De quel rien ?

Sur une table, en 1714, un homme numérote des principes d'une encre serrée, et la première question qu'il s'accorde le droit de poser ne porte pas sur le premier instant du monde. Elle porte sur le monde entier. Les copies d'Aristote qui couvraient les pupitres de Paris décrivaient un monde sans première page, tournant depuis toujours ; à ce monde-là on peut demander exactement ce qu'on demande à un monde né hier : pourquoi lui, pourquoi quelque chose. La question ne vise pas un premier matin ; elle pèse sur l'histoire entière, qu'elle soit courte ou sans bord. L'avant peut tomber, elle ne tombe pas avec lui.

Thomas, vers 1270, à sa table de Paris, l'avait rendue possible en redéfinissant un seul mot. Être créé, écrivait-il, c'est dépendre d'une cause, à chaque instant, aujourd'hui autant qu'au premier jour s'il y en eut un ; ce n'est pas avoir eu un premier instant. Un monde qui n'aurait jamais commencé pourrait donc être créé de bout en bout, au sens où il ne tiendrait pas debout par lui-même, comme une voûte tient par ses piliers et non par son âge. Sur cette page, pour la première fois, la création et le commencement cessent d'être le même mot.

1. Leibniz écrit les Principes de la nature et de la grâce, et il les écrit comme on tient des comptes : chaque ligne doit être justifiée par une autre. La règle qu'il pose en premier, rien ne se fait sans raison suffisante, n'épargne aucune ligne, pas même la première. Dès qu'on l'admet, « la première question qu'on a droit de faire sera : Pourquoi il y a plutôt quelque chose que rien ? Car le rien est plus simple et plus facile que quelque chose. »

La seconde phrase porte tout le poids. Le rien y est l'état qui n'aurait rien demandé : pas de raison à fournir, pas de compte à tenir, la page restée blanche. L'existence fait exception. Elle entre dans la colonne des choses à justifier, et le monde entier y figure comme une dépense qu'on n'avait pas prévue.

Sa réponse descend la même pente. La raison suffisante « ne se saurait trouver dans la suite des choses contingentes », celles qui auraient pu ne pas être : on remonterait de ligne en ligne sans jamais trouver celle qui se justifie elle-même. Elle est « dans une substance, qui en soit la cause, et qui soit un être nécessaire », un être qui ne pouvait pas ne pas être. Pour Leibniz, cet être est Dieu. La question, elle, vient de prendre la forme sous laquelle on la cite encore, et le rien reste posé sur la table, comme ce qui aurait été plus simple.

Pour comparer le monde à son absence, il faut que cette absence se laisse penser, et la philosophie commence par l'interdire. Au Ve siècle avant notre ère, Parménide tient qu'on ne peut pas dire « cela n'est pas » sans parler encore de cela : le mot désigne, et ce qu'il désigne est là, dans la phrase. Son disciple Mélissos en tire une physique : « il n'y a pas de vide, car le vide n'est rien, et le rien ne peut pas être. » De cet interdit sort l'adage latin qui pèsera sur toute l'histoire, ex nihilo nihil fit, rien ne vient de rien. Si le rien ne peut pas être, il ne peut pas non plus avoir été, et la question de Leibniz n'a plus rien à quoi comparer le monde.

Des philosophes d'aujourd'hui tentent l'inverse, et leur méthode est un jeu d'enfant. Thomas Baldwin imagine un monde qui contient un nombre fini d'objets, une chambre meublée. Il retire une chaise ; la chambre reste possible. Il retire la table ; elle reste possible. Aucune étape ne franchit de limite, chaque retrait ressemble au précédent, et au bout d'un nombre fini de gestes il retire le dernier objet. Ce qui reste est le monde vide.

