Le temps peut-il exister sans changement ?

La question soulevée par l’expérience de Shoemaker

Qu’est-ce que le temps ? L’apparente simplicité de cette question contraste avec la difficulté que nous rencontrons lorsque nous tentons d’y répondre. Dans notre expérience quotidienne, le temps apparaît étroitement lié au mouvement et à la transformation. Nous constatons que le temps s’est écoulé parce que quelque chose a changé : la position du Soleil, les aiguilles d’une horloge ou encore la disposition même des objets qui nous entourent. Pourtant, cette association intuitive entre temps et changement ne suffit pas à résoudre la question métaphysique de ce qu’est réellement le temps. On peut se demander si le temps est produit par le changement ou s’il constitue, au contraire, une réalité indépendante au sein de laquelle se déroulent les événements. En d’autres termes : le temps continue-t-il d’exister lorsqu’il ne se produit aucun changement ?

Avant d’élaborer une théorie générale sur la nature du temps, le présent article se propose de répondre à une question plus circonscrite : peut-il exister un intervalle de temps pendant lequel il ne se produise absolument aucun changement ?

De nombreux philosophes ont tenté de répondre à cette question. Parmi eux figure le philosophe américain Sydney Shoemaker, qui formula en 1969 l’une des expériences de pensée les plus célèbres contre l’identification du temps au changement. Son objectif était de montrer que nous pouvons concevoir rationnellement l’existence d’un temps sans changement.

Pour défendre cette possibilité, Shoemaker nous invite à imaginer un monde divisé en trois régions distinctes, désignées par A, B et C. Ces régions communiquent entre elles et sont habitées par des personnes capables d’observer ce qui se passe dans les autres régions.

Dans ce monde imaginaire survient une anomalie : à intervalles réguliers, l’une des régions est complètement figée pendant une année. Durant cette période, aucun changement ne s’y produit. Les habitants des deux autres régions peuvent constater qu’aucun événement ne s’y déroule. Une fois l’année écoulée, la région paralysée retrouve son activité normale et ses habitants recommencent à interagir librement. La situation leur paraît cependant étrange, car les autres régions ont continué d’évoluer tandis qu’eux-mêmes étaient restés figés.

Ces paralysies se produisent périodiquement dans les différentes régions. Jusqu’ici, nous ne sommes pas encore en présence d’un cas de temps sans changement, puisque chaque fois qu’une région est paralysée, les deux autres demeurent actives.

Imaginons maintenant que les paralysies suivent le schéma suivant : la région A est paralysée tous les trois ans, la région B tous les quatre ans et la région C tous les cinq ans. Il en résulte que, tous les soixante ans, les trois régions se trouvent simultanément paralysées pendant une année entière.

Shoemaker considère que nous disposons alors de ce que nous recherchions : un monde dans lequel existe une période de temps sans changement et dont les habitants peuvent prédire qu’une telle période s’est effectivement produite.

L’expérience de pensée entend ainsi démontrer que nous pouvons avoir des raisons rationnelles de croire à l’existence d’un intervalle de temps au cours duquel il ne s’est produit absolument aucun changement. Si cette conclusion était correcte, le changement ne constituerait plus une condition nécessaire de l’existence du temps. Le temps pourrait continuer de s’écouler même si l’univers tout entier demeurait parfaitement immobile.

L’argument proposé par Shoemaker est philosophiquement élégant et oblige à distinguer deux questions qu’il ne faut pas confondre : la possibilité de mesurer le temps et la possibilité que le temps existe.

Je montrerai maintenant que l’expérience de pensée proposée par Shoemaker ne parvient pas à démontrer l’existence d’un temps sans changement. Même si l’on admettait que le temps puisse exister comme une réalité ontologique indépendante de nos instruments de mesure, son écoulement devrait introduire une différence réelle dans la totalité de ce qui existe.

Première objection : mesurer n’est pas démontrer l’existence

La première difficulté soulevée par l’expérience de pensée concerne la durée même attribuée à la paralysie globale. Tant qu’une seule région est paralysée, ses habitants peuvent prendre les deux autres comme systèmes de référence. Ils peuvent demander combien de temps s’est écoulé et comparer leur état antérieur avec l’état ultérieur du reste du monde. En revanche, lorsque les trois régions sont simultanément paralysées, toute référence physique permettant de déterminer la durée de l’intervalle disparaît. Lorsque l’activité reprend, les états immédiatement antérieur et postérieur à la paralysie pourraient être reliés sans qu’il existe aucun processus intermédiaire permettant d’établir combien de temps s’est effectivement écoulé.

Shoemaker soutient que, puisque les paralysies particulières ont régulièrement duré une année, il est raisonnable d’en inférer que la paralysie globale possède elle aussi cette même durée ; autrement dit, notre connaissance de cette durée provient de l’expérience passée. Cette régularité ne paraît toutefois pas suffisante pour l’établir avec nécessité. En l’absence absolue de tout changement, n’importe quelle durée serait compatible avec les états observables. On pourrait affirmer qu’il s’est écoulé un an, dix ans ou un million d’années : aucune différence observable ne permettrait de départager ces différentes affirmations temporelles. Cela indique que la durée attribuée à l’intervalle de paralysie globale ne peut être vérifiée par aucun processus interne au monde imaginé.

