ACCEPTER ET VIVRE AVEC L’INCERTITUDE AU XXI SIÈCLE

Antonio Ruiz de Elvira

 Universidad de Alcalá, Espagne

 20 novembre 2020

( adjunta / versión original en castellano )

Depuis environ quatre siècles, la physique, en tant que paradigme de la science, recherche des certitudes dans le monde qui nous entoure et dont nous faisons partie. Newton, et ceux qui ont développé ses idées, jusqu’à Laplace et ses disciples au 19ème siècle, ont soutenu qu’ils étaient capables de prédire avec précision les mouvements d’un système d’une étoile et des planètes, comme le système solaire.

A la fin de ce siècle dernier, Poincaré, en France, a analysé le mouvement, non pas d’un système solaire avec des planètes, mais d’un système solaire avec trois soleils de masses similaires mais non égales. Les mouvements étaient incertains, imprévisibles. La découverte a été rejetée comme une curiosité.

À cette époque et jusqu’en 1930, l’on a développé la mécanique des atomes. On a découvert que leurs mouvements étaient incertains, mais la cause de cette incertitude a été laissée de côté, presque comme une autre curiosité. On a dit que oui, au niveau atomique il y avait de l’incertitude, mais que le déterminisme était retrouvé quand on montait dans l’échelle vers des mouvements macroscopiques.

Si nous suspendons une règle à une autre règle de longueur différente le mouvement des deux règles est chaotique, et il devient aléatoire si nous augmentons le nombre de règles couplées. Les règles oscillant sont des pendules et ils sont les systèmes mécaniques les plus simples de la nature. Les enfants les utilisent tous les jours : ce sont les balançoires. Une seule balançoire est certaine, les parents peuvent être tranquilles. Et pourtant lorsqu’elles sont combinées avec d’autres, leurs mouvements sont incertains (évidemment, ils ne peuvent pas s’éloigner de leurs points d’attache plus loin que leur longueur).

Plusieurs boules sur une table de billard, secouées d’une certaine façon de temps en temps (pour compenser la friction des boules) effectuent des mouvements incertains (dans le cadre de la table) qui ne peuvent être inversés dans le temps, et ce, malgré le fait que les boules sont aussi des systèmes naturels d’une simplicité maximale.

Si c’est le cas de systèmes interactifs extrêmement simples, que pouvons-nous attendre de systèmes interactifs complexes ?

La mécanique atomique, également appelée quantique, maintient un « principe d’incertitude » des mouvements de ces échelles atomiques. Mais ce principe d’incertitude n’est pas exclusif aux échelles atomiques. Elle dépend, à ces échelles, du fait qu’il n’y a pas de rayonnement électromagnétique de petite longueur d’onde qui ait des énergies inférieures à celles des électrons des atomes.

Sur une route pleine de voitures qui se déplacent en douceur, elles maintiennent le mouvement déterministe dans la lumière du jour ou quand elles sont éclairées par les lumières habituelles des routes, ou les phares des voitures. Cette lumière a une très faible énergie. Par contre, si elles sont éclairées par une lumière au laser, qui peut avoir une énergie similaire à celle des voitures, celles-ci vont se déplacer de façon irrégulière et la route deviendra un véritable pandémonium, les voitures se heurtant les unes aux autres, et l’incertitude apparaîtra dans leurs trajectoires.  La même chose se produirait si, à la maison, nous installons des lasers puissants: dès que nous aurons allumé les pièces, tout ce qui se trouve dedans va se mouvoir de façon incertaine.

Si à l’échelle humaine nous utilisions des énergies plus puissantes, le “principe d’incertitude atomique” s’établirait dans nos vies. Il n’y a aucune différence qualitative entre le monde atomique et le monde à échelle humain, sauf les différences quantitatives d’énergie.

L’incertitude dans le climat et la société humaine

L’incertitude est innée dans la nature lorsque des systèmes interagissent avec des énergies similaires aux siennes, et cela se produit au niveau atomique, et au niveau macroscopique, et à ce niveau en particulier dans les systèmes complexes, avec de nombreux sous-systèmes en interaction: le climat, la société humaine, les fluides…

Le climat est incertain dans son évolution, car il correspond aux statistiques d’un système complexe d’innombrables parties en interaction, le temps qui nous apporte la pluie et la sécheresse, le froid et la chaleur, de manière continue mais irrégulière.

