Le réglage fin est-il réel ? La question empirique sous-jacente

Résumé

Avant que l'argument du réglage fin puisse être évalué comme preuve du théisme ou comme motivation pour le multivers, une question empirique préalable doit être résolue : le réglage fin est-il un phénomène réel ? Plusieurs physiciens et philosophes ont soutenu que les affirmations sur le réglage fin sont exagérées, que les « constantes » de la nature ne sont pas aussi finement réglées qu'on le prétend, ou que les espaces de probabilité pertinents sont mal définis. The Fallacy of Fine-Tuning de Victor Stenger (2011), le programme de sélection naturelle cosmologique de Lee Smolin, et diverses objections du « chauvinisme carboné » constituent les principales positions sceptiques. Dans le cadre de Maslik 2 (Cosmique), la position du cadre conceptuel est que, bien que les affirmations spécifiques de réglage fin doivent être évaluées avec soin, le phénomène général est bien soutenu empiriquement et les principaux arguments sceptiques ne parviennent pas à dissoudre la question.

Les défis sceptiques

Trois principales lignes d'argumentation sceptique ont été développées.

Le défi de Stenger

The Fallacy of Fine-Tuning de Victor Stenger (2011) soutient que le réglage fin apparent est un artefact de la façon dont la question est posée. Il formule deux affirmations principales.

Premièrement, que de nombreux paramètres prétendument réglés finement ont des plages permettant la vie plus larges que ne le suggère l'argument du réglage fin. Stenger a mené des simulations d'univers avec des paramètres variés (utilisant un modèle informatique appelé MonkeyGod) et a rapporté que les univers permettant la vie ne sont pas rares dans l'espace des paramètres. La conclusion : le réglage fin est exagéré.

Deuxièmement, que les paramètres prétendument réglés finement ne sont pas indépendants. Certains réglages fins apparents reflètent des relations sous-jacentes qui, lorsqu'elles sont correctement comprises, réduisent le nombre de quantités réglées finement indépendantes.

La réponse de Luke Barnes (dans The Sky is Their Limit et dans l'article technique "The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent Life" 2012) a engagé les calculs spécifiques de Stenger et identifié des problèmes substantiels. La conclusion de Barnes est que les simulations de Stenger n'ont pas adéquatement modélisé les exigences pour la chimie complexe, la structure atomique, et les conditions stables à long terme nécessaires à la vie, et que des simulations plus soigneuses confirment plutôt que réfutent l'observation du réglage fin.

Le débat technique s'est poursuivi. La plupart des physiciens travaillant sur la cosmologie et les origines de la structure complexe accordent maintenant le phénomène général du réglage fin, tandis que les débats continuent sur des paramètres spécifiques et la taille des plages permettant la vie.

L'objection du chauvinisme carboné

Une objection différente : l'argument du réglage fin suppose que la vie telle que nous la connaissons (basée sur le carbone, dépendante de l'eau, émergeant par les types de chimie que notre univers permet) est la seule forme possible de vie. Si des formes alternatives de vie sont possibles dans des univers avec des paramètres différents, alors l'argument du réglage fin commet une pétition de principe — il suppose que la vie que les paramètres permettent est la seule vie possible.

Cette objection a une certaine force intuitive mais ne dissout pas, à l'examen attentif, le problème du réglage fin.

Premièrement, l'argument du réglage fin ne concerne pas seulement la vie au sens étroit. Il concerne la structure complexe — atomes, molécules, étoiles, planètes, tout ce qui implique un ordre macroscopique organisé. Beaucoup des paramètres prétendument réglés finement ne le sont pas seulement pour la vie mais pour toute structure complexe. Les univers avec des paramètres très différents n'ont souvent pas d'atomes, pas d'étoiles, aucune chimie d'aucune sorte. « La vie sous toute forme imaginable » n'est pas disponible dans de tels univers.

Deuxièmement, même là où des formes de vie alternatives pourraient être imaginables, le fardeau de la preuve se déplace. L'observation du réglage fin est empirique ; la réponse du chauvinisme carboné est spéculative. Pour dissoudre l'argument du réglage fin, le critique doit montrer que des formes de vie alternatives seraient plausibles dans des univers avec des paramètres différents — pas seulement qu'elles sont concevables. Le travail empirique dans cette direction n'a pas produit de résultats solides.