Il convient cependant de distinguer la mesure d’une réalité de la démonstration de son existence. Qu’une chose ne puisse être mesurée n’implique pas nécessairement qu’elle n’existe pas. Il serait donc insuffisant d’identifier le temps à l’impossibilité de mesurer ses intervalles.

Les êtres humains mesurent les intervalles de temps en s’appuyant sur des processus réguliers, tels que la rotation de la Terre, les oscillations d’un pendule ou les transitions atomiques. Aucun de ces processus n’est le temps lui-même ; ce sont des changements que nous utilisons comme étalons pour comparer d’autres changements.

Shoemaker pourrait soutenir que, même si toutes les horloges cessaient de fonctionner et que toute possibilité de mesurer une durée disparaissait, le temps continuerait d’exister. Accordons-lui provisoirement cette possibilité. Imaginons que le temps soit une réalité ontologique indépendante, une structure réelle qui existe même si aucun être humain ne la perçoit et même si aucun processus physique ne permet de la mesurer.

La question fondamentale cesse alors d’être épistémologique. Il ne s’agit plus de se demander comment nous savons que le temps s’est écoulé, mais ce que signifie, sur le plan ontologique, le fait qu’il se soit écoulé.

Supposons que nous appelions t_n le premier instant de la paralysie simultanée des régions A, B et C, et t_n+1 un instant ultérieur. Si, entre ces deux instants, il ne se produit absolument aucun changement, l’état total de la réalité demeure identique : S(t_n) = S(t_n+1).

La difficulté consiste alors à expliquer sur quel fondement on peut affirmer que t_n et t_n+1 constituent réellement deux instants distincts. Il ne suffit pas de leur attribuer deux noms différents, car c’est précisément l’existence d’une pluralité réelle d’instants — et non la simple duplication conceptuelle d’une même configuration — qu’il s’agit de justifier.

On pourrait répondre que t_n et t_n+1 occupent des positions différentes au sein d’un temps substantiel. De la même manière que deux points de l’espace peuvent être distincts tout en possédant des propriétés qualitatives identiques, deux instants pourraient être numériquement différents du seul fait qu’ils occupent des positions temporelles différentes.

La véritable question est ontologique

Je me demande alors ce qui fait que la réalité se trouve d’abord en t_n, puis ensuite en t_n+1.

La difficulté apparaît avec une particulière netteté au moment où la paralysie doit prendre fin. Pour que les trois régions retrouvent leur activité après une année, il faut qu’il existe une différence entre le début, le déroulement et la fin de cette paralysie. Il doit y avoir quelque chose qui fonde le fait que la réactivation ne se produise pas encore en t_n, mais qu’elle se produise en t_n+1.

S’il existe un processus, une propriété ou une structure qui distingue ces deux instants et détermine le moment où l’activité doit reprendre, alors il doit exister un changement dans la totalité même de la réalité. Le changement n’aurait donc pas disparu ; il aurait simplement été déplacé vers la structure temporelle elle-même.

Si, au contraire, rien ne change en aucun sens, il n’existe aucun fondement permettant à la paralysie de prendre fin. L’état de paralysie ne contient aucune condition nouvelle susceptible de provoquer sa cessation.

Au terme de cette analyse, il n’est pas nécessaire d’identifier le temps à sa mesure, ni de proposer dès maintenant une théorie complète de sa nature. Il suffit d’admettre la condition suivante :

Pour qu’il existe un véritable écoulement du temps, il doit exister une différence ontologique entre les instants ; autrement dit, la réalité dans sa totalité doit changer.

À cette condition, Shoemaker pourrait répondre que deux instants peuvent être distincts alors même que le contenu du monde demeure exactement identique.

Une telle réponse conduit cependant à un dilemme.

Soit la différence entre t_n et t_n+1 constitue un fait réel ; dans ce cas, cette différence appartient à la réalité totale et, par conséquent, les états correspondants ne sont plus ontologiquement identiques. La réalité en t_n possède la propriété de se trouver en t_n, tandis que la réalité en t_n+1 possède la propriété de se trouver en t_n+1.

Soit, au contraire, cette localisation temporelle ne fait pas partie de la réalité ; dans ce cas, il n’existe aucun fait ontologique permettant de fonder la distinction entre ces deux instants. t_n et t_n+1 ne seraient alors que deux étiquettes appliquées à une seule et même configuration, absolument identique à elle-même. Les marques censées les distinguer ne reposeraient sur aucun fondement réel.

L’expérience de pensée de Shoemaker peut bien représenter une série d’instants indépendants du changement ; elle ne démontre pas que cette série constitue un véritable écoulement du temps. En réalité, elle présuppose une conception substantielle du temps et s’appuie sur cette présupposition même pour conclure que le temps peut exister sans changement.