Paris, 1907. Dans L'Évolution créatrice, Bergson regarde ce que fait l'esprit au moment où il pense qu'une chose n'existe pas. L'esprit ne voit pas un trou. Il voit autre chose à la place, le mur derrière la chaise retirée, ou bien la chaise elle-même, accompagnée de l'idée qu'elle est exclue. Il y a « plus, et non pas moins », écrit-il, dans l'objet pensé absent que dans l'objet pensé présent : l'objet, et par-dessus le trait qui le raye.

Appliquée au tout, l'opération se détruit elle-même. Qui supprime toutes les choses garde une place où elles manquent, un fond sur lequel elles manquent, ou au moins l'esprit qui est en train de les supprimer. Le néant absolu, « entendu au sens d'une abolition de tout », est une « pseudo-idée », « destructive d'elle-même », un cercle carré. Le présupposé de Leibniz tombe avec lui : on ne demande pas pourquoi une alternative n'a pas été réalisée quand cette alternative n'a aucun contenu. La page blanche n'était pas une page.

Baldwin et Bergson ne se séparent que sur un geste, le dernier. Pour Baldwin, retirer le dernier objet est un retrait comme les autres. Pour Bergson, si l'on étend son analyse à un argument qu'il n'a pas connu, le dernier objet retiré laisse encore la chambre : des murs, un sol, l'espace où il y avait une chaise, un monde qui contient zéro objet, non l'absence de tout monde. Un monde sans aucun objet est-il encore un monde, un cadre avec des propriétés, ou l'absence de tout cadre ? Personne n'a tranché. La physique rencontre cette question chaque fois qu'elle dit « vide », et sa réponse, elle, est nette : un vide est encore un cadre.

Eindhoven, 29 mai 1948. Au laboratoire Philips, Hendrik Casimir présente une note de trois pages sur deux plaques de métal parallèles, et sur ce qu'il y a entre elles. Un champ se décompose en ondes, et chacune garde, même au repos, une énergie qu'on ne peut pas lui ôter. Entre les plaques, seules les ondes qui tiennent dans l'intervalle peuvent exister ; à l'extérieur, toutes. Additionnées, ces énergies sont infinies des deux côtés, des sommes « dépourvues de sens physique », écrit Casimir ; mais leur différence est finie, et elle pousse : une force attire les plaques l'une vers l'autre. L'effet est petit, ajoute-t-il, et une confirmation « ne semble pas infaisable ».

Il faut près de cinquante ans. En 1997, Steve Lamoreaux mesure cette force entre une sphère et une plaque dorées ; la mesure et le calcul s'accordent à 5 % près. Dès 1947, Willis Lamb et Robert Retherford avaient trouvé dans l'atome d'hydrogène un petit écart entre deux niveaux d'énergie que la théorie de Dirac donnait égaux : l'électron, secoué par les fluctuations du champ autour de lui, ne se tient pas tout à fait où on l'attendait. Ces mesures confirment une théorie où le vide fluctue. Elles ne photographient pas une fluctuation, et l'on discute encore si la force de Casimir prouve l'énergie du vide, Robert Jaffe ayant montré en 2005 qu'on peut la calculer comme une force entre les charges des plaques, sans y faire appel.

Ce que le physicien appelle « rien » est donc un état. La matière et la lumière sont décrites par des champs, une grandeur posée en chaque point de l'espace, comme une température en chaque point d'une pièce, et le vide est l'état où ces champs ont la plus basse énergie possible. Plus aucune particule ; mais les champs toujours là, nuls en moyenne et jamais immobiles, tremblant autour de zéro. « Un état de vide n'est évidemment pas rien », écrivent Christopher Smeenk et George Ellis : il existe dans un espace-temps, il a une énergie, il obéit à des lois, il occupe un espace qui a une géométrie. On a vidé la chambre, et la chambre pèse.

David Albert nomme ce qui correspondrait vraiment, dans cette théorie, à l'absence de toute chose physique. Ce ne serait pas un état des champs, fût-il le plus pauvre ; ce serait « la simple absence des champs » eux-mêmes. Le vide quantique est aux champs ce qu'une salle vide est à la salle : un de ses états, pas sa disparition.

