Guido Tonelli, Dunod
Lauréat 2012 du Prix Spécial de Physique fondamentale, du prix Enrico Fermi 2013 et un des contributeurs majeurs du CERN à la découverte du boson de Higgs, Guido Tonelli est également un vulgarisateur de talent et un humaniste à la vaste culture artistique et philosophique.
Son dernier opus, paru en italien en avril 2025 « L’eleganza del vuoto » est rendu accessible au public français par les éditions Dunod. Comme souvent, l’auteur se livre à des parallèles nombreux entre arts et sciences qui, au-delà de sa grande érudition, rend sensible et perceptible au lecteur le fait que le thème du livre entre en résonance avec la fascination que l’homme, à toutes époques, a manifesté à l’égard du vide, du rien, du néant. L’ouvrage reste tout de même, à la lueur de sa conclusion et de son dernier chapitre, un plaidoyer très technophile et sans retenue comme quoi la science est la seule façon de sauver le monde alors que ce devrait être l’Homme.
Le livre s’ouvre ainsi sur les circonstances urbaines et bruyantes qui ont permis à Wagner de créer à la Spezzia les premières mesures de l’Or du Rhin: un « accord de mi- bémol majeur, profond et ténébreux […] son ancestral qui semble émaner du plus profond des abysses. » Suivent alors les considérations de grands penseurs de l’Antiquité : les pythagoriciens, Aristote, Empédocle, Mélissos de Samos, selon lesquels « rien ne vient de rien ». Pourtant à la même époque selon Démocrite puis les épicuriens « tout est fait d’atomes et de vide ». C’est pourtant Aristote qui marquera de son empreinte les siècles suivants comme quoi « la nature a horreur du vide ». À l’inverse l’Orient (par exemple le Bouddhisme) opte pour une attitude opposée face au vide et fait de la vacuité un concept central.
Le deuxième chapitre nous amène à la découverte du vide durant la Renaissance et les Lumières avec les expériences sur le vide et la pression atmosphérique. Mais l’incongruité du vide persiste dans l’esprit de nombreux savants et de Newton, puis les débats sur la nature de la lumière redonnent du lustre aux idées d’un éther qui occuperait tout le vide de l’espace et fournirait le substrat solide des forces à distances ou de la propagation de la lumière.
Au chapitre suivant, Guido Tonelli introduit un poète italien du début du XIXe, Giacomo Leopardi, peu connu du public français mais pour lequel « tout est néant, un néant solide ». Même si les raisons qui ont inspiré ce poète et philosophe italien n’ont rien à voir avec les développements scientifiques actuels qui en justifieraient la pertinence, il est frappant de voir combien ces considérations peuvent dialoguer entre elles pourtant en parfaite anachronie! C’est alors l’occasion pour l’auteur de nous faire parcourir quelques-unes des raisons de remise en cause des paradigmes antérieurs, à savoir la constance de la vitesse de la lumière (expérience de Michelson), les radiations, l’électromagnétisme, la relativité générale. La suppression de l’éther qui en découle réinstalle la pertinence de l’existence du vide. C’est également dans ce chapitre que Guido Tonelli introduit les divers développements technologiques qui ont permis de créer le vide pour y mener des activités expérimentales et manufacturières novatrices.
Après avoir décrit cette émergence du vide à l’échelon économique et industriel, l’auteur passe aux développements scientifiques plus récents du vide aux échelles de l’infiniment grand et de l’infiniment petit. L’auteur traite d’abord de l’infiniment grand avec le chapitre sur le vide cosmique. Les analogies reprennent alors leurs droits avec la place des silences en musique : ainsi la pièce sans aucune note de John Cage intitulée 4’33 » (soit 273 s, réminiscence du zéro absolu exprimée en °C), ou le très long silence (plus de 2 mn) imposée au public et à l’orchestre par le chef Claudio Abbado à la fin de la 9ième symphonie de Mahler exécutée à Lucerne en 2010. Le vide sonore absolu ne peut pourtant être produit que par deux ondes sonores en opposition de phase. Viennent alors les dernières découvertes cosmologiques avec les grands espaces vides intersidéraux délimités par des filaments galactiques d’amas de galaxie, avec la matière noire, les trous noirs, l’inflation et l’énergie sombre.
