On sait que le temps en physique est souvent considéré comme l’équivalent d’une dimension mathématique. Par exemple, l’espace-temps en théorie de la relativité (restreinte ou générale) équivaut à une structure mathématique. On montre alors que le temps est réversible puisque rien dans les lois physico-mathématiques de base ne permet de déterminer une flèche du temps, du passé vers le futur.  

Toutefois une difficulté apparaît dès qu’on tente de faire de même en se basant sur la mécanique quantique. On remarque que cette théorie utilise deux sortes très différentes de processus afin d’expliquer les phénomènes physiques. L’un de ces processus est décrit comme causal et réversible dans le temps, alors que l’autre est décrit comme non causal et non réversible dans le temps. On a tenté de bien des façons de ramener ces deux types de processus à un seul. Nous poserons ici que, fondamentalement, aucune de nos procédures mathématiques actuelles ne peut rendre compte entièrement du second type de processus, celui qui est dit non causal et non réversible[1]. Dans ce qui suit, nous désignerons ces deux processus par les lettres A, pour désigner en général le processus réversible dans le temps, et B, pour désigner en général le processus non réversible dans le temps. 

Nous poserons que le processus A se déroule dans un temps physico-mathématique — une équation mathématique décrit d’ailleurs très bien ce type de processus[2] — et que le processus B se déroule dans un temps physiquement réel, qui sera désigné dans ce qui suit comme un temps physico-cognitif.  

Le temps physico-mathématique est un temps purement théorique, assimilable à une dimension mathématique. Tous les moments de ce temps sont équivalents. Les deux directions opposées de ce temps s’équivalent. Les lois physiques qui sont exprimées d’après ce type de temps sont parfaitement réversibles. Les théories qui sont purement physico-mathématique ne permettent pas de différencier essentiellement un moment présent d’un moment passé ou d’un moment futur. Ils y sont tous traités comme interchangeables. Il suffirait d’un changement d’origine, sur l’axe du temps, pour que le moment futur devienne un moment passé. Bref, ils sont vus comme n’étant rien de plus que différents points d’une dimension mathématique. En revanche, une règle physico-cognitive fait une différence essentielle entre le passé, le présent et le futur.  

            Nos actions, nos expériences et nos recherches sont elles-mêmes des processus de type B, alors que ce dont nous traitons dans nos théories sont des processus de type A ou de type B.  

Il n’y a pas de différence entre ce qui a été défini ici comme le temps physico-cognitif et le temps réel dans lequel nous pouvons faire effectivement des observations et des mesures. Nous considérerons que ce type de temps est entre autres celui dans lequel une observation, ou une mesure, est effectuée en vue de confirmer, ou d’infirmer, une théorie. C’est le temps dans lequel nous effectuons des recherches et dans lequel nous acquérons des connaissances sur le monde réel. Une théorie valable, comme tout scientifique le sait, est une théorie qui n’a encore été réfutée par aucun test. Elle demeure une théorie valable pour l’avenir, au moins pendant un certain temps. En ce sens, le temps réel comporte nécessairement des moments futurs, dans lequel nous projetons nos recherches, essentiellement distincts de moments passés, dans lequel se logent notre mémoire des hypothèses réfutées, des théories dépassées, et, bien sûr, un moment présent, qui est celui dans lequel nous pensons et réfléchissons.

La langue usuelle écrite ne permet d’ailleurs que partiellement de saisir la différence entre les processus de type A ou B, c’est-à-dire entre, d’une part, l’action et le temps purement théoriques et, d’autre part, l’action effective et le temps réel. L’équivoque demeure toujours possible puisque même le mot « présent » peut aussi bien être utilisé en son sens de présent effectif que dans le sens d’une simple étiquette, qui peut être accolée aussi bien à un moment quelconque d’un temps théorique. C’est pourquoi il ne reste guère que l’usage lui-même incertain de périphrases telles que dans l’exemple suivant : le moment présent est celui de votre présent, ami lecteur, lorsque vous lisez ici ce mot. Mais, alors, il faut supposer un lecteur effectif, et non pas par exemple une machine qui lit, enregistre et diffuse. L’usage d’italiques n’est lui-même pas sans ambiguïté. Il ne reste, en définitive, qu’à faire le pari que la distinction sera effectivement ( !) comprise par le lecteur effectif qui sait, lui, du moins qu’il vit dans le temps réel[3].

