Le physicien et la mort

                                                  Le physicien et la mort

Je commencerai par une première constatation : on rechigne à parler de mort en physique. On évite le mot, et la raison n’en est nullement que les physiciens sont plus ou moins superstitieux que le reste des mortels.

Dans le domaine de l’infiniment petit, une particule ne meurt pas, elle se désintègre. Par exemple, au bout d’un temps très court après sa création (très court de notre point de vue), le pion se convertit en muon et neutrino, ce qu’on écrit par une équation :

Pion  ⇒   muon  +  neutrino

Ce processus a demandé beaucoup de réflexions avant d’être élucidé, car si le pion et le muon se détectent assez directement, le neutrino est une particule invisible qui s’échappe sans laisser de trace. Alors comment savoir qu’il a été effectivement produit ? Le seul indice de sa présence éphémère est une fuite d’énergie, l’énergie portée par le seul muon n’épuisant pas toute celle offerte par le pion initial. Or la physique stipule la conservation de l’énergie dans tous les processus physiques. C’est une règle sacrée qui a toujours été vérifiée. La preuve peut donc sembler indirecte, mais on sait aujourd’hui que l’hypothèse est exacte et la détection du neutrino l’a amplement confirmée.

Un argument pour nier la mort des particules est de dire qu’elles ne vieillissent pas. En effet, tant qu’elles existent, elles portent leurs nombres quantiques intacts. Puis elles disparaissent, soudain, pour engendrer d’autres particules, d’ailleurs choisies dans un jeu limité d’objets par des règles de conservation très strictes.

Prenons un nouvel exemple tiré de la physique nucléaire, celui d’un noyau atomique instable, on parle alors de transmutation. Le carbone 14 devient azote 14. A un certain instant, un noyau de carbone existe, à un instant ultérieur, il est devenu azote. Si l’on considère une source radioactive, c’est-à-dire un échantillon composé d’un grand nombre de noyaux de carbone 14, alors la situation est un peu différente de celle observée pour une particule unique. L’échantillon peu à peu se transforme : les noyaux se convertissent les uns après les autres de l’état carbone à l’état azote. En quelque sorte l’échantillon vieillit, du moins il évolue et l’ensemble carbone s’appauvrit tandis que l’ensemble azote s’enrichit. Peut-on dire que la source est morte quand tous les noyaux de carbone ont disparu, ce qui est réalisé après un temps indéfini, a priori infini puisqu’une décroissance radioactive de type exponentiel n’atteint zéro qu’asymptotiquement?

Cet exemple nous amène à un autre aspect possible d’une approche scientifique de la mort, l’analyse statistique.

Dans le cas de l’échantillon radioactif, un atome change de nature selon une loi statistique bien définie. On connaît à l’avance l’évolution globale de l’échantillon, mais jamais on ne saura à l’avance si un atome choisi en particulier disparaîtra dans les 10 prochaines secondes. De même, les probabilités aident à analyser l’évolution d’une population. Le nombre de décès parmi les habitants d’un pays suit des modèles statistiques relativement contraints. Des tables existent qui donnent précisément la probabilité des différents types de  décès. Il y a six mille morts sur les routes chaque année en France. Certaines vies cessent absurdement, mais statistiquement, leurs fins se comptabilisent suivant des courbes gaussiennes aux propriétés bien connues. Le phénomène est imprévisible pour une particule ou un individu, mais prévisible pour un échantillon ou une population. Il existe pourtant une grande différence avec l’échantillon radioactif : une population peut croître et rajeunir. Mais l’argument est surmontable, car il existe des sources radioactives à deux corps, la quantité du corps intermédiaire augmente dans un premier temps, même si on sait qu’asymptotiquement il décroîtra, tout comme l’humanité.

Cette évolution progressive, illustrée par celle de l’échantillon radioactif, est à rapprocher de la situation discutée par Marcel Proust, quand il écrit : « … depuis mon enfance j’étais déjà mort bien des fois. Pour prendre la période la moins ancienne, n’avais-je pas tenu à Albertine plus qu’à ma vie ? Or je ne l’aimais plus, j’étais, non plus l’être qui l’aimait, mais un être différent qui ne l’aimait pas, j’avais cessé de l’aimer quand j’étais devenu un autre. Or je ne souffrais pas d’être devenu cet autre, de ne plus aimer Albertine ; et certes ne plus avoir un jour un corps ne pouvait me paraître en aucune façon quelque chose de plus triste que m’avait paru jadis de ne plus aimer un jour Albertine. Et pourtant, combien cela m’était égal maintenant de ne plus l’aimer. Ces morts successives, si redoutées du moi qu’elles devaient anéantir, si indifférentes, si douces une fois accomplies, et quand celui qui les craignait n’était plus là pour les sentir, m’avaient depuis quelques temps fait comprendre combien il serait peu sage de m’effrayer de la mort. Or c’était maintenant qu’elle m’était depuis peu devenue indifférente, que je recommençais de nouveau à la craindre, sous une autre forme, il est vrai, non pas pour moi, mais pour mon livre. »

La mort des moi successifs, comme la décroissance d’un échantillon radioactif, ne me semble pourtant pas répondre aux critères de la Mort avec un grand M, et Proust lui-même ne se leurre pas complètement. La méthode statistique ne donne qu’un renseignement très superficiel. La mort n’est pas un phénomène progressif, c’est, pour utiliser le langage mathématique, un point singulier d’une existence.