1. Sur une page de calcul, Alexander Vilenkin écrit une amplitude de probabilité pour un univers entier, et le fait naître par effet tunnel « à partir de littéralement rien ». L'effet tunnel est ce passage quantique à travers une barrière que la physique classique interdirait ; ici la barrière n'est pas un obstacle dans l'espace, puisqu'il n'y a pas encore d'espace, mais une région des solutions des équations que les trajectoires classiques ne traversent pas. De l'autre côté, un espace de de Sitter : un espace en expansion exponentielle, la forme mathématique d'un univers en inflation. Pas de singularité, aucune condition initiale à fournir. Au-delà de l'univers ainsi créé, écrira-t-il, « ni espace ni temps ».

Ce rien-là est plus pauvre que le vide de Casimir : il ne contient même pas l'espace-temps où des champs pourraient se tenir, pas de salle, pas de murs. Il n'est pas vide de tout. Vilenkin l'écrit dans l'article même, en 1982 : la structure et l'évolution des univers y sont « totalement déterminées par les lois de la physique ». Au fond de la page, quand tout a été retiré, il reste les équations qui décrivent le passage.

Trente-trois ans plus tard, la même main en tire la conséquence. Si les lois décrivent la naissance de l'Univers à partir d'un état sans espace ni temps, elles doivent être là avant lui, et le mot « avant » est déjà de trop, ce qui « semble suggérer qu'elles ont une existence indépendante ». Vilenkin ajoute : « ce que cela veut dire exactement, nous ne le savons pas. »

On peut alors compter. Le premier rien : le vide quantique, des champs au plus bas, dans un espace-temps, avec des lois. Le deuxième : le rien de Vilenkin, ni espace, ni temps, ni champ, mais des lois. Le troisième : le rien de Leibniz, pas de lois non plus, l'absence de tout. La physique ne travaille qu'avec les deux premiers. Elle ne peut pas faire autrement : un calcul part d'équations, et des équations sont des lois. Le troisième lui est fermé par construction ; une théorie qui le décrirait devrait d'abord effacer ses propres équations.

Reste le verbe. La question qu'on pose dans la rue demande comment le rien est « devenu » quelque chose ; or devenir est un changement, et un changement veut un temps : un état, puis un autre. Le temps cosmique, celui qui date l'histoire de l'Univers, perd sa base physique bien avant tout commencement. Rugh et Zinkernagel, qu'on a vus remonter la règle trait par trait, l'arrêtent vers 10⁻¹¹ seconde, à la transition électrofaible, quand la masse s'efface et qu'aucune horloge n'a plus de quoi être faite. Le rien de Vilenkin, lui, n'a pas de temps du tout : il n'y a pas de « puis » à y loger.

Dire que l'Univers « sort » de ce rien, c'est poser un verbe de mouvement là où aucun mouvement n'est défini ; sortir, c'est être dedans, puis dehors. Le formalisme de Vilenkin donne une amplitude de probabilité, un nombre attaché à un univers entier, pas une succession ; et la langue n'a que des verbes de succession. Lemaître s'y était heurté en 1931, quand il écrivait un commencement « un peu avant » l'espace et le temps. Le verbe bute où l'adverbe butait.

1. Lawrence Krauss publie A Universe from Nothing, et le titre promet ce qu'il dit : un univers à partir de rien. Tout indique, soutient-il, un univers qui aurait pu surgir, et qui a plausiblement surgi, d'un « rien plus profond », un rien sans espace lui-même. Il n'est pas seul à le dire. Frank Wilczek, Stephen Hawking, Leonard Mlodinow présentent les mêmes mécanismes comme une réponse à la question de Leibniz, portée jusqu'à la table de 1714.