Les chapitres « vide électrofaible » et « berceau d’un univers » sont ceux qui présentent les enseignements les plus récents de la physique des particules et de la physique quantique. Le premier des deux introduit d’abord le vide peuplé de champs dont le fameux champ scalaire du boson de Higgs. Celui-ci permet l’existence tout à la fois de particules massives – celles de notre matière ordinaire – à côté de particules sans masse comme les photons et les gluons. Ce vide électrofaible constitue paradoxalement le soubassement du monde matériel. Le deuxième de ces chapitres introduit le vide quantique ainsi que tous les concepts nouveaux de la mécanique quantique : la quantification de l’énergie, les dualité ondes et corpuscules, les principes d’incertitude et d’exclusion de Pauli. Tout ceci implique qu’un niveau énergétique moyen nul – celui du vide – ne saurait exister sans fluctuations : une énergie du vide en mesure de créer en permanence matière et anti-matière. Pour le dire autrement, si au commencement était peut-être le vide, ce vide serait curieusement plein d’énergie dont peuvent émerger des particules massives. Utilisée à titre d’analogie, et même si cette œuvre de Gustave Courbet est une œuvre majeure de la peinture du XIXe, il n’est tout de même pas évident que la mise en parallèle de L’origine du monde avec les considérations sur le vide quantique soit de nature à rendre plus sensible ledit vide quantique.
Ces dernières considérations portent à leur terme les chapitres proprement scientifiques et technologiques au cours desquels l’auteur tente, en suivant le fil conducteur du vide, d’exposer au lecteur les dernières avancées de la science physique la plus fondamentale et les technologies ayant permis l’émergence de nouveaux secteurs industriels pour lesquels le vide occupe une place centrale. Tout en restant tout à fait abordable pour une personne curieuse de sciences mais disposant tout de même d’un certain bagage académique, le choix d’un fil conducteur particulier – le vide – conduit l’auteur à de fréquents allers retours avec des chapitres supposant parfois implicitement des résultats qui ne seront exposés qu’ultérieurement : c’est particulièrement sensible dans les trois chapitres présentant la cosmologie, la mécanique quantique et le modèle standard des particules. L’exposé peut apparaître parfois confus et le passage par certaines visions artistiques est souvent plus le résultat d’une riche érudition que de fulgurances qui feraient mieux comprendre les concepts exposés.
Le dernier chapitre, « plongée au cœur de la recherche contemporaine », est un long plaidoyer pro domo sur le leitmotiv : la science et la technologie, de par la recherche fondamentale de connaissances soi-disant « inutiles », a comblé l’humanité de ses bienfaits. Il faut donc persévérer dans cette même voie de recherches « inutiles » pour en retirer de nouveaux bienfaits comme l’exploration de la Lune, les missions sur Mars, la construction d’usines à antimatière sur la Lune, la production d’hélium 3 etc. L’auteur concède un court instant que : « Certes, tous les problèmes ne sont pas résolus ; certains au contraire se sont aggravés. Il suffit de penser à la crise climatique ou aux catastrophes engendrées par l’usage d’armes de destruction massive, comme les bombes atomiques. Les innombrables injustices qui traversent le monde, les déséquilibres dans l’accès aux ressources, les phénomènes migratoires, les guerres qui sévissent encore sont autant de rappels du chemin qu’il reste à parcourir. » Et deux phrases plus loin : « Mais le siècle écoulé a jeté les bases nécessaires pour imaginer et construire des voies différentes. Ces avancées découlent d’un ensemble de technologies rendues possibles parce que des scientifiques particulièrement brillants ont réussi à déchiffrer le fonctionnement le plus intime de la matière, l’une des deux composantes essentielles de l’univers. » Et l’auteur de conclure que la recherche sur l’autre composante – le vide – sera de façon équivalente de nature à sauver le monde.
Si les bienfaits de la science du 20ème sont effectivement réels pour le bien matériel de l’humanité, il n’en reste pas moins que les problèmes générés par la science et son usage non régulé ont amené l’humanité à devoir se confronter aux limites du monde accessible comme jamais auparavant. Il ne peut plus être question de chercher sans limites, ni surtout sans se préoccuper de la question des usages par l’humanité et des finalités à poursuivre. La science ne peut plus ignorer qu’elle ne peut apporter de bienfaits à l’humanité que si les finalités – l’humanité au contraire de la science ne vit que de finalités – sont l’objet de débats ouverts pour les déterminer et si les développements qu’elle induit respectent l’absolue dignité de toute personne humaine ou groupe humain. Ceci suppose que soit exercé un droit d’inventaire scientifiquement mené. Aucune de ces exigences n’est présente dans ce chapitre pour en fonder l’argumentation et en assurer la pertinence.
Guido Tonelli est un vulgarisateur de talent et un humaniste à la vaste culture artistique et philosophique. Il nous invite à une exploration passionnante des différentes conceptions des plus grands penseurs qui, au fil du temps, ont bouleversé notre conception de la matière et de son absence. La mécanique quantique a montré que loin d’être une absence, ce vide serait curieusement plein d’énergie dont peuvent émerger des particules massives. Comme dans ses autres ouvrages, l’auteur se livre à des parallèles nombreux entre arts et sciences qui sont en résonance avec la fascination que l’homme, à toutes époques, a manifesté à l’égard du vide, du rien, du néant. Dans sa conclusion, Guido Tonelli, confie à la science le rôle principal pour assurer notre avenir. L’homme doit aussi veiller à ce que toutes les découvertes scientifiques respectent notre dignité humaine.