Du côté de l’infiniment grand, une étoile est aussi sujette à une espérance de vie limitée, cinq à dix milliards d’années en moyenne. On parle dans ce cas d’explosion  de l’astre qui peut résulter en une supernova. Quant à l’Univers dans son entier, l’état final hésite entre le Big Crunch et le Big Rip.

Donc, pas de mort en physique, seulement une fin d’un état qui se convertit spontanément en un état différent, relié au premier par des lois de conservation. La notion de mort semble ne s’introduire qu’avec la cellule, c’est-à-dire quand on aborde le domaine de la biologie. Pour qu’il y ait mort, il faut partir d’un état vivant. Mais qu’est-ce que la vie? Est-ce le mouvement ? Bien sûr que non, la Lune qui tourne autour de la Terre ne vit pas. Alors, la vie serait attachée à la possibilité de reproduction ? On parle d’auto-réplication. Mais on dit d’un être dans le coma qu’il vit encore. Notons que dans les rencontres d’astrophysique, on s’intéresse de plus en plus à la recherche de signes de vie extraterrestre, mais cette appellation recouvre une forme de vie bien modeste, qui apparaît sous l’aspect de biomarqueurs très simples, tel le CO2, et qui n’offrent guère de dimension émotionnelle bien forte.

La vie est une notion très difficile à définir et Bichat nous dit : «  La vie est ce qui résiste à la mort. »

Mais alors, si la vie s’explique par la mort qui n’a de sens que pour le vivant, nous tombons sur un argument circulaire.

Quelle est donc la grande différence entre la fin d’une particule et la mort d’un être vivant ? Un élément de réponse me semble provenir du fait que, dans le phénomène de désintégration, il existe un « avant », la particule initiale, et un « après » bien déterminé. Cet « après » n’est pas complètement contraint tant que la désintégration n’a pas eu lieu. Pour une particule donnée, il existe un choix entre divers modes de désintégration. Mais ce choix est limité à un jeu de nouvelles particules dont la seule liberté consiste à se partager une énergie fixe. Par exemple le pion disparaît pour donner un muon et un neutrino dans 99,99% des cas. L’état engendré par la désintégration est d’ailleurs plus « intéressant » que l’état initial puisqu’on recueille deux particules aux propriétés plus riches que celles de la particule initiale. De même le carbone 14 donne non seulement l’azote 14, mais aussi un électron et un neutrino. Une supernova, qui signe la mort d’une étoile ensemence l’univers d’éléments lourds à l’origine de la formation des planètes et donc de l’apparition de la vie.

Dans une transformation de physique, il y a donc un « avant » et un « après », que l’observateur, qui reste extérieur au phénomène, peut analyser à sa guise. Le sociologue, lui aussi, analyse l’évolution d’une population avant et après les morts individuelles, accidents de la route ou suicides ou maladies. Le physicien ou le sociologue restent en dehors du processus. Leur rôle se cantonne à celui d’observateurs non impliqués. Un petit commentaire peut être inséré ici. En mécanique quantique, on sait que l’observateur participe au processus de la mesure, il influence le résultat par le fait même d’observer. Dans une population, on a constaté que la probabilité de mourir quelques jours avant la célébration d’un anniversaire diminue, pour augmenter dans la même proportion après la fête et reprendre la courbe moyenne normale ensuite. La psychologie semble jouer un rôle similaire à l’opération de mesure en mécanique quantique sans qu’on puisse aller au-delà dans le rapprochement.

Essayons de calquer le résultat de la désintégration du pion au phénomène de la mort. Si l’on voulait écrire une équation, on obtiendrait :

Corps vivant  ⇒   cadavre  +  ?

Le point d’interrogation résume notre ignorance. Car la mort résulte, semble-t-il, en une perte, mais perte de quoi?

Qu’il manque quelque chose, et que le corps ne constitue pas tout l’être vivant, Proust nous le dit : « C’est dans la maladie que nous nous rendons compte que nous ne vivons pas seuls mais enchaînés à un être d’un règne différent, dont des abîmes nous séparent, qui ne nous connaît pas et duquel il est impossible de nous faire comprendre : notre corps. »

Très clairement, Proust est d’avis que notre corps ne restitue pas la totalité de notre être. Et, pendant l’agonie de sa grand-mère, il demande, dans un cri désespéré : « Mais si ce n’était plus qu’une bête qui remuait là, ma grand-mère où était-elle ? »

Le corps n’est donc qu’une partie de l’être vivant, ce qui justifie notre équation qui ne résout rien, car l’état final n’est pas complètement défini. La mort lâche bien derrière elle un cadavre, mais c’est un objet infiniment moins riche que le corps vivant qui a cessé d’être. « Et le reste est silence » selon la forte parole d’Hamlet. La partie spirituelle qui caractérisait le vivant n’est plus objet d’analyse, elle nous échappe, soit que, pour les agnostiques il ne reste rien d’autre, « Et le reste est vide », soit que l’âme se soit évadée dans un au-delà inaccessible « Et le reste est absent. »

Cette part manquante, je l’appellerai la part de l’incompréhensible.

