La Quatrième Dimension [The Fourth Dimension], Rudy Rucker, essai traduit de l’anglais [US] par Christian Jeanmougin ; préface de Martin Gardner, illustrations de David Povilaitis, 1985 [1984]. Seuil, coll. « Points Sciences ». Poche, 320 pp.

En plus d’être un concept excitant l’intellect, la quatrième dimension recouvre plein d’œuvres dans le domaine culturel. Il ne s’agit pas ici de parler de la formidable série télé La Quatrième Dimension, qui mérite davantage qu’un simple billet de quelques milliers de signes, mais de l’ouvrage de vulgarisation scientifique de Rudy Rucker, qui s’emploie à nous retourner (quadridimensionnellement, forcément) le cerveau, afin de nous faire appréhender une réalité supérieure. De fait, la quatrième dimension est quelque chose d’excessivement agaçant, tout autant que passionnant ; cela, selon toute probabilité, parce que la comprendre et surtout se la représenter fait chauffer les neurones. La chose vaut son pesant de cacahouètes (enfin, d’hypercacahouètes), côté sense of wonder – qui les termes de tesseract ou d’hypersphère n’ont jamais fait rêver ?

« Que verriez-vous si, à l'instant, une hypersphère à quatre dimensions traversait l'espace là, juste au-dessus de votre tête ? En raisonnant strictement par analogie, vous vous attendrez à voir d'abord un point, puis une petite sphère, puis une sphère encore plus grosse, puis à nouveau une petite sphère et finalement un point qui disparaîtrait. Vous verriez exactement la même chose en gonflant un ballon lentement, puis en le laissant se dégonfler tout aussi lentement. (…) Ainsi, de même qu'une sphère est un empilement de cercles en trois dimensions, une hypersphère est un empilement quadridimensionnel de sphères. »

C’est le cas de Rudy Rucker, arrière-arrière-arrière-petit-fils du philosphe Hegel, romancier et vulgarisateur scientifique. En français, il demeure relativement peu traduit, et on le connaît surtout pour Maître de l’espace et du temps (réédité en 2006 dans un omnibus du même titre chez Denoël « Lunes d’encre »). En 2002, il a donné une suite officieuse à Flatland : Spaceland. Côté non-fiction, sa bibliographie comporte plusieurs titres s’intéressant à la quatrième dimension (Geometry, Relativity and the Fourth Dimension, 1977) ou encore l’édition de Speculations on the Fourth Dimension: Selected Writings of Charles H. Hinton, (1978), ainsi que le présent volume.

Bref. On considère souvent que la quatrième dimension est le temps : dans la perspective einsteinienne, c’est tout à fait le cas, avec trois dimensions physiques et une temporelle. Mais Rucker annonce d’emblée la couleur : il s’agit, dans son ouvrage, d’aborder en premier lieu la quatrième dimension physique. C’est-à-dire une direction perpendiculaire aux trois autres – gauche-droite, devant-derrière, haut-bas, pour faire simple –, surnommée ana-kata par le mathématicien Charles D. Hinton, même s’il existe bien d’autres manières de la désigner –, et qui nous sera (probablement) à jamais inaccessible. Une dimension supérieure où il est impossible de faire un nœud avec une corde mais pas avec une surface, où il y a plus d’une manière de déplier un hypercube, etc.

Fort utilement, Rucker utilise le principe de l’analogie pour nous faire appréhender la quatrième dimension. Pour comprendre les relations 3D-4D, visualiser les relations 2D-3D s’avère bien pratique. C’est-à-dire s’imaginer ce que pourrait voir ou comprendre un éventuel être ne possédant que deux dimensions physiques. Et, forcément, cela nous ramène à une œuvre séminale en la matière : Flatland ! Le roman d’Edwin A. Abbott est un modèle du genre, qui évite à nos neurones de trop surchauffer pour se représenter ce qui ne peut l’être (à plus forte raison sur un support plat tel qu’un livre). Accessoirement, Flatland est un excellent roman, qui dépasse la simple fantaisie mathématique pour proposer une critique acérée de la société anglaise de la fin du XIXe siècle – et on s’y penchera plus longuement dans un prochain billet.

