Temps, de Stephen Baxter (2007) -par Bidibulle-
Titre: Temps
Auteur: Stephen Baxter.
Éditeur: Fleuve Noir.

Temps inaugure une trilogie écrite par le fabuleux écrivain de hard science, Stephen Baxter, tournant autour du Paradoxe de Fermi.
Cette suite de romans, complétée par un recueil de nouvelles pas encore traduits en Français, Phase Space, (que je recommande tout aussi chaudement) se présente en fait comme une série de variation autour du Paradoxe de Fermi.
Ce paradoxe part de l'idée que si la vie extraterrestre doit exister du fait des lois de la physique alors, du fait de ses même lois, rien n'empêche leur voyage et la conquête de l'univers à une vitesse extrêmement rapide à l'échelle cosmique.
Or nous constatons que personne ne nous a contacté.
Leur absence est donc paradoxale, puisque cela suppose un mécanisme universel empêchant les rencontres entre civilisations de l'univers, ou une impossibilité physique dans les voyages spatiaux en contradiction avec la physique que nous connaissons.
Fondamentalement ce paradoxe questionne notre position dans l'univers et la représentation que nous nous faisons de l'univers.
Il s'agit donc d'un paradoxe extrémement riche du point de vue philosophique, que Stephen Baxter va merveilleusement exploiter dans son roman.
Reid Malenfant, en ce début de 21eme siècle qui s'essouffle sous l'effet de l'épuisement des ressources naturelles et de l'accumulation des déchets poursuit en cachette son grand rêve de conquête de l'Espace.
Alors qu'il développe en douce un lanceur spatial, bricolé à partir de rebus de l'aéronautique et de l'astronautique, Cornélius Taine, un brillant ex mathématicien à la tête d'un fond d'investissement aux buts obscurs, vient bouleverser ceci, en lui faisant prendre conscience de l'importance de ce travail.
Cornélius, en effet, lui présente le Doomsday Argument, un raisonnement probabiliste l'amenant à prédire un effondrement proche de l'Humanité.
Cependant, Taine envisage une intervention des habitants du futur afin d'empêcher cette catastrophe, et encourage alors Malenfant a chercher d'éventuels messages en provenance de l'avenir.
Contre toute atteinte, un message de ce type est identifié, sous la forme de salves de neutrinos remontant le temps, et semble désigner un astéroïde orbitant près de la Terre, 3753 Cruithne.
L'expédition initiale, devant être conduite par un calmar transgénique, Sheena , ayant atteint une forme de conscience, est alors transformée en vol d'exploration de cet astéroïde.
Cornélius révèle alors au monde l'imminence de la Catastrophe de Carter, provoquant alors une immense panique et une vague de chaos sans précédent dévastant le monde.
Les événements s'enchainent alors, à un rythme de plus en plus soutenu: Sheena ayant été fécondé par un autre calamar avant son départ, la mission se transforme progressivement en une colonisation par une nouvelle espèce échappant au contrôle des humains les ayant crée, tandis que la découverte d'une porte spatiale, met l'humanité en contact avec son lointain futur.
Ceci rajoute à la terrible confusion reignant sur la Terre, les hommes se partageant en un camps persuadé de la réalité de ce futur et un autre n'acceptant pas cela.
Au fur et à mesure que cette voie vers le futur est explorée par Sheena, le futur ainsi dévoilé apparait être une vaste impasse: l'expansion de l'univers, et l'instabilité intrinsèque de la matière du à l'évaporation des protons tarissent toutes sources d'énergie. En ces temps lointains, l'humanité semble être condamné au froid et à la routine qu'occasionnent la survie désespéré.
Cependant, sur Terre, naissent des jeunes génies, les enfants bleus, dont de nombreux indices laissent penser qu'ils sont manipulés par le futur: leur capacité à travailler ensemble, et leur étonnante intelligence effraient de plus en plus les populations humaines normal qui se lancent dans une série de pogroms à leur encontre.
Malenfant, son ex épouse et Taine, avec l'un de ses enfants bleu ira alors rejoindre les calamars sur Cruithne, tout en étant pourchassé par l'armée Américaine
Sur Terre, les enfants bleus regroupés dans les institutions créées par Malenfant achèveront de mettre au point un dispositif permettant à l'univers d'accéder à un nouvel état du vide quantique, anéantissant ainsi l'ancienne structure de l'univers.
