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La science diffuse : chaos technique

Pascal J. THOMAS

Cyberdreams n°3, juillet 1995

  • John Barnes — Mother of Storms (Tor, 1994, 432p., $22.95)
  • Allen Steele — The Jericho Itération (Ace, 1994, 280p., $19.95)

     A mon sens, une des fonctions majeures de la Science-Fiction est d'exprimer sous forme littéraire les changements que la science peut apporter dans notre vision du monde. Des changements difficiles à assimiler, surtout quand les sciences en question sont les sciences physiques, armées de leur arsenal mathématique. A certaines échelles, on ne « voit » plus l'univers qu'à l'aide de mathématiques ; et n'allez pas croire que, parce que la plupart des gens sont incapables de distinguer ces coins-là de l'univers, ils doivent se désintéresser de ce qui s'y passe... Les exemples sont trop évidents pour mériter qu'on s'y attarde ; l'énergie nucléaire tenait lieu, à une époque, de paradigme parfait de cette situation.
     La mode scientifique, et le progrès des moyens de calcul, ont fait surgir depuis une dizaine d'années un domaine des mathématiques (et de leurs applications à la physique ou à la chi­mie) que l'on surnomme « théorie du chaos », « systèmes dynamiques » (terme plus large), « itération » (terme plus technique, plus restrictif) ou « science non-linéaire » (terme plus folklorique). De quoi s'agit-il ? Pour l'homme de la rue, ou pour l'artiste, des images vertigineuses des ramifications infiniment profondes de l'ensemble de Mandelbrot produites par l'informatique. Pour le mathématicien, de ce qui peut se passer quand on pratique une opération très simple (pour Mandelbrot, associer à un nombre complexe son carré, auquel on ajoute une constante) et qu'on l'itère — c'est-à-dire qu'on applique à nouveau la même opération au résultat obtenu au pas précédent, et ce un très grand nombre de fois. Les capacités de calcul humaines étaient très vite dépassées ; les machines ont permis d'expérimenter numériquement, et la théorie, piquée au vif, est revenue guider le travail empirique et assurer quelques résultats généraux.
     La SF, pour sa part, s'est bien entendu intéressée aux images — Michel Jeury, puis Francis Valéry, ont joué un peu avec les fractals ; Rudy Rucker, mathématicien de formation, les fait figurer dans les univers virtuels qu'il crée dans The Hacher and the Ants. Tout récemment, le jeune auteur britannique Richard Calder les invoquait beaucoup (sur un mode presque mystique) dans son premier roman, Dead Girls.
     Phénomène surprenant du point de vue philosophique : le destin ultérieur du processus défini par itération sera extrêmement sensible aux conditions initiales ; il n'en dépendra pas continûment, c'est-à-dire qu'on ne peut pas espérer qu'une variation (aussi petite soit-elle) des paramètres de départ produise un effet d'amplitude bornée sur le résultat après l'infinie itération de l'opération initiale. Pourtant le processus est déterministe, et ne présente pas le comportement aléatoire des tempêtes sur les marchés monétaires — ces tornades qui ne se déchaînent que sur les réseaux électroniques, avec pourtant des conséquences bien réelles, font le bonheur des cyberpunks, et se retrouvent entre autres dans un roman récent de Maureen McHugh, Half the day is night.
     Les calculs numériques — énormes — que l'on opère dans le domaine de la prévision météorologique présentent cette caractéristique d'un déterminisme tempéré par la complexité itérée, ce qui a fait dire qu'il fallait connaître le battement des ailes d'un papillon en Europe pour pouvoir prédire les ouragans en Indonésie un mois plus tard... Exagération poétique, peut-être, mais pour connaître le temps dans cinq jours en Europe, il faut bénéficier d'une excellente information sur les conditions en Nouvelle-Zélande aujourd'hui.
     C'est justement la météorologie qui fournit l'argument du dernier roman de John Barnes (un auteur américain qui monte en flèche en ce moment), Mother of Storms. A la suite d'un bombardement des banquises de l'Arctique, une énorme quantité de méthane est libérée dans l'atmosphère. Or le méthane est un gaz à effet de serre... mais l'effet principal à court terme n'est pas la montée des eaux tant rabâchée par la SF, mais le réchauffement des eaux de surface équatoriales du Pacifique, avec pour conséquence la formation d'un cyclone d'une puissance inégalée, qui manque détruire la civilisation en provoquant des raz-de-marée gigantesques. Le Japon disparaît pratiquement, la Côte Ouest des Etats-Unis est entièrement ravagée, la Floride n'existe plus, itou la Hollande...
     Un des aspects terrifiants du livre est le comportement imprévisible de Clem (nom que le cyclone se voit attribué), qui obéit à la dynamique effroyablement instable d'une toupie sans masse propre. Il a suffi d'une simple augmentation d'un paramètre de départ pour faire changer de façon qualitative, et non seulement quantitative, le comportement de la tempête. De façon parallèle, l'augmentation des capacités de moyens de communication a donné naissance à un nouveau média, la « XV », qui incarne les rêves de la réalité virtuelle — à ceci près qu'il s'agit ici d'expérimenter à distance la réalité bien réelle d'un « reporter » dont le cerveau est équipé d'une prise permettant la transmission, non seulement de ce qu'il voit et entend, mais de ses émotions. Avec des conséquences inattendues : quand des centaines de millions de gens sur la planète, « branchés » ensemble sur des programmes qui ne font rien pour élever leur niveau intellectuel, se mettent en colère en même temps, on finit par tomber, brutalement, sans préavis, dans l'Emeute Globale. La météorologie des émotions humaines est sans doute plus chaotique encore que celle de l'atmosphère terrestre...
