physique ? La décohérence ». In La
philosophie de la physique : d’aujourd’hui à demain, Soazig Le Bihan (dir.), Paris: Vuibert,
coll. « Philosophie des sciences », texte en ligne, p. 105.
http://www.philosciences.org/notices/document.php?id_document=2816
57 En particulier l’entropie des trous noirs est liée à l’idée puissante d’« holographie », qui
relie la physique de chaque région de l’univers à la physique de la surface qui l’englobe.
« The Cosmos as Hologramm » est un chapitre (section 2 de la première partie) du livre The
Holographic Universe (1991) de Michael C. Talbot (1953-1992) explorant les implications
métaphysiques qui sous-tendent la mécanique quantique. Talbot, M. (1991), The Holographic
Universe: The Revolutionary Theory of Reality, New York: Harper Collins.
33
34
l’univers fait partie d’un continuum. Dans l’Holomovement se retrouve la
propriété que chacune de ses parties contient l’ensemble. Chaque partie de
l’univers est liée à chaque autre partie, mais à des degrés divers. Le tout est
plié en chaque partie, et c’est pourquoi Bohm utilise le mot « impliqué »
pour cet ordre. Le mot implicare en latin signifiant replié à l’intérieur.


HOLOMOUVEMENT ET ORDRE IMPLICITE (OU IMPLIQUÉ)
Bohm propose, à partir de l’expérience de la gouttelette d’encre, une
théorie pour expliquer la composition de la matière physique et dévoiler les
forces qui agissent en elle. Développant ainsi une image de l’univers vu
comme interdépendance de toutes les choses de ce qu’il appelle l’ordre
implicite. « Les concepts quantiques impliquent que le monde agit plutôt
comme unité indivisible dans laquelle la nature intrinsèque de chaque partie
dépend à un certain degré de sa relation avec l’environnement. Ce n’est
cependant qu’au niveau microscopique (ou quantique) que l’unité indivisible
des différentes parties qui composent le monde produit des effets
58appréciables. » Cet ordre implicite, qui est au-delà du visible (dénommé
donc ordre explicite) dans le sens où les parties qui le composent sont
enfermées en lui, joue pour Bohm un rôle essentiel dans la dynamique
formative et peut, au reste, s’avérer compatible avec la cosmologie,
l’embryogenèse, la perception visuelle, la mémoire du cerveau, la prise de
décision et la phénoménologie. Dominé par ses aspects holistiques, l’ordre
implicite est conçu (tout comme l’holomouvement) en une totalité
ininterrompue de l’existence, dynamique, un mouvement fluide, indivis, sans
frontières, un flux permanent où les choses ne peuvent être distinguées les
59unes des autres (Undivided Wholeness in Flowing Movement) . Bohm
estime que notre conception des « choses » qui nous entourent et qu’on a
dans nos représentations du monde, est une abstraction qui nous aide
seulement à penser à leur sujet. Au lieu d’appeler les différents aspects de
cet Holomouvement, « choses », il considère ceux-ci comme des
« subtotalités relativement indépendantes » se trouvant à l’intérieur d’une
totalité encore plus vaste. Le mouvement de la partie est issu de la totalité, et
non l’inverse. Comme la totalité est irréductible, elle ne peut se réduire à des
parties. La preuve matérielle constituant les fondements qui conduisent à
postuler cet Holomouvement (et donc l’existence d’un ordre implicite et
d’un ordre explicite) provient principalement de l’interprétation de Bohm de
la physique, et de la théorie quantique en particulier. Le fait que la totalité

58 Bohm, D. (1951), Quantum Theory, Englewwod Cliffs: Dover Publications, p. iv. La vision
-33microscopique à laquelle il est fait ici allusion se situe à l’échelle 10 dite échelle de Planck,
là où la matière espace-temps apparaît sans arrêt parcourue de turbulences.
59 Piechocinska, B. (2004). « Wholeness as a Conceptual Foundation of Physical Theories »,
op. cit., p. 508.
34
35
soit supérieure à la somme de ses parties (complexité) doit en effet être pris
en compte dans toute tentative sérieuse d’aller au-delà de la théorie
60quantique . Telle est son idée fondamentale.
Au lieu d’adopter une attitude réductionniste consistant à considérer des
parties et à produire leur somme pour constituer un tout, il faut penser que le
mouvement observé dans les parties découle de la dynamique d’un Tout.
« Tout l’univers est en quelque sorte enfermé dans tout et chaque chose est
enveloppée dans l’ensemble. Cela implique que d’une certaine manière, et
dans une certaine mesure, il enveloppe tout ou ‘implique’ tout. » (David
Bohm). Cette totalité inconnaissable en perpétuel mouvement se manifeste à
la manière d’un hologramme (ce qu’il définit par Holomouvement), et se
retrouve en chacune des parties qui la composent ; celles-ci étant inséparables
61
de ce tout . Toutes ces parties, analogues à une image holographique, sont
aptes à rendre des perspectives différentes du tout. « Un ordre total est
62
contenu implicitement dans chaque région de l’espace et du temps » . Mais
63les « lois » de cet ordre impliqué les font jaillir dans le « monde manifesté » .


