Concours Supélec 2009 Sciences et Technologies dans l Art Le 30 Décembre 2009 Alain MADY-FETHERSTONE (2007) France HUREAUX (2007) [LE JEU DES 7 ERREURS QUANTIQUES] Introduction à la physique quantique au travers des œuvres «Persistance de la mémoire» et «La désintégration de la persistance de la mémoire» de Salvador Dali
Introduction «L art est fait pour troubler. La science rassure.» Cette phrase de Braque surprend et est tout à fait contestable, surtout quand on traite du domaine si complexe et peu observable qu est la physique quantique. Un des artistes qui s est fait porte parole de cette science à travers son œuvre est Salvador Dali. En effet dès les années 50 les mathématiques vont devenir sa source d inspiration (Fibonacci, le nombre d or et la spirale logarithmique de sa célèbre trompe de rhinocéros). Pr la suite, Dali deviendra un fervent admirateur des travaux du cosmologue Stephen Hawking. Nous avons choisi de décrire une œuvre tout à fait originale et surprenante :«La désintégration de la persistance de la mémoire». Pour réaliser ce tableau, Dali a appliqué les principes de physique quantique énoncés par les physiciens de son temps à une de ses premières et plus célèbre toiles: «La persistance de la mémoire». C est donc une transposition de la première œuvre par le prisme de la physique quantique. Description des œuvres Tableau 1 - «Persistance de la mémoire» 1931 MoMa Figure 1 - La persistance de la mémoire (61 83 cm) 2
«La Persistance de la mémoire» est une des œuvres les plus représentatives de l œuvre de Salvador Dali, peinte en 1931, à l âge de 27 ans seulement. Dans la vie secrète de Salvador Dali, Dali raconte avoir peint cette toile après avoir mangé un «excellent camembert»:«je restai un moment accoudé à la table, réfléchissant aux problèmes posés par le «super mou» de ce fromage coulant. Je me levai et me rendis dans mon atelier». Très vite cette toile fut vendue à une galerie américaine. Tableau 2 - «Désintégration de la persistance de la mémoire» 1952 Salvador Dali Museum, Florida Figure 2 - Désintégration de la persistance de la mémoire Vingt-et-un-an après avoir peint «La persistance de la mémoire», Dali crée cette toile qui s en inspire en y intégrant la nature corpusculaire de la matière et les principes quantiques énoncés par Einstein ou Hawking quelques années auparavant. 3
Principes physiques et leur interprétation aux travers des œuvres de Dali Comment Dali a-t-il «désintégré» son premier tableau? C est dans cette logique que nous avons voulu analyser le tableau de 1952. Nous avons essayé d identifier les principes quantiques appliqués par Dali à son premier tableau. Cette approche, rigoureuse et scientifique, permet de mettre en avant la grande connaissance de Dali sur ce sujet et nous semblait rendre hommage à sa seconde passion : la science. 1. «Il est plus facile de désintégrer un atome qu'un préjugé» - Einstein La description du monde corpusculaire que fournit la mécanique quantique s'appuie sur une vision radicalement nouvelle, et s'oppose en cela à la mécanique classique. Le cadre posé par la mécanique quantique est à l échelle atomique et met en évidence que chaque élément a une dualité onde-corpuscule. En décomposant le premier plan en petits pavés élémentaires, Dali nous introduit à la physique quantique. En effet, il pose ici les postulats de base, le principe fondamental de la physique quantique : les particules ont un comportement indépendant de leur environnement. L'état quantique de deux objets doit être décrit globalement, sans pouvoir séparer un objet de l'autre, bien qu'ils puissent être spatialement séparés. Dali nous oblige à raisonner dans un monde corpusculaire, dans un monde inconnu. Le monde tel que nous le connaissions, le monde tel que peint dans le tableau 1, «La persistance de la mémoire», n existe plus et n est pas régit aux mêmes lois. C est ainsi que Dali nous invite dans un monde quantique, un monde soumis à des nouveaux principes, en rupture avec les principes intuitifs de la mécanique galiléenne : nous sommes maintenant projetés dans le monde où ce sont les principes de Heisenberg qui s appliquent. Décomposition du premier plan en particules élémentaires 4
2. 1er principe d incertitude d Heisenberg Premier Principe d incertitude d Heisenberg Le premier principe d incertitude d Heisenberg nous indique les limites sur la précision de mesure que l on puisse obtenir sur l information d un système donné (ici le premier tableau). Ainsi, lorsqu on essaie de mesurer la position d une particule avec précision, l information sur sa vitesse est incertaine. Cette notion de mouvement indissociable de l observation s observe dans le tableau de Dali où les objets quantiques, fixes dans le premier tableau, sont mis en mouvement et déformés (impact sur l observation). La vitesse est omniprésente dans le tableau de Dali, où tous les objets semblent pris dans une aspiration vers un point de fuite imaginaire. 3. L énergie du vide Dans son deuxième énoncé, Heisenberg traduit la non existence du vide par l'équation du Second principe d'incertitude : E. T h /( 2 Π ). Autrement dit, si nous effectuons une mesure sur un système, pendant un temps extrêmement court, le vide est habité par une énergie et cette énergie est d'autant plus grande que le temps de la mesure est bref. On appelle ce phénomène fluctuation du vide. Le vide est donc habité par une énergie qui peut prendre des proportions faramineuses sur des échelles de temps très courtes. 5