David Albert lui répond, dans la New York Times Book Review, par une main. Dans la théorie quantique des champs, certains arrangements des champs correspondent à des particules, d'autres non. Que des particules apparaissent et disparaissent n'est donc « pas plus mystérieux » que des poings qui apparaissent et disparaissent quand on ferme et qu'on ouvre la main. Le poing n'est pas créé à partir de rien quand la main se ferme : la main change de forme. Aucun de ces surgissements, « si on les regarde correctement », n'approche « même de loin » une création à partir de rien. Et d'où viennent les champs, demande Albert, et d'où viennent les lois ?

Les deux hommes ne se contredisent sur aucun calcul ; Albert ne conteste pas une ligne de la physique de Krauss. Ils s'opposent sur un mot. Krauss dit « rien » et désigne le premier ou le deuxième rien, un vide qui fluctue, un état sans espace mais avec des lois ; Albert rappelle que la question de Leibniz portait sur le troisième. Le poing s'est ouvert ; la main est toujours là.

Au XIe siècle, al-Ghazali écrit trois lignes : tout être qui commence a une cause de son commencement ; or le monde est un être qui commence ; donc il a une cause de son commencement. Là où Thomas, deux siècles plus tard, jugera le commencement indémontrable, al-Ghazali en fait le pivot d'une preuve. En 1979, William Lane Craig recopie l'argument presque mot pour mot, tout ce qui commence d'exister a une cause ; l'Univers a commencé d'exister ; donc l'Univers a une cause, et décrit cette cause : intemporelle, immatérielle, personnelle. La nouveauté est dans la seconde ligne. Craig ne l'appuie plus seulement sur des arguments contre l'infini ; il l'appuie sur la cosmologie, et sur un théorème signé Borde, Guth et Vilenkin.

Le théorème, 2003. Dans un espace-temps dont l'expansion moyenne est positive, les lignes qu'on suit vers le passé ne se prolongent pas indéfiniment ; elles s'arrêtent. L'inflation a un bord passé, et il faut « une autre physique » pour décrire ce bord. Le théorème ne dit pas ce qu'il y a dessus. Ni singularité, ni instant zéro : un bord, et rien d'écrit dessus.

En 2023, Lesnefsky, Easson et Davies refont le calcul de l'expansion moyenne. Il dépend, montrent-ils, de la forme d'ensemble qu'on prête à l'espace, comme une moyenne de longitudes dépend de la carte sur laquelle on les lit, et ils exhibent des solutions où toutes les lignes se prolongent sans fin, malgré une expansion moyenne positive. La pièce qu'on produisait à la barre est elle-même en discussion.

Les objections viennent des deux bords. Adolf Grünbaum, philosophe, rappelle que la causalité ne vaut qu'à l'intérieur d'une succession : une cause précède son effet, et l'origine du temps n'a pas de précédent où loger une cause. C'est Augustin retourné contre l'apologétique : « cause du commencement » emploie un mot de temps là où il n'y a pas encore de temps. Sean Carroll, cosmologiste, objecte à Craig, lors d'un débat en 2014, que le théorème suppose un espace-temps classique ; il ne dit donc rien de l'époque la plus ancienne, celle que dominent les effets quantiques, là même où Craig voulait le faire parler.

L'un des trois auteurs se lève. À la question « l'Univers a-t-il eu un commencement ? », Vilenkin répond « probablement » : il ne connaît pas de modèle viable d'univers éternel. Et il ajoute aussitôt : « le théorème ne nous dit rien de l'existence de Dieu. Un mystère profond demeure. » Celui qui a le plus d'autorité pour lire un commencement dans le théorème refuse d'y lire une création. Il refait, sans la nommer, la distinction de Thomas : un commencement est une chose, une dépendance en est une autre.