Le climat est incertain. Nous pouvons connaître son évolution dans les mêmes termes statistiques que sa définition. Le climat varie constamment, car il dépend d’un très grand nombre de facteurs. Une analogie serait celle d’un ensemble très élevé de pendules couplés, et de leur mouvement irrégulier.

Les responsables sociaux ne cessent de se demander: comment le climat va-t-il évoluer ? Et ils ne comprennent pas que nous ne pouvons pas le savoir. Nous savons qu’actuellement la température mondiale augmente, et nous savons qu’elle continuera à le faire. À partir de là, la seule chose que l’on peut savoir, ce sont les estimations statistiques.

Il n’est pas possible d’éliminer l’incertitude.

Les êtres humains l’ont essayé avec des règles et des normes, avec des religions et des philosophies, avec des machines et des infrastructures.

Mais l’incertitude revient toujours.

Les machines s’arrêtent et tombent en panne de manière incertaine. Les ponts s’écroulent sans aucune certitude qu’ils ne retomberont pas. Sur les routes, les voitures s’entrechoquent et s’arrêtent.

Les religions ont essayé de faire en sorte qu’une partie de leurs fidèles soient sauvés après leur mort, mais que certains (au Moyen-Âge, la grande majorité) seraient condamnés et il n’y avait aucune certitude quant à savoir qui était condamné et qui était sauvé.

Les sociétés émettent des règles et des lois en continu, sans s’arrêter, dans un flux pesant. Mais le comportement des sociétés, et de leurs membres, les gens, est incertain, dans des cadres de fonctionnement. Cela est naturel, parce que les gens et leurs sociétés font partie d’une nature incertaine.

Il existe une Vision du Monde (ViM) (Weltanschauung, en allemand) qui tente sans cesse d’éliminer l’incertitude.

Je propose une autre ViM. Une approche dans laquelle nous acceptons l’incertitude dans la nature et dans une partie de celle-ci, les êtres humains, et nous cherchons des moyens de vivre avec elle, sans essayer de l’annuler.

Un exemple peut illustrer ce point. Les routes, du moins en Espagne, ont été construites jusqu’à présent en supposant qu’il n’y ait pas ni accident ni panne. Les accotements de ces routes, lorsqu’ils existent, ne sont pas continus et ne sont pas assez larges pour permettre le passage de la police, des grues et des véhicules de réparation. Si l’on accepte l’incertitude du trafic, les routes sont construites avec des larges accotements de telle sorte qu’une grue, pour atteindre un point de conflit, n’a pas besoin d’avancer parmi une masse de véhicules arrêtés.

En acceptant l’incertitude, les choses sont conçues différemment, et une immense quantité de temps (un bien d’une valeur économique énorme) et d’énergie, est économisée, et la pollution se réduite.

L’exemple récent de la pandémie COVID-19 indique un autre cas de rejet de l’incertitude. Les gouvernements de la plupart des pays du monde vivaient jusqu’à la fin de 2019 dans la “certitude” que rien de grave ne pourrait se produire dans leurs domaines de gestion. En n’acceptant pas l’incertitude de la situation sanitaire, presque aucun gouvernement n’avait les moyens, les protocoles ou les médecins pour faire face à l’épidémie.

La crise financière de 2007/2008 en est un autre exemple. Presque aucune société sur terre n’avait envisagé l’incertitude de la finance, locale et mondiale. Lorsque, naturellement, comme le système économique est non linéaire et susceptible d’atteindre des points critiques, un crash s’est produit, presque aucun responsable social n’a su quoi faire.

La reconnaissance de la réalité incontournable de l’incertitude, et de l’impossibilité de l’éliminer, doit conduire chacun, des individus aux petits secteurs de la société, aux pays, au système mondial, à consacrer des ressources humaines, et une petite quantité de ressources matérielles, à la préparation d’alternatives viables aux problèmes éventuels auxquels la société a été et peut être confrontée. Il s’agit d’avoir préparé des protocoles d’action rapide, qui permettront de ralentir l’évolution des problèmes dans

leurs phases initiales, qui sont les seules dans lesquelles il est possible d’agir efficacement.

Le climat est en train de changer. La vie, telle que nous la connaissons, ne sera pas la même tout au long du XXIe siècle. Le changement est incertain. Ce que nous devons faire, c’est préparer des alternatives et des protocoles d’action en conséquence. Par exemple, si le niveau de la mer monte, les villes côtières devront être déplacées, ou des digues devront être construites à la manière néerlandaise pour les protéger. Si une région géographique, comme l’Espagne, est plongée dans des épisodes de sécheresse très prolongés, peut-être qu’on devrait construire des transferts d’eau à partir de l’Europe du Nord, ou bien cette partie de l’Europe devrait accepter l’immigration de millions d’Espagnols. Et ainsi de suite avec le reste des alternatives pour répondre au changement climatique.