Il s'avère alors que les Enfants Bleus sont un instrument dans la main de l'humanité future, destiné à empêcher l'univers d'aboutir à l'impasse mise en évidence par Sheena...
Comme le suggère ce résumé, ce roman est d'une extraordinaire richesse, alliant à la fois des thématiques classiques en science fiction, qu'une réflexion tout à fait passionnante sur l'histoire et la volonté humaine.
Si l'on commence par la première partie, décrivant la mise en exploitation des astéroïdes, Baxter présente un scénario tout à fait intéressant (bien qu'un peu simplifié pour des raisons sans doute de narration et de rythmes) qui a été d'ailleurs proposé par un certains nombres de partisans de l'exploitation privé de l'espace.
L'exploitation industrielle des astéroïdes est en effet possible techniquement: on possède effectivement des procédés robustes tout en restant simple permettant par exemple de transformer les substances carbonées des astéroïdes de type Chondrite en méthane. Le principal problème est plus d'ordre financier, car comme on peut se l'imaginer facilement l'accumulation de capital initial est à priori colossale.
Or l'idée de marchandiser ces ressources, en créant des permis d'exploitation mis au plus offrant est une idée tout à fait commune désormais en économie: il s'agit par exemple du même type d'idée proposée pour lutter contre la pollution par Coase, qui consistent à créer artificiellement un marché, afin d'associer un coût à une nuisance et donc de créer les conditions d'accumulation de capital nécessaire à la réduction de cette nuisance.
L'autre exemple classique de ce mode de raisonnement est la Tragédie des Commons, c'est à dire le surpaturage en Grande Bretagne des champs confié à la gestion commune dans les villages.
La solution permettant la disparition du comportement de surpaturage est la création de droit de propriétés, qui crées ainsi une contrainte globale sur le comportement des paysans et les amènent à internaliser dans leur comportement le coût global imposé à la collectivité par ce surpaturage qui épuise cette ressource globale.
Ici le Commons dont la gestion est à optimiser est la masse de capitaux fournie par la collectivité nécessaire à la conquête de l'espace: les différents acteurs ayant des comportements de type égoistes et empêchant l'accès à l'espace est la masse des services bureaucratiques des agences spatiales qui accaparent une part croissante des crédits, afin de conserver leur position et progressivement instaure une barrière à l'accès à l'espace.
La solution pour dépasser cette situation proposée par Baxter mais qu'il reprends d'auteurs comme John Lewis ou Robert Zubrin, est de faire intégrer par la bureaucratie nécessaire à la réalisation de cette exploitation le coût de cette barrière.
Autrement dit, il faut privatiser la conquête commerciale de l'espace, parce qu'ainsi le commons qu'est la quantité de capital disponible sur Terre à un instant donnée pour ce type de projet sera alors correctement alloué.
Cependant, est ce suffisant? Non, et c'est là que la nécessité d'avoir des titres de propriété apparait, parce qu'en marchandisant ce qui à priori n'a pas encore de prix, on permet la levée d'emprunts sur le long terme.
Un autre aspect tout à fait intéressant dans ce roman est l'usage du paradoxe de Carter, que l'on pourra résumer de la manière suivante:
Il n'y a pas de raison de penser que nous occupons une place particulière dans l'histoire de l'humanité, et donc, le fait que nous existons tout de même, fait que la probabilité que nous naissions à cette instant là soit non nulle. Cela implique qu'il n'y aura qu'un nombre fini d'humains dans l'histoire. Connaissant alors la croissance moyenne de la population humaine, on peut évaluer la date à laquelle on aura une chance de 95% par exemple de voir disparaitre l'humanité...
Ce paradoxe, qui parait pour le moins saugrenu n'est pas évident tout de même à démonter, parce qu'il repose sur une conception assez contre intuitive des probabilités.
En effet, la conception classique des probabilités repose sur des raisonnements fréquentiels, durant lesquels ont observe à de multiples reprises le même phénomène.
Or ici, il s'agit d'un raisonnement de type subjectif, basé sur notre manque d'information sur notre position relative dans l'histoire humaine, et là, c'est la formule de Bayes qui s'applique...
