La croyance en une corrélation fondamentale entre musique et physique n’est pas nouvelle. Elle date au moins de Pythagore, et Kepler a poursuivi toute sa vie une quête de la musique des sphères, idée qu’il dut d’ailleurs abandonner lorsqu’il s’avéra que les planètes tournaient autour du soleil en ellipse, et non en cercle, comme le voulait la belle théorie platonicienne… Depuis, l’idée n’a pourtant pas cessé de travailler les esprits, et il existe déjà une multitude de programmes traduisant en musique les divers phénomènes physiques. L’astrophysicienne Fiorella Terenzi s’est attaquée à traduire la « musique des galaxies » mais elle n’est pas la seule. La plus récente tentative est le Quantizer, un programme du MIT convertissant en ondes sonores les données en provenance du LHC.

Les ondes à l’origine de l’univers

Le physicien et cosmologiste Stephon Alexander qui vient de publier un ouvrage passionnant sur le sujet, Jazz of Physics (dont Wired nous a offert en primeur un long extrait) possède un parcours des plus intéressants. Cet enfant du Bronx, originaire de la Trinité, a toujours vécu simultanément ses passions pour la physique et la musique. Pour le jazz, bien sûr (il est saxophoniste), notamment sous sa forme « free », mais aussi pour les musiques électroniques et le hip-hop. C’est ce qui rend son livre particulièrement intéressant. Il ne trouve pas ses inspirations tant dans les musiques classiques ou contemporaines (la musique de Terenzi ressemblerait plutôt à du Stockhausen), mais bel et bien dans des genres plus « urbains ». Il a d’ailleurs sorti avec le musicien electro Rioux un album plutôt réussi, hommage, nous dit-il, à « Ornette Coleman et Brian Eno« .

Loin d’être un épais traité théorique, Jazz of Physics est plutôt une autobiographie intellectuelle (mais qui n’hésite pas parfois à exposer des équations, bien que leur compréhension ne soit pas indispensable à la lecture !). Certaines des histoires racontées par Alexander, même s’il s’agit d’anecdotes, sont particulièrement intéressantes car elles nous montrent le degré d’interpénétration existant aujourd’hui entre les sciences, les technologies et les milieux artistiques et musicaux. Ainsi, comme le raconte le chapitre du livre publié par Wired, il a rencontré Brian Eno lors d’un cocktail organisé pour les spécialistes de la gravitation quantique, qui s’est tenu chez Lee Smolin, expert fameux en ce domaine. Et ailleurs dans son livre, il explique qu’il a rencontré Ornette Coleman, le père du free jazz, par l’intermédiaire de… Jaron Lanier, qui, il est vrai, en sus d’être le pionnier de la réalité virtuelle est également un musicien accompli.

Le chapitre proposé par Wired se concentre sur sa relation avec Brian Eno, et sur l’influence que ce dernier a exercée sur les travaux d’Alexander :
« Brian était ce que j’en suis venu à appeler un « cosmologiste du son. » Il enquêtait sur la structure de l’univers, non pas inspiré par la musique, mais avec la musique. Souvent, il faisait un commentaire en passant susceptible d’impacter mes recherches en cosmologie. »

Brian Eno manipule des ondes sonores explique Alexander. C’est-à-dire qu’il travaille sur un des aspects les plus fondamentaux de la physique : les vibrations. Son travail musical consiste essentiellement à fabriquer des ondes sonores complexes en associant d’autres, plus simples. Une opération connue des physiciens sous le nom de transformation de Fourier. Brian Eno est également l’un des pionniers de « musique générative », générée automatiquement par logiciel. Le programme utilise des rythmes très simples, qui se combinent indéfiniment entre eux, donnant, des patterns de plus élaborés, « la musique devient incontrôlée, non répétable, et imprévisible, très différente de la musique classique« , précise Alexander.