Tant que nous continuerons à chercher des certitudes, nous serons condamnés à frapper encore et encore, à avancer très lentement vers une vie libre et joyeuse, créative, et vers des sociétés dans lesquelles il fait bon vivre.

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ACEPTAR Y VIVIR CON LA INCERTIDUMBRE EN EL SIGLO XXI

20 noviembre 2020, Antonio Ruiz de Elvira, Universidad de Alcalá, Madrid

Durante unos cuatro siglos, la física, como paradigma de la ciencia, ha buscado la certidumbre en el mundo que nos rodea y del que formamos parte. Newton, y aquellos que desarrollaron sus ideas, hasta Laplace y sus seguidores en el siglo XIX, mantenían que eran capaces de predecir con exactitud los movimientos de un sistema de una estrella y planetas, como el sistema solar.

A finales de ese último siglo, Poincaré, en Francia, analizó el movimiento, no de un sistema solar con planetas, sino de un sistema solar con tres soles de masas similares, pero no iguales. Los movimientos eran inciertos, impredecibles. El descubrimiento se dejó de lado como una curiosidad.

Por aquella época y hasta 1930, se desarrolló la mecánica de los átomos. Se descubrió que sus movimientos eran inciertos, pero se dejó de lado la causa de la incertidumbre, y esta, casi como otra curiosidad. Se decía que sí, a nivel atómico había incertidumbre, pero que se recuperaba el determinismo cuando se ascendía de escala hacia movimientos macroscópicos.

Si colgamos un péndulo de otro péndulo de distinta longitud y este de otro de longitud distinta de los anteriores, el movimiento es caótico, y se convierte en aleatorio si aumentamos el número de péndulos acoplados. Lo mismo ocurre si colgamos varios péndulos de distintas longitudes de un cable tenso. Esto se puede hacer en casa, uniendo dos reglas de distintas longitudes mediante un clavo que permita que giren y otro en un extremo de una de ellas, y dejándolas oscilar.

Los péndulos son los sistemas mecánicos más sencillos de la naturaleza. Y sin embargo, cuando se combinan entre sí, sus movimientos son inciertos dentro de unos marcos generales (evidentemente, no pueden moverse más lejos de sus puntos de apoyo de lo que marquen sus longitudes).

Las bolas de una mesa de billar con muchas de ellas, agitada de forma determinista de vez en cuando (para compensar el rozamiento de las bolas) realizan movimientos aleatorios (dentro del marco de la mesa) que no pueden invertirse en el tiempo, y esto, a pesar de que las bolas son también sistemas naturales de máxima simplicidad.

Si ocurre así con sistemas interactivos máximamente simples, ¿qué podemos esperar de sistemas interactivos complejos?

La mecánica atómica, también llamada cuántica, mantiene un “principio de incertidumbre” de los movimientos de esas escalas atómicas. Pero este principio de incertidumbre no es exclusivo de las escalas atómicas. Depende, en esas escalas, de que no existe radiación electromagnética de longitud de onda pequeña que tenga energías menores que las propias de los electrones de los átomos.

En una carretera llena de coches moviéndose de manera suave, estos mantienen el movimiento determinista si se iluminan con luz de baja energía (la luz normal). Pero si se iluminan con luz (láseres) de energías similares a las propias, la carretera se convierte en un pandemónium, los coches chocan entre sí y aparece incertidumbre en sus trayectorias.

La incertidumbre es algo innato en la naturaleza siempre que los sistemas interaccionen con energías similares a las propias, y esto ocurre a nivel atómico, y a nivel macroscópico, y en este nivel sobre todo en los sistemas complejos, con muchos subsistemas interactuantes: El clima, la sociedad humana, los fluidos, …

El clima, que es una construcción humana, la estadística del tiempo atmosférico, es incierto en su evolución, como corresponde a la estadística de un sistema complejo de innumerables partes en interacción, como es ese tiempo que nos trae lluvia y sequía, frío y calor, de manera continua pero irregular.

El clima es incierto, dentro de ciertos márgenes. Podemos conocer su evolución en los mismos términos estadísticos que su definición. El clima varía constantemente, pues el tiempo atmosférico depende de un número muy elevado de factores. Una analogía sería la de un conjunto muy elevado de péndulos acoplados, y su movimiento irregular.