Baxter joue assez magistralement de cela, en montrant comme l'acquisition d'information supplémentaire sur notre position dans l'histoire humaine finit par précipiter en apparence la Catastrophe de Carter, en déclenchant une panique mondiale.
Or cependant, au fur et à mesure, on s'aperçoit que ceci ne se réalise pas, parce qu'il existe un Aval, autrement dit un futur dans lequel l'humanité a conquis l'univers et a réussi à survivre à son lent étouffement.
Voilà quelque chose de paradoxal: comment la catastrophe de Carter peut elle avoir lieu tout en autorisant l'Aval?
Et bien, il faut revenir aux conditions d'application de la formule de Gott-Carter, du nom des inventeurs de ce paradoxe.
En fait, implicitement, comme l'ont analysé les philosophes s'étant penchés sur ce paradoxe, il y a au moins quatres hypothèses fondamentales:
1) Les hommes ont une durée de vie finie.
2) Ils sont les seuls être intelligents dans l'univers.
3) Il n'y a qu'un seul univers et donc pas d'univers parallèles pouvant intervenir
4) Ce que l'on appelle l'humanité conserve la même forme et donc les mêmes propriétés physiques au cours du temps.
Or comme on le constate à la lecture de ce roman, aucune de ses hypothèses n'est vérifiées, ce qui autorise donc le récit de Baxter!
En effet, les points 1) et 4) sont invalidés par les habitants de l'Aval, qui sont des consciences uploadées dans un super ordinateur quantique, dont la durée de vie théorique est infinie!
Par ailleurs, l'univers décrit est un multivers, puisque Sheena et Malenfant vont explorer des univers alternatifs dotés d'autres lois physiques
3) L'humanité crée les calamars intelligents, et donc elle n'est plus la seule espèce intelligente dans l'univers, ce qui achève d'invalider la prédiction de Carter...
Le roman de Baxter est donc absolument cohérent de ce point de vue!
La description de la fin de l'univers proposé par Baxter ainsi que la survie de l'humanité dans cet univers mourant est fascinante et suit de très près les idées de l'époque.
Il s'agit essentiellement d'une variation autour d'un papier classique de Freeman Dyson, l'un des grands visionnaires de la physique contemporaine, dont l'imagination échevelée ( et le goût pour la SF) a caché un peu au grand public ses multiples contributions à la physique.
Dyson dans son article des années 60, souvent repris par la suite par d'autres auteurs afin d'en ajuster les prédictions au fur et à mesure des progres de la physique, prends au sérieux l'idée d'une survie de l'humanité dans l'univers.
Or en fonction de la quantité de masse de l'univers, la relativité générale autorise une expansion infinie de l'univers: face à des échelles de temps aussi grande, Dyson essaie de voir si les lois actuellement connues de la physique interdisent la survie à long terme de l'espèce humaine.
Dyson dans son article montrait qu'à condition de prendre ses précautions et en admettant de manière générale que notre esprit pouvait être recopié sur d'autres supports, rien n'empêchait une survie infinie de l'humanité, en recourant à des économie d'énergie de plus en plus importante au fur et à mesure de la dilution de l'univers et de l'évanouissement de la matière.
En effet, si ultimement on s'attends à la conversion de la matière en atomes stables comme les atomes de fer, ou la matière superdense des naines blanches et des pulsars, les lois de la physique des particules amènent les protons à s'évaporer et les collisions problables entre astres superdenses conduisent à leur substitution par des trous noirs de plus en plus vaste.
Mais même cette lente conversion ne s'achève pas là, puisque ces derniers astres achèvent de s'évaporer par rayonnement Hawking, c'est à dire par un effet purement quantique où l'énergie gravitationnelle de ces astres se trouve convertie en particules, puis en rayonnements.
Cependant, il existe une relation tout à fait remarquable, la formule de Bekenstein, permettant de calculer le nombre maximal d'états quantiques que l'on peut trouver dans une région donnée de l'espace: ce nombre d'ailleurs s'avère fini, bien qu'astronomique. Cela suggère alors d'encoder, dans la structure même de l'univers un automate fini, dont l'ensemble des états possibles correspondrait à l'ensemble des états ainsi accessibles. Or qui dit automate fini, dit ordinateurs (qui n'est juste qu'un automate fini d'un autre type...) et donc, hop nous avons notre support pour permettre à l'humanité de survivre!