THÉORIE DES PLASMAS
L’ordre implicite, non manifesté, étendu à une réalité multidimensionnelle,
est plus vaste que l’explicite. L’approche traditionnelle de la nature, basée
sur l’idée de forces et d’objets en interaction, fait place à la vision d’un
monde de transformation et d’écoulement (David Peat). Cette réalité, est
comme un tout non séparé, incluant l’univers entier, avec tous ces
« champs » et « particules ». Bohm la voit telle une sorte de grand océan
gisant sous l’ordre explicite. Un océan d’énergie, impossible à discerner en
une seule fois, considéré comme matrice génératrice du manifesté.
Avant de théoriser les ordres implicite et explicite, Bohm veut d’abord
réaliser physiquement et mathématiquement comment un ensemble
d’« individus » ou d’éléments libres peut dégager des modèles de
comportement coordonné et organisé. La physique des plasmas (gaz ionisés)
est alors pour lui un sujet de recherche idéal et un outil heuristique lumineux
pour traiter ce point, notamment de façon philosophique. S’il postule plus
tard l’existence de mouvements collectifs implicites et cachés étant
décelables en des mouvements individuels donc explicites, il se pose déjà la
question, dans les années 1940, du surgissement d’un phénomène observable
(fait scientifique) qu’il voit dépendant d’ordres de mouvements collectifs
64dans des plasmas d’électrons, qu’il nomme « mers d’électrons vivantes » .

60 Ibidem.
61 Idem, p. 510.
62 Bohm, B. (1987), La Plénitude de l’univers, op. cit., p. 157.
63 Bohm, D. (2002), Wholeness and the Implicate Order, op. cit.
64 Il avoue avoir eu nettement le sentiment que cette mer d’électrons était « vivante ». Briggs,
J. & Peat, D. (1986), L’univers Miroir, Paris: Éditions Robert Laffont, p. 100.
35
36
Plasmas « classiques »
Un plasma est un gaz contenant à une très forte densité des électrons et des
ions (atomes ionisés donc électriquement chargés) positifs et où les électrons
65présentent plus ou moins la nature d’un organisme autorégulateur . Le
plasma a tendance à afficher deux aspects de particules qui se montrent alors
66à la fois collectives et individuelles . Tandis que dans un liquide basique, le
mouvement collectif émerge simplement parce que chaque particule
repousse ses voisines immédiates, dans le plasma, où de fortes collisions
entre particules se font rares, un mouvement organisé émerge de faibles
interactions électriques et d’effets thermiques aléatoires, lesquels finalement
interviennent très peu sur le déplacement de chaque particule. On observe
alors que chaque particule se déplace presque librement, bien qu’elle subisse
un changement progressif de sa vitesse. Ce changement est causé par les
67forces cumulatives et simultanées produites par d’autres particules . Tout se
passe alors comme si toutes ces particules individuelles apparaissaient
grandement corrélées entre elles et offraient à la fois l’apparence d’un tout
organique et d’un système dynamique. De plus, le plasma s’autorégénère
sans arrêt et s’isole lui-même, en une sorte de gaine, de toutes les impuretés
68extérieures . En définitive, de nombreuses particules se déplacent à
l’unisson, en un mouvement organisé, comme subissant une impulsion,
créant ainsi une réaction dans la charge environnante : ce qui piège les
particules et les maintient ensemble. Les plasmas deviennent une expression
du mouvement collectif d’électrons, ceux-ci ayant été comme « arrachés »
des atomes et composant ce qu’on appelle des ions. Ces électrons ne se
comportent pas comme des particules individuelles séparées, mais plutôt
comme partie d’un ensemble plus vaste, et organisé, comme si un processus
organique orchestrait leur comportement collectif. Ils figurent une sorte de
milieu autonome qui détermine ses propres conditions et comporte ses
mouvements propres, auto-déterminés, qui prennent la forme d’un
mouvement collectif aléatoire mais toujours organisé sous forme
d’oscillations stationnaires permanentes. Celles-ci semblent se poursuivre
indéfiniment en un flux continu de faible amplitude qu’on peut décrire
mathématiquement par des équations non linéaires.

65 Irving Langmuir (1881-1957) physicien et chimiste américain du General Electric Research
Laboratories (GE Research Lab) à Schenectady (New-York) crée ce nom de plasma en 1928.
66
Bohm, D. & Pines, D. (1953). « A Collective Description of-Electron Interactions: III.
Coulomb Interactions in a Degenerate Electron Gas ». In Physical Review, vol. 92, n° 3,
p. 609.
67 Bohm, D. & Gross, E. P. (1949). « Theory of Plasma Oscillations. A. Origin of Medium-
Like Behavior ». In Physical Review, vol. 75, n° 12, p. 1852. Cf aussi Kojevnikov, A. (2002).
« David Bohm and Collective Movement ». In Historical Studies in the Physical and
Biological Sciences, vol. 33, n° 1, p. 178.
68 Hiley, B. J. & Peat, D. (1987). « General introduction: the development of David Bohm’s
ideas from the plasma to the implicate order ». In Quantum Implications: Essays in Honour of
David Bohm, op. cit., p. 3.
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