Étudier la physique ou toute autre science ce n'est pas apprendre à aligner des pages de calculs mathématiques sans faire d'erreurs. C'est d'abord être en permanence à l'écoute de notre monde, de la nature dans laquelle nous sommes plongés, c'est aussi interagir avec elle afin d'être capable d'en composer, à l'aide d'images mentales, une représentation la plus compréhensible et acceptable par notre logique causale, résultat des expériences vécues par notre système perceptif et de l'apprentissage que nous avons reçu des autres. C'est également être capable d'imaginer des modèles de représentation, d'abord par le seul pouvoir de notre pensée et seulement dans un second temps dans la proposition d'un cadre mathématique. Ainsi, une représentation du monde correspondra aux caractéristiques sociétales d'une époque donnée ; nous n'avons pas la même approche qu'au siècle dernier et sommes très éloignés de la pensée de l'Antiquité sur ce point. Nos successeurs auront probablement un sourire en nous lisant, c'est dans l'ordre des choses.

Posez la question de la définition d'une force, et chacun vous donnera une réponse intuitive qu'il estimera satisfaisante et complète. Pourtant, la force est reliée à la quantité de mouvement, à l'énergie et à l'action, grandeurs dont il est pratiquement impossible de définir la nature sans risquer d'être incomplet voire de faire une erreur d'interprétation conceptuelle. Ces grandeurs, très usuelles, comme la force et l'énergie, nous y sommes habitués, trop probablement pour remarquer que nous utilisons au quotidien ces grandeurs dont nous ne savons en fait que peu de choses, dont la nature profonde nous échappe encore. Cette constatation, nous pouvons la faire également pour d'autres concepts comme ceux de masse, de charge électrique, de photon, d'onde électromagnétique, de particule, d'inertie, bref d'un grand nombre de grandeurs qui constituent le socle des sciences physiques.

L'histoire nous enseigne qu'après un certain temps, toutes les théories, même les plus robustes, finissent par être falsifiées et sont soit remplacées par une nouvelle théorie plus générale, soit modifiées de façon telle que les phénomènes en contradiction finissent par trouver leur place logique dans la théorie amendée. Mais, l'on peut adopter aussi une attitude plus interrogative et regarder si d'autres voies, d'autres modèles interprétatifs, peuvent conduire à d'autres compréhensions de notre Univers, de la réalité qui nous entoure. Par exemple, en mécanique quantique l'on peut s'interroger sur la validité des interprétations de l'école de Copenhague qui est la seule enseignée dans l'enseignement supérieur au moins jusqu'à un niveau de recherche doctoral ; on peut considérer les interprétations alternatives comme celle d'Everett, celle du solipsisme convivial ou l'interprétation de Bohm - de Broglie. C'est donc à un voyage au coeur de la physique que nous invitons le lecteur, mais un voyage utilisant des sentiers détournés ou depuis longtemps abandonnés et qui recèlent d'importants point de vue qui vont forcer notre réflexion et nous ouvrir de nouvelles perspectives de compréhension du monde dans lequel nous déroulons notre trop brève existence.

Notre univers nous semble uniquement constitué de matière, de lumière et de vide. Mais que nous disent ces trois concepts sur notre perception de la réalité de notre monde ? Le vide, la matière et les ondes électromagnétiques procèderaient-ils d'une même nature ? Nous est-il possible de regarder le vide, l'espace, la matière et la lumière comme un seul et même objet dont ils ne seraient que des manifestations différentes, une simple apparence ? C'est à cette question que cet essai tente d'apporter un premier niveau de réponse sous la forme d'un nouveau point de vue de ces objets physiques fondamentaux, une nouvelle façon d'observer notre réalité, de poser des questions sur sa nature, de regarder notre existence d'hommes et de femmes en relation permanente avec cet environnement dont nous ne percevons que les apparences.

Newton n'est pas parvenu à expliquer comment les forces de gravité pouvaient s'exercer à distance ; au cours du 19ème siècle les scientifiques ont tenté de mettre en évidence, sans succès, une substance emplissant l'espace, seule explication selon eux à la propagation de la lumière : l'éther. Einstein en 1915 va balayer ces efforts en introduisant le concept d'espace-temps à quatre dimensions, grandeur unifiant notre espace tridimensionnel avec le temps. Il va expliquer la gravitation, la chute des corps, par une courbure de cet espace-temps en présence d'une masse ou d'énergie. Mais qu'est ce qui se courbe ? n'est ce qu'une simple construction de l'esprit, un simple modèle mathématique, ou bien est-il nécessaire de ressusciter l'éther cher aux physiciens du 19ème siècle ? Cet essai se propose d'analyser cette question à la lumière de nos connaissances actuelles. La lecture de ce livre ne présuppose pas de connaissances particulières de la part du lecteur si ce n'est une curiosité pour cette question qui est à la base de la physique moderne et de la représentation de notre univers

Un soir, alors que le reste de la famille discutait tranquillement au rez-de-chaussée, je m'affairais sur je ne sais quelle réalisation. Un orage avait éclaté et je me sentais bien à l'abri sous le toit de la maison, oubliant que ma tête se trouvait à moins d'un mètre au-dessous d'un paratonnerre. Tout à coup, un grand silence se fit et je me suis retrouvé immergé dans une bulle d'aspect cotonneuse, légèrement blanchâtre et où régnait un silence parfait. Dans cet environnement laiteux je ressentais une paix infinie, tout stress avait disparu, j'étais au-delà de toute matière ; jamais je n'avais ressenti quelque chose de semblable. J'avais l'impression que mon corps n'était que la continuité de ce qui m'entourait, et je ne sentais plus la matière de mon corps ; tout était un. Je ne saurais dire combien de temps cet état a perduré, mais ce qui est certain c'est que j'aurais voulu que cet instant perdure, que je continue à être hors du temps et de notre espace. La foudre était tombée au-dessus de moi et je n'avais rien entendu, je me sentais bien, si bien. Je n'ai jamais oublié la sensation de ces instants et depuis ce jour je n'ai cessé de me poser cette question de la réalité de notre monde et ce qui devait exister au-delà, peut-être après notre court passage sur Terre.

Lorsque l'on tente de modéliser les théories physiques par des formules mathématiques, on voit apparaître dans les relations algébriques des constantes dimensionnées, c'est-à-dire exprimées en fonction du système d'unités de mesure choisi. Certaines de ces constantes se révèlent après coup être calculables, c'est-à-dire exprimables par une relation mathématique quand d'autres ne sont que mesurables de façon empirique. Cette dernière catégorie est qualifiée de constantes fondamentales. Si l'on tente de faire disparaître ces constantes fondamentales, par exemple en modifiant le système d'unités de mesure, on les voit réapparaître sous une autre forme dans d'autres relations mathématiques ; elles semblent donc nécessaires, ce qui a convaincu les physiciens de leur nature fondamentale. Mais que sont ces constantes ? Sont-elles toutes fondamentales ? Quelle est leur nature ? Sont-elles l'aspect « émergé » de lois physiques encore plus fondamentales ou de certains aspects inconnus de la nature ? Pourquoi ont-elles été choisies comme fondement des unités de mesure du système international ? Sont-elles indépendantes les unes des autres ? Quels liens établissent-elles entre les différentes théories constituant le corpus de la physique moderne ? Ce sont ces questions et quelques autres qui sont abordées dans cet essai qui se situe entre physique et philosophie des sciences.