Qu’est ce que le temps ? par Étienne KLEIN

Lorsqu’on veux expliquer le temps, il y a trois types de facilités à éviter :

  1. celle des philosophes : c’est ce qu’en dit tel grand penseur ;
  2. celle des ingénieurs : c’est la variable t des équations ;
  3. celle de tout un chacun : c’est ce qu’indique nos montres…

Premier obstacle lié au langage

Lorsqu’on cherche à éviter ces pièges, on se heurte à des difficultés liées à notre impossibilité de dire ce qu’est le temps. La plupart des définitions sont des métaphores ou des tautologies (on définit le temps en utilisant la notion de temps). Toutes les expressions quotidiennes utilisant le mot « temps » l’utilisent à mauvais escient. Par exemple, « je n’ai pas le temps » » veut dire que la durée nécessaire à faire une chose est insuffisante. Le terme « durée » est donc dans ce cas mieux adapté. Il va falloir trouver autre chose que le langage pour définir ce qu’est le temps. En fait, nous parlons du temps comme Galilée le faisait en 1604, en ignorant tous les progrès de la physique depuis.

Le temps est peut-être une fonction : celle qui vise à renouveler l’instant présent. C’est une sorte de prison à roulettes (on est prisonnier du présent, mais ce présent avance). La question est de savoir qui pousse ? Étienne KLEIN.

Deuxième difficulté : Surdétermination de la pensée par le langage

Le langage ne nous permet pas de définir le temps, mais cela nous empêche pas d’être éloquent. Le seul fait d’avoir substantivé le temps (avoir inventé le mot temps) nous conduit sans doute à des biais cognitifs qui nous empêchent aujourd’hui de le saisir. Par exemple : que veut on dire par « le temps passe » ? On pense que c’est évident en raison de la succession apparente de trois moments (le présent, le passé et le futur). Or, seul ces moments passent. Le temps, quant à lui, assure sa fonction : faire en sorte que ces trois moments se succèdent. La fonction du temps ne cesse donc jamais. Et, à cet égard, le temps ne passe pas. La seule chose dans l’Univers qui ne passe pas est donc le temps et pourtant nous n’arrêtons pas de dire que le temps passe. Cette erreur est liée à la confusion entre la chose et sa fonction : par exemple, dire qu’un chemin chemine est une erreur. Il permet à des promeneurs de cheminer, mais il ne chemine pas lui-même.

Un gène du langage diffère chez l'homme et la femme
Le piège du langage

Troisième difficulté : le piège des analogies ou les métaphores

Héraclite utilisait la métaphore du fleuve. Le temps serait comme le fleuve vis à vis de ses berges : il s’écoule. On finit par attribuer au temps les caractéristiques du fleuve et on emporte alors des « a priori clandestins » : on colle inconsciemment au temps des caractéristiques du fleuve. Par exemple, cela nous conduit à dire que le « temps coule de plus en plus vite ». Ainsi le temps aurait une vitesse ! Or la vitesse est une dérivée de la position par rapport au temps ! On tourne donc en rond. Le fleuve s’écoule par rapport à ses berges qui sont fixes. Mais par rapport à quoi s’écoulerait le temps ? Quel serait les berges du temps ?

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La métaphore du fleuve d’Héraclite

Quatrième difficulté : notre façon de parler du temps lui confère des caractéristiques qu’il n’a pas.

La vision d’évènements périodiques, nous conduit à dire que le temps se répète. Voir l’accélération des inventions technologiques, nous conduit à dire que le temps s’accélère. Notre langage confond le temps et les phénomènes qu’il contient.

Histoire du temps

1604 : Galilée et la chute des corps

Il fait intervenir pour la première fois, le paramètre t dans ses équations de la chute des corps.

1687 : Newton et les Principia

Dans les Philosophiae naturalis principia mathematica, il introduit également le paramètre t en précisant qui s’écoulerait de manière uniforme du passé vers l’avenir: une sorte de fil à une seule dimension et orienté (du passé vers le futur).

Pourquoi le temps ne serait-il pas un cercle ? Cela supposerait qu’après notre mort, nous renaissions dans les mêmes conditions. Vivons-nous toujours la même chose dans un temps cyclique ? Est-ce que nous reconnaissons que nous sommes déjà passé par là ? Si tel est le cas, on ne vit pas la même chose puisque nous vivons une répétition dont nous avons conscience et pas une découverte, comme ce fut le cas au premier cycle. Si tel n’est pas le cas, on redémarre, sans mémoire du passé, sans conscience du déjà vécu. Il est donc, dans les deux cas, impossible de revivre la même chose avec la conscience de le faire. Le temps est donc linéaire sans boucle.