Flatland et son monde bidimensionnel, rebaptisé ici Terreplate, servent donc de matière première à Rucker, qui illustre ses exemples avec une vraie-fausse suite au roman de Abbott. (Ce n’est pas la première fois que notre auteur se réfère à Flatland, ayant publié l’année d’avant la nouvelle « Message Found in a Copy of Flatland ».)

Rucker sait bien ce que l’analogie peut avoir de frustrant par moment, et propose d’autres approches de cette quatrième dimension physique. Bien des concepts sont fort capillotractés, mais Rucker prend soin de ne pas perdre son lecteur. Le livre est fort joliment agrémenté : de nombreux dessins et schémas ; des problèmes invitent le lecteur à se creuser le crâne (mais pas d’inquiétude, les solutions sont données en fin de volume) ; sans oublier des extraits de textes (de fiction ou non) ayant trait à la quatrième dimension – Flatland en premier lieu, mais aussi « La Maison biscornue » de Robert A. Heinlein.

« Problème 3.1
En quatre dimensions, il est possible d’avoir deux espaces 3-D "perpendiculaires" entre eux. Deux tels espaces auraient seulement un plan en commun. Supposez maintenant qu’il existe un espace 3-D perpendiculaire au nôtre, avec ses habitants se déplaçant dessus. Utilisez l’analogie avec Terreplate pour représenter comment ces habitants nous apparaîtraient. »

Sur le pur plan (pardon) théorique, La Quatrième Dimension est impeccable dans ses deux premières parties, d’autant que l’hypothèse de dimensions supérieures s’avèrent loin d’être dénuées de fondement. Notre univers pourrait ainsi n’être autre que la surface d’un hypervolume. J’ignore toutefois comment cette hypothèse s’articule avec la théorie des cordes, qui fait intervenir plusieurs dimensions supplémentaires, mais repliées sur elles-mêmes, à des échelles minuscules. À en lire le bon professeur Lehoucq, il apparaît toutefois qu’un univers possédant quatre dimensions physiques aurait des difficultés à avoir une forme pareille au nôtre – avec des hyper-galaxies, des hyper-étoiles, des hyper-planètes –, la force de gravitation n’y permettant pas des orbites stables (les planètes s’écraseraient sur le soleil ou seraient éjectées de leur orbite en un rien de temps). La force de gravitation est fonction du carré de la distance dans notre univers à trois dimensions physiques ; dans un 4-univers, elle serait fonction du cube de la distance, ce qui n’autorise pas grand-chose, y compris à l’échelle atomique : les atomes seraient instables. Tant pis pour les hyper-êtres vivants.

Dommage que la troisième partie vienne doucher l’enthousiasme suscité par les deux premières, lorsque Rucker entreprend d’ajouter le temps à ses réflexions dimensionnelles. Purement spéculatives et ne reposant en définitive sur peu de choses concrètes, les réflexions en question peinent à convaincre. Par exemple, lorsqu’il passe du paradoxe EPR à la synchronicité jusqu’à la démonstration de l’inexistence de la télépathie et de la psychokinésie, ou qu’il s’interroge sur la réalité, pour aboutir à des conclusions me paraissant un chouïa trop subjectives. De fait, assujettir le monde mathématique à ces envolées plus mystiques déçoit et rappellent les théories capillotractées en vogue au XIXe siècle qu’évoque (et dénonce) déjà Rucker au fil de son ouvrage. Dommage (mais Martin Gardner, auteur de la préface, mettait déjà le lecteur en garde).

En dépit de sa troisième partie bancale, La Quatrième Dimension reste une lecture passionnante et forme une introduction parfaite aux espaces de dimensions supérieures.

Introuvable : non
Illisible : non
Inoubliable : oui