Dali applique bien le principe de fluctuation du vide dans le sens où dans le deuxième tableau, le vide n existe plus tout l espace est occupé. Il y a néanmoins un espace nouveau, l espace sous le sol au premier plan. Que représente ce vide? Un rappel de la physique newtonienne? Un garde fou qui nous suggère que nous serons toujours limités par notre perception du monde tel que nous le connaissons. Car dans le monde quantique le vide n existe pas puisque il y a toujours une probabilité de trouver une particule, une énergie dans l espace d observation. Alors que représente cet espace, ce nouvel espace qui n existait pas dans son premier tableau? La réalité nous rattrapera-t-elle toujours? 4. Introduction à la relativité? Dans une tentative de banalisation du principe de relativité restreinte, Einstein a formulé cet énoncé simple : «Placez votre main sur un poêle une minute et ça vous semble durer une heure. Asseyez-vous auprès d'une jolie fille une heure et ça vous semble durer une minute. C'est ça la relativité» Dans le monde quantique, le temps est une dimension au même titre que les trois dimensions de l espace. En raisonnant à l échelle atomique, il est nécessaire de se poser différemment la question de l espace et du temps. Distorsion du temps Dans le deuxième tableau, dans le monde quantique, nous avons l impression d assister à une distorsion, de l espace et du temps. En effet, la relativité est introduite par Dali par la 6
différence d heure présentée sur chaque horloge. L une indique 6h00 l autre 5h50. Le temps dépend du référentiel, de la position. L Espace-temps est distordu. 5. Les trous noirs donnent l heure! Champ gravitationnel infini Une des découvertes fondamentale du 20 ème siècle en astrophysique est bien évidemment l existence des trous noirs.. Leur existence a été expliquée par la théorie de la relativité générale d Einstein puis mise en évidence par Stephen Hawking dont Dali était un grand admirateur. Le trou noir est un champ gravitationnel si intense qu il empêche toute forme de matière de s en échapper. Dans «la désintégration de la persistance de la mémoire», on distingue 2 trous noirs : les deux montres (celle posée sur le socle ainsi que celle posée dans l olivier mort). Les éléments constitutifs du socle qui passent dans l environnement des montres sont «happés» par le champ gravitationnel et ne poursuivent plus leur course vers le point de fuite initial. L effet de distorsion (allongement) à l approche des trous noirs confirme la métaphore imagée de la montre et du trou noir. 6. Principe de la cohérence Principe de la cohérence Au niveau atomique les particules n ont peu ou pas d interactions avec l environnement, on dit qu elles sont en «cohérence» avec le monde quantique. A l inverse, notre monde est composé de milliards de particules où les interactions sont fréquentes. Il se produit la «décohérence». C est pourquoi à notre échelle le phénomène quantique n est pas observable et que notre tasse de café ne traverse pas notre bureau 7
Dans son tableau, Dali intègre fortement ce phénomène de cohérence notamment en faisant traverser le sol à une des montres. Cette montre est «la montre de Newton» du précédent tableau, la seule rigide, qui maintenant indique également l heure? Dali a-t-il voulu ici exprimer que sans être observable dans notre univers de solidité «Newtonien», la physique quantique est néanmoins fondamentale ntale à l explication du cosmos? 7. «L art c est moi, la science c est nous.» - Claude Bernard «Durant la période surréaliste, j ai voulu créer l iconographie du monde intérieur, le monde merveilleux de mon père Freud et j y suis arrivé. À partir des années 1950, le monde extérieur celui de la physique a transcendé celui de la psychologie. Mon père, aujourd hui, est le Docteur Heisenberg». Dans le préambule de son Manifeste de l Antimatière, Dali annonce la différence fondamentale entre ses deux tableaux : la place qu il donne à son individualité. Dans «La persistance de la mémoire», Dali se positionne, au travers du fœtus, au centre de l œuvre. C est une approche égoïste et psychologique qui a pour but l exploration du monde intérieur de l artiste, de la recherche du soi :«L art c est moi» Dans «La désintégration de la persistance de la mémoire», Dali entreprend une approche scientifique, il ne se positionne plus comme étant le centre de l œuvre, la distorsion du fœtus ne permet plus de reconnaitre l aspect humain de la forme. Cet objet est devenu amorphe et transparent. Une approche scientifique ne laisse aucune place à l individualité. Dali l a bien compris, il s efface de l œuvre, il ne se positionne plus au centre de l œuvre, il veut donner une dimension scientifique à ses travaux il a rejoint la vision de Claude Bernard rd :«La science, c est nous.» 8
Conclusion «La persistance de la mémoire» est un des tableaux les plus célèbres de Dali. Les interprétations sont nombreuses et couvrent principalement l analyse «freudienne» du tableau. «La désintégration de la persistance de la mémoire» est en revanche beaucoup moins célèbre et célébré. Peu d analyses, d articles de presse existent. Une des explications à ce décalage est sans doute le niveau de compétence scientifique nécessaire à la compréhension du deuxième tableau. En effet, Dali était un passionné, à la pointe de la connaissance scientifique (il fut abonné jusqu à sa mort aux plus grands journaux scientifiques de l époque et passa de longs moments à décrypter les travaux des grands physiciens de son temps). Ainsi cette œuvre est-elle moins accessible à l amateur d art classique. 9