Los gestores sociales no paran de preguntar: ¿Cómo va a evolucionar el clima? Y no entienden que no se puede saber. Conocemos que en este momento está aumentando la temperatura global, y sabemos que seguirá haciéndolo. A partir de ahí, lo único que se puede conocer son estimaciones estadísticas.

No es posible eliminar la incertidumbre.

Los seres humanos lo han intentado con reglas y normas, con religiones y filosofías, construyendo máquinas e infraestructuras.

Pero la incertidumbre vuelve siempre.

Las máquinas se paran y se estropean de manera incierta. Los puentes se caen sin que haya certidumbre de que no lo van a hacer. En las carreteras, los coches chocan entre sí y sufren averías.

Las religiones han intentado asegurar que sus seguidores se salvarían tras la muerte. Pero que algunos (en la Edad Media, la gran mayoría) se condenarían, y no había certidumbre a la hora de saber quién se condenaba y quién se salvaba.

Las sociedades emiten reglas y leyes de manera continua, sin parar, en un flujo agobiante. Pero el comportamiento de las sociedades, y de los miembros de ellas, las personas, es incierto, dentro de unos marcos de funcionamiento.

Hay una Visión del Mundo (ViM)  (Weltanschauung, en alemán) que insiste una y otra vez en tratar de eliminar la incertidumbre.

Yo propongo otra ViM. Una en la cual se acepte la incertidumbre en la naturaleza y en una parte de ella, los seres humanos, y  se busquen formas para vivir con ella, sin tratar de anularla.

Un ejemplo puede ilustrar esto. Las carreteras, al menos en España, se han construido hasta ahora asumiendo que no hay ni accidentes, ni averías.  Los arcenes de esas carreteras, cuando existen, no son continuos, y no tienen la anchura suficiente para que por ellos pasen policía, grúas y vehículos de reparación. Si se acepta la incertidumbre del tráfico, se construyen carreteras con arcenes amplios de manera que una grúa, para llegar a un punto de conflicto, no tenga que avanzar entre una masa de vehículos parados. Al aceptar la incertidumbre, se diseñan las cosas de otra manera, y se ahorra una inmensa cantidad de tiempo (un bien de un enorme valor económico) y energía, y se reduce la contaminación.

El ejemplo reciente de la pandemia de COVID-19 nos indica otro caso de rechazo de la incertidumbre. Los gobiernos de la mayoría de los países del mundo vivían hasta los meses finales de 2019 en la certidumbre de que no podía pasar nada grave en sus ámbitos de gestión. Al no aceptar la incertidumbre de la situación sanitaria, casi ningún gobierno tenía preparados ni los medios, ni los protocolos ni los médicos necesarios para abordar la epidemia.

Otro ejemplo fue la crisis financiera de 2007/2008. Casi ninguna sociedad del planeta había considerado la incertidumbre de las finanzas, locales y globales. Cuando, como es natural, puesto que el sistema económico es no lineal y propenso a alcanzar puntos críticos, se produjo un crash, casi ningún gestor social sabía qué hacer.

El reconocimiento de la realidad inescapable de la incertidumbre, y de la imposibilidad de eliminarla debe llevar a todos, desde los individuos, a los sectores menores de la sociedad, a los países, al sistema global, a dedicar recursos humanos, y una pequeña cantidad de recursos materiales, a preparar alternativas viables ante los posibles problemas a que se ha enfrentado y se puede enfrentar la sociedad. Se trata de tener preparados protocolos de actuación rápida, que permitan frenar el desarrollo de los problemas en sus etapas iniciales, que son las únicas en las que se puede actuar con eficacia.

El clima está cambiando. La vida, tal y como la conocemos, va a dejar de ser la misma a lo largo del siglo XXI. El cambio es incierto. Lo que debemos hacer es preparar alternativas, y protocolos de actuación según las mismas. Por ejemplo, si sube el nivel del mar, las ciudades costeras tendrán que reubicarse, o será preciso hacer diques a la manera holandesa para protegerlas. Si una región geográfica, como España, se sume en episodios de sequía muy prolongados, sería quizá preciso construir trasvases desde el norte de Europa, o que esta acepte la inmigración de millones de españoles. Y así con el resto de las alternativas de realización del cambio climático.

Mientras sigamos buscando la certeza, estamos condenados a darnos de golpes una y otra vez, avanzando muy despacio hacia una vida libre y gozosa, creativa, y unas sociedades en las que dé gusto vivir.

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