1646 : Leibnitz et le principe de causalité.

Tout phénomène est l’effet d’une cause qui le précède. donc la cause du phénomène est antérieure au phénomène. Depuis, il est entendu que toute définition du temps doit intégrée ce principe qui conduit à inaltérabilité du passé. En d’autres termes, si une chose s’est passée, il deviendra éternellement vraie qu’elle s’est effectivement passée. Descartes disait :  » il y a une chose que Dieu ne peut pas faire, c’est modifier le passé ». Dans le cas d’un temps cyclique, un phénomène pourrait avoir un effet sur sa propre cause, voire l’annuler (paradoxe de l’enfant qui empêcherait ses parents de se rencontrer). Le principe de causalité induit le fait que l’on ne peut pas passer deux fois par le même instant. Il suppose que le temps est linéaire et est orienté vers le futur. Il permet les phénomènes cycliques (les mêmes causes ont les mêmes effets). Le fait qu’il y ait des phénomènes cycliques (le lever du soleil) est la preuve que le temps est linéaire.

XXème siècle et ses deux révolutions (relativité et physique quantique)

Relativité restreinte

Pour Einstein, l’espace et le temps ne sont pas séparés. Pour le savant allemand, le temps est également relatif : il dépend de la vitesse de l’observateur. L’idée de simultanéité est morte. L’observateur A appuie sur le bouton allumant simultanément les deux lampes. L’observateur C (qui se déplace de gauche à droite) verra la lampe 2 s’allumer en premier et le B (qui se déplace en sens inverse) la lampe 1 ! Seul verra la simultanéité.

Le temps existe t-il ? | La Science Pour Tous
Relativité et simultanéité

Le principe de causalité interdit, dans le relativité restreinte, à un objet d’aller plus vite que la lumière.

Mécanique quantique

Elle décrit le comportement des petits objets (atomes, particules…). La relativité, quant à elle, décrit les objets rapides (photons). Or il existe, dans le rayonnement cosmique par exemple, des objets à la fois très petits et qui se déplacent très vite. Aussi est-il née, à la fin des années 20, l’idée de marier les deux théories.

Paul DIRAC, en 1928, a donné une équation donnant l’énergie d’un électron (rapide et petit) dans un atome d’hydrogène et qui intègre les deux théories. En 1929, il a étudié des phénomènes étranges : l’apparition de particules, leur vie, puis leur désintégration. En réfléchissant à l’expérience d’Einstein (des lampes ci-dessus), il s’est aperçu qu’un observateur en mouvement verrait la disparition de la particule avant sa naissance ! Son équation ne respectait donc pas le principe de causalité. Il la trafiqua et trouva des solutions nouvelles et très étranges. Le principe serait sauvé en introduisant des particules à énergie négative (masse négative à vitesse nulle) ! Ce qui paraissait impossible. En 1931, DIRAC comprit que ce type de particule (à énergie négative) remonterait le cours du temps ! Ou alors, il s’agirait d’anti-matière. Il pencha pour la seconde solution et prédit l’existence d’anti-particules, comme le positron (anti-matière de l’électron). Il publia ses conclusions qui déchainèrent les foudres de la communauté scientifique. En 1931, Anderson détecta le positron, sauvant du même coup le principe de causalité, interdisant du même coup la remontée le temps.

Il existe donc quelque chose dans lequel on ne peut pas voyager, c’est le temps. Voilà la meilleure définition. Le temps est une prison. Mais quel est le moteur du temps ?

L’avenir est-il ouvert ? Demain existe-t-il déjà ou le futur est-il créé au fur et à mesure ?

Les partisans de de la relativité restreinte : la vraie structure, c’est l’espace-temps, un bloc rigide dans lequel le temps n’est pas orienté. Le temps n’existe pas, c’est une illusion que nous fabriquons, comme un voyageur d’un train fabrique le déplacement du paysage à travers la fenêtre. Le futur existe déjà et nous suivons des lignes d’Univers dans un espace-temps qui existerait de toute éternité (le passé et le futur seraient en permanence présents) ! C’est nous, en temps qu’observateur dans un train, qui nous donnerions l’impression que le temps défile ! Le temps serait un produit de notre subjectivité.

Les partisans du présentisme. L’avenir est fabriqué en permanence. L’Univers se recrée en permanence en fonction des évènements qui ont lieu dans le présent, au fur et à mesure de l’écoulement du temps. La question reste-entière alors : qui pousse la prison à roulettes ?