L’Univers est certes intelligible. Selon la phrase souvent citée d’Einstein, « La chose la plus incompréhensible de ce monde est que le monde soit compréhensible. » Mais le monde est-il entièrement compréhensible ? Il est assez raisonnable de penser qu’il existe une part du réel qui demeurera inaccessible à notre intelligence, malgré tous les progrès scientifiques à venir. Comme la rétine de l’œil qui n’est sensible qu’à une faible partie du spectre électromagnétique, l’intelligence ne serait sensible qu’à une partie des mystères de la nature. En mathématiques, on parle de recouvrement entre deux ensembles, et il ne me semble pas évident que réel et intelligible se superposent exactement. Un recouvrement complet entre la capacité du cerveau humain et l’ensemble des mystères de l’univers donnerait au principe anthropique un argument très fort. Si nous ne l’acceptons pas, alors la mort pourrait être le point de rupture où deux ensembles divergent, elle communique avec l’incompréhensible.

L’équation de la mort a donc un peu évolué. Elle s’écrit :

Corps vivant  ⇒   cadavre  +  incompréhensible

Remplacer un point d’interrogation par la parole incompréhensible ne semble pas un progrès évident. Mais cela ouvre des perspectives, car l’équation est maintenant bien proche de celle formulant la désintégration du pion, telle qu’on pouvait l’écrire avant 1930, quand on constatait une perte d’énergie inexpliquée et mystérieuse. Certains ne mettaient-ils pas en question la conservation de l’énergie, hypothèse qui, dans notre cas, reviendrait à identifier être vivant et cadavre ? Or, les partisans d’une violation d’énergie avaient tort.

Quelque chose fuit au moment de la mort sans laisser de trace. De même, les désintégrations impliquant un neutrino étaient incompréhensibles avant 1930, et Pauli s’excusait d’avoir inventé une particule qui ne serait jamais détectée expérimentalement. Sa crainte a été infirmée et trois Prix Nobel ont jalonné les progrès de la physique des neutrinos.

Alors ce qui manque au moment de la mort, l’appellera-t-on esprit ou âme ? Peut-être, après tout, cette partie qui disparaît sera un jour sujet d’expérimentation, comme suggéré dans un roman qui identifie précisément l’âme à une construction de neutrinos se libérant à l’instant final. L’identification est facile pour un physicien des particules. Sans aller jusque là, en physique des particules, on met souvent des limites supérieures à l’existence d’un phénomène hypothétique. De même on pourrait imaginer des tests donnant lieu à des effets physiques sensibles. Mais qui oserait tenter de telles mesures ?

J’aimerais, pour finir, introduire un nouveau paramètre, utile dans ces considérations : le temps. On sait qu’il est réversible dans le monde microscopique, alors qu’il est irréversible à notre échelle. C’est un paramètre hautement capricieux et un philosophe a dit à son propos : « Le concept de temps pourrait être la conséquence de la conscience qu’on a de notre mortalité. »

Donc la mort pourrait être un ingrédient externe de la physique, donnant au temps sa flèche, c’est-à-dire sa direction toujours orientée dans un sens unique. Sans la mort, il n’y aurait plus de passage du temps, le monde deviendrait alors statique et sans histoire. On sait aujourd’hui qu’au niveau de l’Univers, le temps supposé cyclique chez les Anciens, acquiert grâce au Big Bang une évolution où passé et futur sont bien définis.

Il faut bien avouer que toutes ces considérations d’analyse scientifique de la mort aboutissent à un cul-de-sac. Alors, je préfère revenir à Proust : « … il en est de la vieillesse comme de la mort. Quelques-uns les affrontent avec indifférence, non parce qu’ils ont plus de courage mais parce qu’ils ont moins d’imagination. »

Or, de son côté, Roger Martin du Gard écrit : « Un astronome habitué à vivre en pensée dans les espaces intersidéraux doit avoir moins de mal qu’un autre à mourir. »

En confrontant les deux extraits, on en conclut qu’un astronome, et plus généralement un scientifique, doit posséder peu d’imagination. Ou peut-être, l’essentiel de son imagination étant consacrée aux objets de sa recherche, il lui en reste trop peu pour penser à la mort. Ceci expliquerait pourquoi ces réflexions resteront sans conclusion.

François VANNUCCI

Bulletin Interactif du Centre International de Recherches et Études Transdisciplinaires n° 19 - Juillet 2007