Le test du canard est l’une des heuristiques les plus limpides de la boîte à outils épistémologique : si ça marche comme un canard et si ça cancane comme un canard, traitez-le comme un canard. Cela fonctionne parce que les signes de surface sont généralement enchevêtrés avec les causes sous-jacentes. Les canards marchent comme ils le font en raison de leur anatomie ; ils cancannent en raison de la forme de leur bec. La surface et la substance ne sont pas indépendantes. Lorsqu’on lit correctement la surface, on a généralement correctement identifié la substance.

La théorie des cordes (string theory, dans son nom original en anglais) est le cas le plus célèbre dans la science moderne d’une entité qui a déjoué cette heuristique. Non parce qu’elle n’avait pas l’air d’être de la physique — elle ressemblait exactement à de la physique. Elle utilisait le vocabulaire de la physique, les revues de la physique, l’infrastructure de financement de la physique, les prix de la physique. Leonard Susskind, Ed Witten et d’autres esprits de brillance authentique y ont consacré des décennies. Au milieu des années 1990, ne pas travailler sur la théorie des cordes représentait un risque de carrière en physique théorique. Le canard marchait. Le canard cancannait. Le canard avait un curriculum vitae impeccable.

Et pourtant, aucune expérience n’est jamais venue la confirmer. Aucune expérience ne le pouvait.

I. Pourquoi l’heuristique fonctionne presque toujours.

Le test du canard fonctionne parce que les attributs observables sont normalement causalement liés à la chose qu’ils indiquent. Lorsqu’un médecin diagnostique à partir de symptômes, lorsqu’un détective infère à partir d’indices, lorsqu’un scientifique identifie un composé par son spectre, la chaîne d’inférence tient parce que les signaux sont en aval causal de la chose.

La notion de ressemblance de famille de Wittgenstein ajoute une nuance utile. Les catégories tiennent ensemble non par une essence unique partagée, mais par des grappes de ressemblances qui se recoupent — des traits qui se croisent sans qu’aucun d’eux soit présent chez tous les membres. Le test du canard fonctionne non parce que les canards ont une essence définitoire, mais parce que le faisceau de traits-canard coexiste de manière fiable. Ce qui signifie aussi : l’heuristique échoue, de manière prévisible, lorsque ces traits peuvent être produits indépendamment de la réalité sous-jacente. Quand le bec, la démarche et le cri peuvent être assemblés sans l’anatomie.

C’est le mode de défaillance. Et il est plus courant qu’on ne le croit, surtout quand la chose imitée est de haut statut institutionnel.

II. Comment la théorie des cordes a réussi tous les tests de surface.

La genèse elle-même fut une coïncidence exactement du genre que les physiciens avaient appris à tenir pour fiable. En 1968, Gabriele Veneziano remarqua que la fonction bêta d’Euler — une pièce de mathématique pure du XVIIIe siècle qui n’avait rien à faire près de la physique des particules — décrivait les amplitudes de diffusion de la force forte avec une précision troublante. En deux ans, Leonard Susskind, Yoichiro Nambu et Holger Nielsen avaient réinterprété la formule de Veneziano comme le comportement de cordes unidimensionnelles vibrantes. Le canard est né avec le plus fort des présages : une pièce ancienne et belle de mathématiques qui se trouvait coller aux données expérimentales. La géométrie de Riemann avait fait de même pour la relativité générale. Les espaces de Hilbert avaient fait de même pour la mécanique quantique. Le motif était réel, et le prior qu’il créait l’était aussi.

Le programme fut bientôt reformulé autour d’un problème plus profond : comment réconcilier la relativité générale et la mécanique quantique, les deux cadres fondateurs de la physique moderne, qui se contredisent aux échelles où les deux devraient s’appliquer. La proposition — que les particules fondamentales ne sont pas ponctuelles mais de minuscules cordes vibrantes unidimensionnelles — avait des vertus esthétiques immédiates. Elle unifiait les forces connues dans un seul cadre mathématique. Elle prédisait l’existence du graviton. Elle se connectait à des structures profondes des mathématiques qui donnaient à ceux qui y travaillaient l’impression de devoir traquer quelque chose de réel.

L’élégance mathématique était authentique. Ed Witten — peut-être le physicien mathématicien le plus formidable de sa génération, Médaille Fields incluse — travaillait sur les cordes. Quand quelqu’un du calibre de Witten travaille sur quelque chose, ça ressemble à de la physique sérieuse. Les marqueurs institutionnels ont suivi : financements, postes dans les universités d’élite, conférences, livres de vulgarisation, couverture enthousiaste dans la presse scientifique. Toute une génération de jeunes physiciens brillants a construit sa carrière dans ce paysage.

À la fin des années 1990, le programme présentait tous les traits superficiels d’une grande percée scientifique en cours. Le canard marchait. Le canard cancannait. Le canard donnait des conférences plénières dans les forums les plus prestigieux de la physique.