Troisièmement, en tout cas, le réglage fin s'étend à des paramètres qui ne sont pas spécifiques à la vie. Le problème de la platitude (le réglage fin apparent de la géométrie de l'univers), le problème de l'horizon (l'uniformité apparente du fond diffus cosmologique), le problème de la faible entropie (l'improbabilité extraordinaire de l'état d'entropie initial, calculée par Penrose) — ce sont des problèmes concernant la structure de base de l'univers, indépendants de toute supposition spécifique à une forme de vie.

Le cadre conceptuel traite l'objection du chauvinisme carboné comme une préoccupation méthodologique légitime qui devrait affiner l'argument du réglage fin mais ne le dissout pas.

Le problème de l'espace de probabilité

Une objection philosophiquement plus sophistiquée : l'argument du réglage fin dépend de l'attribution de probabilités aux valeurs des paramètres physiques. Mais d'où viennent ces attributions de probabilité ? En l'absence d'un espace de probabilité bien défini sur les paramètres possibles, l'affirmation du réglage fin n'est pas bien formée.

Cette objection a été pressée par Timothy McGrew, Lydia McGrew, et Eric Vestrup ("Probabilities and the Fine-Tuning Argument," Mind 2001) et engagée par Robin Collins. La question technique est réelle : les attributions de probabilité standard supposent des a priori uniformes sur l'espace des paramètres, qui peuvent ne pas être bien définis pour les paramètres non bornés ou pour les paramètres où les échelles naturelles ne sont pas évidentes.

La réponse de Collins a été de développer un cadre plus soigneux utilisant le Principe de Vraisemblance plutôt que les probabilités nues. La vraisemblance des paramètres observés étant donné le théisme est plausiblement plus élevée que la vraisemblance étant donné le naturalisme sans multivers — même sans attributions de probabilité précises. Le cadre conceptuel traite ceci comme un débat technique actif où la reformulation de Collins a une force substantielle.

La sélection naturelle cosmologique de Smolin

La proposition de Lee Smolin dans The Life of the Cosmos (1997) est un type différent de mouvement sceptique. Smolin a soutenu que les trous noirs produisent de nouveaux univers (une spéculation qui a été intégrée dans certains modèles cosmologiques), et que les univers avec des paramètres produisant de nombreux trous noirs généreront beaucoup d'univers « descendants », menant à une sélection naturelle cosmique qui produit des univers avec des paramètres optimaux pour la production de trous noirs. Puisque la production de trous noirs corrèle (Smolin a soutenu) avec les paramètres favorables à la structure complexe et à la vie, le réglage fin apparent a une explication darwinienne.

La proposition de Smolin a eu une acceptation limitée en cosmologie mais illustre une stratégie naturaliste différente : non pas le multivers-comme-ensemble mais le multivers-avec-mécanisme-de-sélection. Le cadre conceptuel la traite comme une position réelle avec ses propres difficultés (le mécanisme de production univers-trou-noir est spéculatif, la corrélation entre les paramètres favorables aux trous noirs et les paramètres favorables à la vie est contestée).

Ce que le phénomène établit

En accordant à ces objections leur force due, que reste-t-il ?

Les problèmes de platitude, d'horizon et d'isotropie sont empiriquement robustes et ne sont pas dissous par les arguments sceptiques. Ils ont été abordés par la cosmologie inflationnaire, qui elle-même requiert des conditions initiales très spécifiques.

La condition initiale de faible entropie (le calcul de Penrose) est empiriquement robuste. La probabilité de l'état d'entropie initial réel, sur les suppositions mécaniques statistiques standard, est d'approximativement 1 sur 10^(10^123) — un nombre si petit qu'il est fonctionnellement zéro sur toute mesure naturelle.

Le réglage fin de la constante cosmologique (la constante cosmologique observée étant approximativement 10^(-120) de sa valeur naturelle en théorie quantique des champs) est empiriquement robuste. C'est le réglage fin spécifique le plus frappant connu en physique.

Les paramètres de la physique nucléaire et de la structure atomique (la différence de masse proton-neutron, l'énergie de liaison du deutérium, les niveaux de résonance dans le carbone et l'oxygène qui permettent la nucléosynthèse stellaire) sont des cas empiriquement robustes de réglage fin pour la chimie et la structure complexe.

La position du cadre conceptuel : le phénomène général du réglage fin est bien soutenu. Les affirmations spécifiques doivent être évaluées cas par cas, et certaines affirmations de réglage fin dans la littérature populaire sont exagérées ou imprécisément formulées. Mais le phénomène empirique sous-jacent n'est pas réfuté par les arguments sceptiques.

Position du cadre conceptuel

La retenue épistémique du cadre conceptuel s'applique avec force ici.

