Mesurer pour mesurer: une histoire musicale des sciences
Thomas Levenson
Simon et Schuster
La science et la musique ont besoin d'instruments. À partir de ce dénominateur commun, Thomas Levenson tisse une fascinante tapisserie, un panorama coloré d’évolution scientifique et musicale sur trois millénaires, allant de Pythagore aux ateliers des alchimistes, en passant par Yo Yo Ma et le Media Lab du MIT. Malgré sa portée, il ne s’agit pas d’un tome sec d’intérêt purement académique; il regorge d'histoires merveilleuses, d'esquisses biographiques et de comptes rendus sur le fonctionnement des choses. Levenson est tellement curieux et enthousiaste au sujet de ses sujets qu'il excite l'intérêt du lecteur, qu'il nous dise comment Ktesibios d'Alexandrie a construit le premier orgue autour de 270 ans avant Jésus-Christ. si puissant soit-il, ne sera jamais capable de prédire la météo au-delà du mois prochain.
C'est une histoire éclectique, plus subjective que exhaustive, visant davantage à montrer comment les scientifiques et les compositeurs envisagent leurs activités que de cataloguer leurs œuvres. Il est rempli d’anecdotes, de détails obscurs, de digressions curieuses, qui donnent une idée de la façon dont l’histoire se passe réellement. Par exemple, nous apprenons de l'histoire des lunettes que "Pétrarque a acquis son couple au cours de la dernière décennie de sa vie, au milieu des années 1360". Mais les hommes de science du XIVe siècle, voués à révéler Dieu par l'observation de la nature, étaient méfiants: "Parfois, avec des lentilles mal faites, les lunettes déformaient les formes ou changeaient les couleurs qu'un œil nu détecterait. La conclusion était évidente: les lunettes trompent l'œil et dégrade la fonction centrale de la vision - de voir directement la vérité. Une telle supercherie appartenait aux prestidigitateurs, et non à ceux qui devaient tracer l'évidence du divin par la science. "
L’utilisation de la science pour connaître l’ordre véritable ou divin des choses peut être attribuée à Pythagore au VIe siècle av. J.-C. "La découverte qui transperça les Pythagoriciens fut que l’octave et d’autres intervalles qui, comme l’octave, sonnaient harmonieux et lisses Pythagore était crédité dans l'Antiquité d'avoir compris qu'il existait un lien profond entre les mathématiques, les chiffres et le son: il découvrit que les intervalles fondamentaux de la musique étaient créés par les rapports parfaits des longueurs de cordes ou de tuyaux utilisé pour générer les notes. " Dans cette observation, les Grecs ont vu un univers décrivant les mouvements ordonnés des planètes en nombres qui sont devenus "la musique des sphères". "Les Pythagoriciens n'étaient pas des scientifiques; ils recherchaient la magie en nombre", écrit Levenson. "Mais quand même, c'est ici que commence la science."
Avant d’apparaître sous sa forme moderne, la science était façonnée par la philosophie d’Aristote, les règles occultes de l’alchimie et l’autorité de l’église. Levenson voit la science moderne émerger au milieu du XIIIe siècle, à Paris, où un franciscain formé à Oxford, Roger Bacon, postulait que les questions sur la nature pouvaient être résolues par l'observation, pas seulement par le recours à la Bible. Si l'on voulait savoir, par exemple, si les deux parties d'une plante greffée conservent leurs âmes individuelles, on pourrait en conclure qu'elles le font en regardant les fruits qu'elles portent. "L'inspiration de Bacon était de reconnaître que la connaissance de Dieu pouvait être trouvée dans le livre de la nature", écrit Levenson.
Bacon a étudié l'optique et fabriqué de petites lentilles grossissantes en gouttelettes de verre, mais il a fallu plusieurs siècles avant que le télescope de Galilée et le microscope de Leeuwenhoek ne brisent les anciennes méthodes de vision. Alors que l'utilisation du télescope par Galilée pour trouver de nouveaux faits dans la nature atténuait les foudres de l'église à Rome, Leeuwenhoek naquit dans les Pays-Bas plus tolérants la même année (1632) que l'Inquisition jugea et condamna Galilée.
Les investigations de Leeuwenhoek sur le monde microscopique invisible ont redéfini la nature de la vérité. "L'œil médiéval, l'œil de Roger Bacon, était passif", écrit Levenson. "Bacon a regardé ce qui se passait devant ses yeux et s'est arrêté quand il en avait vu assez pour reconnaître la main de Dieu dans la nature." Leeuwenhoek est devenu un expérimentateur et un observateur, entrant activement dans le monde exposé par son instrument.