Les deux querelles ont la même forme, en miroir. Krauss passe du vide des physiciens au rien des philosophes, et conclut que la physique n'a pas besoin de Dieu. Craig passe du bord d'un modèle à un commencement absolu, puis d'un commencement à une cause, et conclut qu'elle en a besoin. Dans les deux cas, le résultat de physique est exact ; dans les deux cas, la conclusion l'excède. Le témoin a dit vrai, et on lui fait signer autre chose.

Louvain, 1931. Le manuscrit de la note à Nature se termine par une phrase que Lemaître a barrée avant l'envoi. Sous le trait d'encre on lit encore : Dieu est essentiellement caché, et le croyant peut se réjouir de voir la physique fournir « un voile cachant la création ». Il l'a probablement retirée pour qu'on ne lise pas son hypothèse comme un appui à la foi. Or la phrase disait le contraire d'un appui. La physique, chez Lemaître, cache la création au lieu de la montrer : elle ne décrit que des états et leurs transformations, et la création n'est ni un état ni une transformation.

La lecture qu'il craignait vient d'en haut. Le 22 novembre 1951, à Rome, devant l'Académie pontificale des sciences, Pie XII prononce le discours Un'Ora et fait rejoindre à la science le Fiat lux de la Genèse : le « que la lumière soit » et l'atome primitif dans la même phrase, sous les ors. Lemaître est troublé, par « la confusion entre Commencement et Création », et par le risque qu'on l'accuse, lui, de soutenir cette lecture.

Le 7 septembre 1952, devant l'Union astronomique internationale, le pape parle de nouveau. La théorie de l'atome primitif n'est plus mentionnée. On ne sait pas par quel chemin l'inflexion s'est faite, qui a parlé à qui, ni dans quels termes ; on constate le silence.

Eddington trouvait « répugnante » la notion d'un commencement du monde ; Einstein voyait dans l'atome primitif une inspiration du dogme chrétien de la création. Ils refusaient le commencement parce qu'ils y voyaient une création. Pie XII l'accueillait pour la même raison. Même confusion, préférences opposées : les uns reculent devant ce que l'autre embrasse. Lemaître, seul dans cet épisode, tient les deux questions séparées.

Sa position rejoint Thomas par un autre chemin. Un univers éternel pourrait être créé, au sens de Thomas ; un univers qui commence pourrait n'avoir aucune cause, au sens de Sean Carroll, pour qui, en 2018, toute explication de l'existence finit par s'arrêter sur des « faits bruts » : l'Univers est, sans cause ni explication ultime. Chaque chaîne s'arrête quelque part, celle de Leibniz sur un être nécessaire, celle de Carroll sur l'Univers lui-même. Aucune observation du commencement, fût-elle parfaite, ne peut à elle seule trancher la création.

Wittgenstein tient en une ligne ce qui résiste : « Ce qui est mystique, ce n'est pas comment est le monde, mais qu'il soit. » La physique dit comment est le monde. Pour le « qu'il soit », la cosmologie est plus démunie que toute autre science : les autres rangent un phénomène parmi des cas semblables, ou l'insèrent dans un contexte plus large ; elle n'a accès qu'à un seul univers, et à aucun contexte plus large pour en expliquer les propriétés. On ne met pas notre univers à côté d'un autre pour voir ce qui dépend de quoi.

Le partage se fait question par question. L'existence reste à la philosophie : toute explication physique part au moins de ses lois, et la question porte aussi sur elles. L'avant est à cheval : la philosophie a montré qu'il pouvait être mal posé, la physique l'a rendu formulable sans le trancher. Le bord, ce qui limite le passé de l'Univers, peut devenir testable : un rebond, la fin d'un cycle antérieur font des prédictions, et la cosmologie cyclique de Penrose a déjà été confrontée au rayonnement fossile, sans succès. Un scénario peut échouer ; c'est ce qui en fait de la physique. Par ce bord, la physique reprend : l'espace en inflation, cet espace de de Sitter où Vilenkin faisait déboucher son univers, dont on lit les empreintes dans la plus vieille lumière du ciel.