Reste la question de la dépense d'énergie: le problème aussi étrange que cela soit est réglé par la physique: des auteurs comme Landauer et Bennett ont en effet montré qu'il était possible de faire des calculs sans dissipation d'énergie, à condition toutefois de conserver une trace de toutes les états intermédiaires des calculs!
En effet, une mémoire est sensiblement un système physique bistables, c'est à dire formé de deux états minimums d'énergie séparé par une barrière de potentiels. Effacer une information, c'est faire passer notre élément de mémoire d'un minimum à l'autre et donc, c'est lui fournir de l'énergie.
Or par contre, toutes les autres opérations nécessaire aux fonctionnements d'un ordinateurs sont susceptibles d'être représenté par des opérations réversibles dans le temps, donc sans dissipation d'énergie.
C'est par ce moyen, notamment en construisant des portes logiques reposant par exemple sur la dynamique newtonienne de boule de billard se déplaçant sans frottement et ne se déformant pas que Toffoli a pu montrer que tout type de calcul, sans effacement de données pouvaient être fait sans coût énergétique!
Ce type de problème est venu de l'analyse du Démon de Maxwell, un paradoxe (là encore) introduit au 19eme siècles afin de souligner une faille logique existant dans notre définition de l'entropie.
La conséquence indirecte de ce travail est la possibilité théorique de réaliser un ordinateur quantique: en effet, pour que cela soit possible, il faut qu'une opération faisant passer un état quantique de notre ordinateur vers un autre soit encodé par un opérateur mathématique invariant par renversement du temps, afin d'assurer la conservation des probabilités. Or cela n'est possible que si l'on peut faire des portes logiques réversibles en mécanique classique.
Une autre conséquence intéressante de ceci est qu'un calcul actuellement coûte de l'énergie, et donc, connaissant la dépense énergétique réalisée par un circuit électronique, on peut déterminer le type d'opération réalisé par ce circuit.
On voit donc qu'il y a une information intéressante à exploiter, (ou à cacher) si le circuit en question fait des opérations cryptographiques...
Comme le fait remarquer Baxter, cependant, le nombre d'état finis du substrat où vivraient les membres de l'Aval finirait par leur faire revivre leur souvenir de façon récurrentes, une perspective bien peu encourageante.
On remarquera cependant qu'une part des raisonnements de Baxter sont invalidés par la découverte de l'accélération de l'expansion de l'univers, car la dilution de l'univers s'accentue avec le temps. Néanmoins, on a pu trouver des scénarios alternatifs autorisant encore la survie à long terme de la vie dans l'univers.
La destruction finale de notre univers, par une transition de phase entre deux formes différentes de vide est là encore une idée, bien que spéculative, envisagée par les théoriciens: en théorie quantique des champs en effet le vide n'est qu'un état parmis d'autres, celui à priori de plus basse energie, mais rien n'empèche notre univers d'avoir été crée par hasard dans un minimum relatif d'énergie et non le minimum absolu!
Théoriquement alors il existerait une probabilité non nulle, bien que faible, d'avoir un passage par effet tunnel, c'est à dire un franchissement par un emprunt d'énergie pendant une durée de l'ordre de la constante de planck divisée par l'énergie à emprunter vers cet état plus fondamental.
Les énergies cependant sont tellement grande que ceci est improbable, et l'idée de Baxter d'utiliser la collision entre deux blocs de matière étranges, est plus qu'hypothétique.
Ce type d'ailleurs de matière, formé de quark étranges regroupés en condensat, est pour l'instant hypothétique, même si l'on suppose qu'au sein des étoiles à neutron, une transition de phase responsable de l'apparition de ce type de matière soit responsable de flashs de rayonnement gamma très énergétique.
Cette transition de phase serait alors amorcé par ce que l'on appelle un glitche, c'est à dire une modification de la vitesse de rotation d'une étoile à neutron, lié elle même au ralentissement qu'imposerait la présence de tourbillons quantifiés dans le manteau superfluide de neutrons contenu dans cette étoile.