Seul le temps abstrait de type mathématique est théorisé dans les modèles physico-mathématiques. En d’autres termes, nous ne pouvons pas au moyen de nos théories mathématiques actuelles expliquer le résultat en tant que résultat effectif, qui se produit dans un temps réel, à telle ou telle date du calendrier. Aucune de nos théories physico-mathématiques ne peut rendre compte de ce qui se passe en tant que cela se passe au présent, c’est-à-dire la raison qui fait que ce moment est le moment présent, à cette date-ci, plutôt que tout autre moment sur ce qu’on appelle l’axe du temps. Le concept d’effectivité (ou de temps réel) est donc difficile à comprendre simplement, même pour des physiciens ou des philosophes spécialisés dans les sciences.

Les propriétés physico-cognitives des processus relèvent-elles spécifiquement de la psychologie ? ou des sciences dites cognitives ? Non, parce que le « cognitif », dans l’expression physico-cognitif, concerne la connaissance et l’acquisition de connaissance. Il concerne donc toutes les disciplines scientifiques, y compris même les mathématiques. Le passé, le présent et l’avenir dans le temps réel concernent la recherche fondamentale dans toute discipline et, aussi, ils concernent l’évolution du réel physique ou celle du réel biologique, et non seulement la réalité du psychisme telle qu’on l’étudie en psychologie.

Les conditions initiales d’un système

Dans la science actuelle, seule la théorie quantique a mis en évidence la difficulté de distinguer entre le temps réel et le temps théorisé. Cependant chaque fois que l’on définit les conditions initiales d’un système, on se trouve à faire une allusion aux propriétés physico-cognitives du système.

Le concept de condition initiale peut d’abord être considéré comme un concept physico-mathématique. On peut exprimer mathématiquement la valeur que cette condition représente. Cependant, selon les applications qu’on en fait ou la façon dont on le décrit, il peut ou non être en outre un concept physico-cognitif. C’est le cas lorsqu’il s’agit de la condition initiale d’un système physique envisagé dans le temps réel, il faut alors tenir compte du caractère unique et indéterminable du moment initial comme tel, qu’on peut remplacer par des expressions telles qu’effectivement au présent ou effectivement au passé. Les conditions initiales d’un système peuvent équivaloir à une ou plusieurs observations effectives. Ce n’est toutefois pas nécessairement le cas.

Par exemple, lorsqu’on parle de conditions initiales de l’Univers, cela équivaut à les situer à un moment datable du temps réel. Ainsi, la théorie du Big Bang comporte des conditions initiales qui sont comprises à la fois comme physico-mathématique et physico-cognitive. Le moment initial de notre Univers est bien un moment du temps réel, même si on peut tenter de le décrire adéquatement au moyen d’un modèle mathématique. On s’est généralement contenté, jusqu’à présent, d’une expression intuitive des propriétés physico-cognitives, qu’il s’agisse de la théorie du Big Bang, de conditions initiales d’un système réel en général ou bien d’une expérimentation réelle ou d’une observation réelle.

Le principe de cohérence implique que ce que la science décrit existe dans le temps réel puisque nos théories sur la réalité doivent être compatible avec la réalité de nos recherches et de nos théories. Les théories physiques, en général, sont compatibles avec l’interprétation du temps comme temps réel, mais cela ne fait une différence que dans le cas de la théorie quantique. Plus précisément, cela ne fait une différence qu’avec le principe de réduction qui s’y trouve posé. Ainsi, non seulement il ne faut pas voir ce principe comme une anomalie, mais en outre il faut le considérer comme un élément essentiel de ce qui assure la cohérence entre notre science et notre réalité.


[1] La théorie de la décohérence permet de considérer le second type de processus comme mathématiquement dérivable du premier. Il sera supposé, ici, que cette théorie ne peut rendre compte du second type de processus que de façon approximative. Nous reviendrons sur la décohérence plus loin.

[2] Il s’agit de l’équation de Schrödinger ou d’une de ses extensions relativistes.

[3] Contrairement à ce qu’on pourrait croire, un ordinateur peut facilement faire la distinction entre le temps réel et un temps théorique en se rapportant à son horloge interne, qui lui donne le moment présent (en supposant qu’elle donne l’heure juste), qui réfère au moment de l’ajustement de ses paramètres ou, mieux, en se rapportant à des horloges externes, dont l’information est par exemple transmise par un réseau semblable à l’Internet. Cependant il est nécessaire que quelqu’un incorpore dans l’ordinateur l’information du temps réel d’après une horloge qui, elle-même, doit avoir été ajustée à l’heure juste par un humain. L’ordinateur ne pourra pas le faire de lui-même, seulement à partir d’un programme informatique.