Avec Isaac Newton, la recherche scientifique de l'ordre dans la nature a atteint de nouveaux sommets. Avec un ensemble de lois de la nature exprimées mathématiquement, Newton pourrait explorer l'univers et espérer voir le dessein de Dieu, la "cause première". Mais, comme le fait remarquer Levenson, le dieu de Newton se trouvait dans la nature et ses lois, et non à travers elles, et cela entraîna un changement profond dans la science elle-même: "Les hommes du moyen âge pouvaient s'arrêter quand ils avaient atteint leur but, Ils en ont assez vu. Les scientifiques modernes n’ont pas cette chance; [cette science] [...] les oblige à continuer de rechercher de nouvelles preuves qui confirmeraient ou réfuteraient leurs idées [...] sans fin en vue ".
Newton et ses contemporains avaient mis au point une méthode de connaissance de la nature qui semblait élégante et sûre. En musique, ce sens de l’ordre a été perfectionné dans les œuvres de Jean-Sébastien Bach. Mais tout comme le 19ème siècle allait remplacer l’ordre sublime de Bach par les harmonies et les discordes conflictuelles de Beethoven, la certitude de l’ordre de Newton allait céder le pas à une nouvelle mathématique et science de l’incertitude, de la théorie quantique et du chaos.
La portée du changement est montrée par Levenson dans deux anecdotes révélatrices. Au début du XIXe siècle, l'astronome français Pierre Simon de Laplace avait prédit que la science "embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l'univers et ceux de l'atome le plus léger". Et quand Napoléon lui demanda pourquoi il avait laissé Dieu en dehors de ses équations, Laplace répondit: "Je n'ai pas besoin de cette hypothèse." Mais à la fin du siècle, le mathématicien français Henri Poincaré conclurait: "Non seulement la science ne peut pas nous apprendre la nature des choses, mais rien n’est capable de nous l’enseigner, et si un dieu le savait, il ne pourrait pas trouver la des mots pour l'exprimer. "
Poincaré avait gagné le droit de dire cela, en quelque sorte, en prouvant mathématiquement que les équations de Newton pour le mouvement planétaire, alors qu'elles travaillaient pour Earth and Moon (qui était aussi loin que Newton les avait prises), ne pourraient jamais fonctionner même pour trois corps célestes. seul l'ensemble du système planétaire. "Nous ne pouvons pas connaître tous les faits", a expliqué Poincaré, "et il est nécessaire de choisir ceux qui méritent d'être connus."
Les scientifiques et les compositeurs de musique, dit Levenson, sont toujours engagés dans la recherche pythagorienne d'un ordre abstrait - qu'il soit découvert scientifiquement dans la nature ou inventé par l'esprit du compositeur. Il semble y avoir une grande différence entre ces types d’ordre, entre découverte et invention, réalité et imagination, vérité et beauté. Mais le cœur de l'histoire de Levenson est l'érosion lente et constante, depuis Newton, de cette distinction claire.
Les mots de Poincaré ont rapidement été suivis par une reconnaissance parmi les physiciens et les philosophes de ce siècle que les secrets de la nature n'étaient disponibles que de manière sélective et subjective. La relativité d'Einstein lie la connaissance à la perspective particulière de l'observateur. Le principe d'incertitude de Heisenberg a montré que l'on ne pouvait jamais connaître à la fois la position et la vitesse d'une particule atomique, car en mesurant l'une, on altérait l'autre. De même, il a été constaté que la lumière apparaissait comme une onde ou une particule en fonction de la façon dont elle était mesurée.
Tout cela, suggère Levenson, était implicite dans les premiers triomphes de Galilée et de Leeuwenhoek. "Les télescopes et les microscopes", écrit-il, "ne prolongent pas simplement la vue humaine. Ils la rétrécissent, en limitant le champ de vision. Leeuwenhoek, plissant les yeux sur les microbes nageant dans l'eau à Berkelse Même, pourrait voir une ville en une seule goutte, mais pas l'étang lui-même. "
En fin de compte, ce type d’observation conduit à un point de fuite, le point où nous ne pouvons pas tout savoir et devons choisir ce qui vaut la peine d’être connu. Et ici, Levenson voit le lien le plus profond entre la science et la musique. L'épreuve d'un morceau de musique est sa beauté. dans un univers où la vérité dépend de notre choix de faits, cela peut aussi être le meilleur test d'une théorie scientifique.
Levenson signale à Einstein qu'une théorie pourrait être trop belle pour être fausse: le plus célèbre épigramme d'Einstein reposait sur la question de savoir ce qu'il ferait si les mesures de l'inclinaison de la lumière des étoiles à l'éclipse de 1919 contredisaient sa théorie générale de la relativité. Il a dit: "Alors je me sentirais désolé pour le bon Dieu. La théorie est correcte."
Paul Trachtman est un écrivain indépendant basé dans une région rurale du Nouveau-Mexique.