Cet ensemble de tourbillon s'organiserait en un réseau régulier, appelé un réseau d'Abrikosov, bien que déformé par la rotation et le champs magnétique de l'étoile, et s'ancrerait dans la croute de l'étoile. Progressivement, ce réseau se réorganiserait, ce qui ralentirait l'étoile, qui connaitrait alors une réorganisation de la répartition de son énergie totale. Ultimement, cela donnerait l'énergie nécessaire à cette transition de phase, vers un déconfinement des quarks, qui en modifiant le volume de l'étoile relâcherait une immense quantité d'énergie dans le vide.
On le voit, Baxter a fait un travail extraordinairement précis, bien qu'un peu imparfait par moment, sans doute pour des raisons pratiques de narrations.
Il n'empêche, par delà même le tour de force purement intellectuel, Temps est aussi une réflexion profonde sur la volonté de puissance: tous les personnages un moment ou l'autre se font happer par cela, et Malenfant, archétype du capitaliste sauvage, souvent infantile, obsédé par l'action à tout prix, finit par être une marionnette téléguidée par l'Aval
La résolution du paradoxe de Fermi que propose alors Baxter dans ce volume propose en creux une image assez sinistre de notre humanité: nous ne rencontrerons aucun extraterrestre parce que nous ne sommes pas née au bon moment et parce que nous notre existence n'a qu'une importance marginale dans l'avenir...
Bibliographie:
Sur la Tragédie des commons, on pourra lire l'article original ici:
http://www.garretthardinsociety.org/articles/articles.html
Un excellent exposé se trouve dans Les Macroeffets de nos microdécision de Thomas Schellig chez Dunod
L'excellent cours de microéconomie suivant, utilisé au MIT, formalise tout ceci tres correctement:
Microeconomic Theory de Andreu Mas-Colell, Michael D. Whinston et Jerry R. Green chez Oxford University Press.
La conquête commerciale de l'espace est abordée dans Mining the Sky de John Lewis chez Helix Books mais aussi dans The Case for Mars de Robert Zubrin chez Free Press
Le paradoxe de Carter, ou Doomsday Paradox est bien analysé par Jean Paul Delahaye dans un article de Pour la Science, dont voici un scan:
http://anthropic-principle.com/preprints/delahaye2.pdf
L'ouvrage de John Leslie, End of World chez Routledge est l'un des ouvrages de base sur la question.
Le scénario de Baxter suit très précisément l'article de Freeman Dyson, dont voici un exemplaire:
http://www.aleph.se/Trans/Global/Omega/dyson.txt
Un excellent exposé des idées modernes en Cosmologie se trouve dans :
Cosmologie primordiale de Jean-Philippe Uzan et Patrick Peter chez Belin
Sur le paradoxe de Maxwell et de manière générale la physique du calcul, on lira avec intérêt l'ouvrage suivant chez IOP, Maxwell's Demon 2: Entropy, Classical and Quatum Information, Computing, constitué de réimpressions d'articles fondamentaux sur le sujet, coordonnée par H. S. Leff et A. F. Rex .
On y trouvera notamment l'article de Seth Lloyd consacré à l'ordinateur ultime, qui a inspiré à Baxter sa description de l'Aval, utilisant la borne de Bekenstein y est réimprimé:
Ultimate physical limits to computation paru dans Nature
On pourra toutefois le retrouver à l'adresse suivante:
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9908043
Un autre article du même auteur, déterminant la quantité maximale de calcul accessible à l'univers, considéré comme un ordinateur ultime se trouve ici:
Computational capacity of the universe paru dans Phys.Rev.Lett. 88 (2002) 237901
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0110141
La physique des transitions de phase dans les étoiles à neutron est résumé ici:
Phases of dense matter in neutron stars de H. Heiselberg, M. Hjorth-Jensen paru dans Phys.Rept. 328 (2000) 237-327, accessible comme preprint à:
http://arxiv.org/abs/nucl-th/9902033
On lira par ailleurs l'excellent Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars de Stuart L.Shapiro et Saul A. Teukolsky chez Wiley, qui présente un petit modèle tout à fait éclairant expliquant ce qu'est un glitche.
La physique de la transition entre deux types de vide quantique est clairement présentée dans:
Statistical Field Theory de Giorgio Parisi chez Perseus Book
On trouvera des calculs plus détaillés dans:
Quantum Field Theory and Critical Phenomena de Jean Zinn Justin chez Oxford University Press.

