Ce que le cadre conceptuel accorde : certains arguments populaires de réglage fin sont formulés de manière lâche ; certaines affirmations de paramètres spécifiques ont été raffinées ou modérées par un travail soigneux ; le problème de l'espace de probabilité est une question technique réelle.

Ce que le cadre conceptuel maintient : le phénomène général du réglage fin est empiriquement réel ; les cas spécifiques les plus robustes (platitude, faible entropie, constante cosmologique, paramètres de physique nucléaire) ne sont pas dissous par les arguments sceptiques ; la question de comment expliquer le réglage fin demeure une question cosmologique vivante.

Cette position permet à l'argument du réglage fin de faire un travail de cas cumulatif sans exiger des formulations naïves ou trop confiantes. L'argument est un brin de preuve, pondéré de manière appropriée, non pas l'ensemble du cas.

Ce que cet article établit

Contributions :

• Une carte des principales positions sceptiques sur le réglage fin.
• Un engagement avec la version la plus forte de chaque position.
• L'identification de là où le phénomène empirique sous-jacent demeure robuste malgré les arguments sceptiques.
• La position retenue du cadre conceptuel : le réglage fin est réel, les affirmations spécifiques doivent être évaluées avec soin, et la question de l'explication demeure ouverte.

Limites :

• L'article n'arbitre pas chaque dispute technique spécifique sur des paramètres spécifiques.
• L'article n'établit pas par lui-même que le réglage fin est une preuve du théisme. C'est le travail d'un argument subséquent (voir le fine-tuning-argument publié).

Connexions avec d'autres Masalik

• Maslik 2 (ce maslik) : compagnon du fine-tuning-argument publié, du multiverse-hypothesis-and-fine-tuning de ce lot, et de anthropic-principle-weak-and-strong.
• Maslik 1 (Philosophique & Métaphysique) : le problème de l'espace de probabilité se connecte aux débats philosophiques sur le principe de raison suffisante et la structure de l'explication.

Distinctions clés

• Affirmation de réglage fin spécifique (robustesse variable) vs. phénomène général de réglage fin (bien soutenu)
• Réglage fin spécifique à la vie (sujet à l'objection du chauvinisme carboné) vs. réglage fin de structure complexe (indépendant des suppositions de forme de vie)
• Problème d'espace de probabilité (question technique réelle) vs. dissolution du réglage fin (que les problèmes d'espace de probabilité seuls n'accomplissent pas)
• Simulations de Stenger (contestées) vs. modélisation raffinée de Barnes (consensus académique actuel)
• Sélection naturelle cosmologique (proposition de Smolin ; spéculative) vs. multivers d'ensemble (option naturaliste plus standard)

Principaux partisans (du réglage fin comme réel)

• Luke Barnes — "The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent Life" (2012) ; A Fortunate Universe (avec Geraint Lewis, 2016)
• Robin Collins — "The Teleological Argument" dans Blackwell Companion to Natural Theology (2009)
• John Leslie — Universes (1989)
• Paul Davies — Cosmic Jackpot (2007)
• Roger Penrose — calculs sur l'entropie initiale

Principaux critiques (questionnant les affirmations de réglage fin)

• Victor Stenger — The Fallacy of Fine-Tuning (2011)
• Lee Smolin — The Life of the Cosmos (1997) ; sélection naturelle cosmologique
• Sean Carroll — généralement sceptique des affirmations fortes de réglage fin
• Timothy et Lydia McGrew avec Eric Vestrup — problème d'espace de probabilité
• Don Page — critiques techniques en cosmologie
• Richard Carrier — The God Impossible et pièces plus courtes

Lectures supplémentaires

• Luke A. Barnes, "The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent Life," Publications of the Astronomical Society of Australia 29 (2012)
• Geraint Lewis et Luke A. Barnes, A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos, Cambridge University Press, 2016
• Robin Collins, "The Teleological Argument," dans W.L. Craig et J.P. Moreland, éds., Blackwell Companion to Natural Theology, 2009
• Victor Stenger, The Fallacy of Fine-Tuning: Why the Universe Is Not Designed for Us, Prometheus, 2011
• Lee Smolin, The Life of the Cosmos, Oxford University Press, 1997
• Timothy McGrew, Lydia McGrew, et Eric Vestrup, "Probabilities and the Fine-Tuning Argument," Mind, 2001
• John Leslie, Universes, Routledge, 1989
• Paul Davies, Cosmic Jackpot: Why Our Universe Is Just Right for Life, Houghton Mifflin, 2007
• Roger Penrose, The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe, Knopf, 2005