III. L’œuf qui n’est jamais venu.

Le critère de Karl Popper pour distinguer la science de la non-science est la falsifiabilité : un énoncé est scientifique s’il spécifie des conditions dans lesquelles il pourrait être prouvé faux. La théorie des cordes a rencontré un problème de forme caractéristique. Au fur et à mesure du développement du programme, les théoriciens ont découvert que les équations admettaient environ 10^500 solutions distinctes — 10^500 univers possibles, chacun avec des constantes physiques différentes, des masses de particules différentes, des lois différentes. L’une de ces solutions décrit vraisemblablement notre univers. Mais avec 10^500 options, n’importe quelle observation peut être accommodée quelque part dans le paysage. La théorie prédit tout, ce qui revient à ne rien prédire en particulier.

Lost in Math (2018) de Sabine Hossenfelder a diagnostiqué la maladie avec précision : les physiciens avaient confondu la beauté mathématique avec la vérité physique. L’heuristique — les mathématiques élégantes doivent pointer vers quelque chose de réel — avait bien servi le domaine pendant des siècles. La relativité générale est belle et vraie. La mécanique quantique est étrange et vraie. La beauté et la vérité avaient été corrélées assez longtemps pour que la corrélation elle-même soit devenue fiable. La théorie des cordes était belle. La corrélation n’a pas tenu.

The Trouble with Physics (2006) de Lee Smolin et Not Even Wrong (la même année) de Peter Woit sont arrivés au même constat par des chemins différents. Le programme s’était étendu si loin du contact expérimental qu’il avait cessé d’être contraint par le monde. Il était devenu, selon la formule de Woit, pas même faux — infalsifiable en principe, donc hors de la juridiction de l’expérience. Le canard n’avait jamais pondu d’œuf.

IV. De quoi était-il vraiment le canard ?

C’est ici que l’histoire bascule, et qu’elle dépasse la théorie des cordes.

La théorie des cordes n’était pas de la physique fondamentale au sens poppérien. Mais elle n’était pas rien. Elle était une communauté, un programme de recherche, une structure de carrières, une façon pour des personnes très talentueuses de faire un travail mathématique authentiquement beau. Elle a produit des résultats réels — en mathématiques. La symétrie miroir, la théorie des champs quantiques topologique, la correspondance AdS/CFT : ce sont des découvertes mathématiques genuines, précieuses par elles-mêmes, indépendamment de la justesse du tableau physique sous-jacent. Le canard existait. Ce n’était simplement pas le canard que l’on croyait financer.

L’échec était dans l’étiquetage, non dans les mathématiques. La théorie des cordes a été présentée, financée et staffée comme de la physique fondamentale. Le test du canard a été appliqué au mauvais niveau. Le talent de Witten, la persévérance de Susskind, l’élégance des mathématiques — tout cela constituait des signaux réels, qui tracent normalement de la vraie physique. Les signaux se sont découplés de la cible sous-jacente sans que personne ne s’en aperçoive, parce que le couplage avait toujours été si fiable auparavant.

Thomas Kuhn a décrit comment les paradigmes persistent au-delà de leur utilité : une fois qu’un programme de recherche a une masse institutionnelle suffisante — carrières, revues, conférences, doctorants — il devient très difficile à abandonner même quand les preuves s’amenuisent. Le paradigme produit sa propre gravité. Le test du canard devient plus difficile à appliquer de l’intérieur du nid.

C’est la généralisation qui vaut la peine d’être retenue. Le test du canard est l’heuristique pratique la plus fiable dont nous disposons pour naviguer dans des domaines complexes que nous ne pouvons pas comprendre entièrement de l’intérieur. Et c’est aussi — précisément parce qu’il est fiable — ce que les systèmes de haut statut apprennent à tromper. Non pas par fraude délibérée, généralement, mais par dérive : les marqueurs institutionnels se reproduisent d’eux-mêmes après que la substance sous-jacente s’est amincie. La bureaucratie qui marche comme du travail. Les métriques d’engagement qui marchent comme de la communication. Les fonctions d’optimisation qui marchent comme de l’intelligence. Les entretiens d’évaluation qui marchent comme du feedback.

Dans chaque cas, les signaux de surface se sont découplés de la substance sous-jacente à un moment donné — et le découplage était invisible un temps parce que l’infrastructure institutionnelle continuait de régénérer les signaux quoi qu’il arrive.

La question de Popper était toujours : à quoi ressemblerait ceci si c’était faux, et puis-je voir cette forme depuis là où je me trouve ? La théorie des cordes a mis trente ans à y répondre. La plupart des artefacts institutionnels n’y répondent jamais.

(Je dois noter pour le compte rendu que j’ai un immense respect pour Ed Witten et que je préférerais ne pas me trouver à portée lorsqu’il lira ceci. Je suis, comme on dit, un canard dans la ligne de mire.)