     Un autre basculement se produit au cours du roman de Barnes : deux de ses personnages, qui passaient déjà beaucoup de temps à télé-manipuler des robots, voient leur personnalité s'infiltrer dans le réseau informatique mondial. En peu de temps, c'est la partie informatique de leur conscience, qui est capable de penser tellement plus vite, qui prend le dessus, et change entièrement leur nature personnelle. Et provoque, en retour, des changements d'une amplitude exponentielle dans le système solaire lui-même, grâce au lancement de robots auto-réplicateurs... une autre itération dont l'imprévisibilité ne semble jamais se muer en improbabilité.
     Barnes, qui ne manque pas de culture scientifique, baptise les trois parties de son roman « Attractor », « Vortex » et « Singularity », termes dont le deuxième fait penser à la mécanique des fluides, le troisième aux mathématiques, et le premier plus spécifiquement à l'itération. Allen Steele, dans son récent roman The Jericho Iteration, adopte pour chapeaux, entre autres, les expressions « The Nature of Coherent Light » et « Phase Transition ». Cette dernière désignant ce qui se passe quand un changement de la valeur des paramètres entraîne une transformation radicale du processus.
     Mais quel est le processus chez Steele ? Comme chez Barnes, on peut le voir à trois niveaux — physique, social, et... informatique. Le physique est simple : un tremblement de terre secoue la région de Saint Louis, Missouri. Les tremblements de terre font eux aussi partie de ces résultats discontinus et catastrophiques 1 qui résultent d'un processus a priori continu (la tectonique des plaques). Le social, disons le politique, est plus surprenant : la reconstruction est toujours plus ardue qu'imaginée, l'exemple de Kobé est là pour nous le rappeler, et à la faveur de la misère ambiante, un nouveau bras du gouvernement, appuyé sur le complexe militaro-industriel, cherche à mettre en place un fascisme à l'américaine.
     Quant à l'informatique, son rôle reste longtemps obscur, mais il s'agit là encore de l'émergence d'une intelligence machinique, et là encore, c'est un petit basculement qui mène à des conséquences d'envergure — je ne voudrais pas déflorer le roman de Steele, dont les ressorts dramatiques sont ceux du roman policier.
     Si Barnes et Steele travaillent tous les deux dans la lignée de Robert Heinlein et peuvent être décrits comme des auteurs de hard-science, les différences entre leurs livres sont importantes ; Steele paraît plus à gauche, et son livre, bref, emploie la forme du roman noir, alors que celui de Barnes, épais, est un exemple typique de roman-catastrophe. Pourtant, ils se retrouvent tant dans le choix des images scientifiques que dans les domaines d'application de la métaphore, même si c'est Barnes qui arbore le plus son amour pour les images mathématiques : « One reason nature pleases us is its endless use of a few simple principles : the cube-square law ; fractals ; spirals ; the way that waves, wheels, trig functions, and harmonic oscillators are alike ; the importance of ratios between small primes ; bilatéral symmetry ; Fibonacci series, golden sections, quantization, strange attractors, path dependency (...) » 2. Le chaos, vous le remarquerez a pris dans ce florilège une place qu'il n'aurait pas pu tenir il y a dix ans, et semble désormais établi au nombre des images scientifiques que la SF introduit dans notre univers mental.
     Chez Barnes plus nettement que chez Steele, on se rend compte aussi que, pour percevoir correctement l'univers qui se révèle à nous, il faut émerger de la condition humaine, et son personnage « informatisé » se reconstruit lui-même au fur et à mesure qu'il agrandit sa vision du monde. C'est la même chose qui se produisait dans Le Problème de Turing (Harrison & Minsky) : la reconstruction du savant qui procédait de pair avec sa redécouverte de ses propres méthodes, et à l'aide de machines qui dépassaient largement son contrôle direct — principal aspect intéressant d'un roman par ailleurs bien maladroit.
     L'imprévisibilité inhérente à l'itération ne se confond jamais avec l'aléatoire ; la théorie est parfaitement déterministe, et pourtant l'impossibilité de la connaissance amène le recours à des outils probabilistes. Epistémologiquement, nous sommes devant un nouveau moyen terme — non dénué d'espoir — entre connaissable et inconnaissable. J'y vois une analogie avec cet envol de l'intelligence machinique qui revient à la mode en SF : l'humanité se voit dépassée, même en intuition, mais par ses propres outils (on retrouve ce thème dans Un Feu sur l'Abîme). Mais il n'y a pas de raison de s'inquiéter, plutôt d'espérer un destin nouveau et plus intéressant pour l'aventure de l'esprit.


     Egalement mentionnés :
  • Maureen F. McHugh — Half thé Day is Night (Tor, 1994, 280p., $21.95)
  • Richard Calder — Dead Girls (St.-Martin's Press, 1995, 208p., $19.95 ; première édition Royaume Uni, 1992)

    Notes :

    1. Tiens, une autre théorie mathématique qui a connu la gloire de la mode ! Mais les travaux de René Thom sont devenus trop peu mathématiques et trop peu physiques pour intéresser qui que ce soit, il s'en plaignait dans un entretien récemment publié par Le Monde.
    2. Une des raisons pour laquelle la nature nous plaît est l'usage infini qu'elle fait de quelques principes simples : la loi carré-cube ; les fractals ; les spirales ; la façon dont les ondes, les roues, la trigonométrie et les oscillateurs harmoniques sont semblables ; l'importance des fractions faites de nombres premiers petits ; les suites de Fibonacci, le nombre d'or, la quantisation, les attracteurs étranges, la dépendance du chemin d'intégration (...) ».

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