Mais la musique générative de Brian Eno n’offre pas qu’une ressemblance superficielle avec les travaux d’Alexander en cosmologie. Celui-ci travaille en effet sur une question fondamentale (la plus grande question selon l’un de ses professeurs, le physicien Robert Brandenberger) : « Comment la structure globale de l’univers a-t-elle émergé et évolué ? » En effet, aujourd’hui nous avons non seulement des étoiles et des galaxies, mais également des amas et des superamas de galaxies qui se regroupent eux-mêmes selon certains patterns, par exemple sous forme de filaments. Or cette organisation globale a été générée au niveau quantique, juste après le Big Bang, bien avant l’existence des atomes et à plus forte raison des étoiles ou des galaxies.
Se pourrait-il, s’est demandé Alexander alors qu’il observait Eno travailler, que l’univers lui-même soit issu d’un processus analogue, d’une onde très simple qui se serait complexifiée avec le temps ?

Improviser la science

Lorsqu’on examine un peu les écrits d’Alexander, on voit que le parallèle qu’il effectue entre physique et musique se développe dans plusieurs aspects. Le premier est que la musique reste un excellent moyen pour débloquer l’inconscient et apporter une forme de créativité. C’est dans la ligne des nouvelles techniques d’apprentissage que nous avons exposé dans un précédent article : la musique est un excellent moyen d’activer le « mode diffus » propre à la créativité et à la résolution de problèmes.

Le second aspect est le plus ancien, traditionnel, dans la droite lignée de Pythagore et Kepler : physique et musique possèdent un véritable coeur commun, essentiellement, pour lui, la notion associée aux vibrations et aux ondes, avec des caractéristiques particulières. Sa relation avec Brian Eno pourrait être placée dans cette catégorie. Parmi les aspects qui rapprochent la physique de la musique, et notamment du jazz, il y a par exemple la notion de symétrie. Au niveau subatomique toutes les particules se trouvent dans une relation de symétrie. Elles fonctionnent en miroir les unes par rapport aux autres. Pourtant, dès les commencements de l’univers, il existe une « brisure » de cette symétrie. Les particules de matière auraient dû être en nombre égal à celle d’antimatière. Pourtant, après le Big Bang, l’antimatière a quasiment disparu, laissant essentiellement le champ libre à la matière telle que nous la connaissons. « La symétrie qu’on trouve dans les compositions musicales reflète la symétrie existant dans les champs quantiques, et la rupture de ces symétries dans les deux cas apporte une magnifique complexité. En physique, nous obtenons par la rupture de symétrie les diverses forces de la nature, en musique nous obtenons les tensions et les résolutions. »

La troisième association qu’il établit, c’est celle existant entre la pratique de la performance Jazz (notamment free) et la méthode scientifique elle-même : le rôle de l’improvisation. La nécessité de briser des codes, de provoquer des « ruptures de symétrie » qui concourent à l’innovation et l’élaboration de nouvelles théories. « Je suis inquiet pour ma recherche si je ne commets pas d’erreurs« , explique-t-il dans une interview à Gizmodo. « C’est habituellement un signe que je ne travaille pas sur quelque chose d’intéressant. Je ne vais pas aussi loin que je le devrais. Encore une fois, le jazz peut servir de métaphore : improviser, cela veut dire qu’on embrasse les erreurs. Donc, vous jouez une fausse note. Et alors ? »

Jusqu’où faut-il prendre au sérieux cette similarité entre physique et musique ? Les liens entre les deux domaines sont forts et partagent une histoire commune remontant à la plus haute antiquité. Toutefois, il ne faut pas prendre une telle métaphore au pied de la lettre. Comme l’écrit Alexander, son livre est essentiellement consacré au pouvoir de l’analogie. Mais, continue-t-il, « c’est dans les limites de ces analogies, là où cela implique le besoin de nouvelles recherches, que se révèle le chemin pour de futures découvertes »

Rémi Sussan