La téléportation, pour demain?

Par Thierry Lombry. Article tiré de http://www.futura-sciences.com

1°) La téléportation

2245, la téléportation embarquée est installée à bord du vaisseau mère de la Fédération, l'USS Enterprise FCC-1701... Cette histoire remonte à 1966. A cette époque la chaîne de télévision américaine NBC diffuse pour la première fois les aventures de science-fiction "Star Trek" de Gene Roddenberry et Paramount Pictures, mettant en vedette le capitaine Kirk et son équipage en quête de nouveaux mondes étranges. Music Maestro !....

Quelques mois plus tard, le 4 mars 1967, William Shatner (le Capitaine Kirk) et Léonard Nimoy (Mr. Spock) feront la couverture du magazine TV Guide. Leur célébrité ne faisait que commencer.


Première apparition des héros de Star Trek dans les médias le 4 mars 1967


La série eut un succès mitigé et ne dura que trois saisons, jusqu'en 1969. Mais au fil des rediffusions la série connaîtra une popularité sans précédent, dépassant de loin "Les Envahisseurs", "La quatrième dimension" ou "Cosmos 1999". L'oeuvre devint une série culte, tant aux Etats-Unis qu'en Angleterre, en Australie, au Japon, en France ou en Italie pour ne citer que quelques pays disposant d'un fan club sur Internet.

Devant ce succès, les réalisateurs développeront la série pour le petit écran et la porteront pour la première fois sur le grand écran en 1979 avec le succès que l'on sait. Rétrospectivement l'entreprise "Star Trek" représente aujourd'hui 4 séries TV et 10 films dont dernièrement "Enterprise", et dont voici pour les fans les bandes sons de "Voyager", "Origine", "The Next Generation" et "Deep Space 9".

Il y eu également quelques adaptations non tirées des séries TV telle que "New Frontiers", des dessins animés et toute une série de produits de marchandising.

2°) Beam me up Scotty !

Mais la physique de Star Trek a-t-elle un sens ? Pourrons-nous par exemple un jour nous téléporter d'un coin à l'autre de l'espace d'un simple ordre tel que "Beam me up Scotty !"... Mmm, on peut en douter... Disons plutôt est-il déjà possible de transmettre l'état quantique d’une particule à une autre ?



Le 11 décembre 1997, le magazine scientifique Nature rapportait que des physiciens italiens étaient parvenus à transmettre l’état quantique d’une particule à une autre, située à quelque distance. Deux mois plus tard une équipe de chercheurs autrichiens réussissaient une expérience analogue.

L’équipe du Dr.Anton Zeilinger de l’Université d’Innsbruck était en effet parvenue à transmettre l’état de polarisation d’un photon à un autre, une caractéristique - et non pas une information - intrinsèque du monde quantique obéissant au sacro-saint principe d’incertitude.

Le 17 juin 2002, des physiciens de l'Université Nationale Australienne (ANU) annoncèrent qu'ils avaient réussi à séparer un faisceau laser contenant une information encodée dans un système de communication à fibre optique et à le reconstruire instantanément à un mètre de distance en utilisant la technologie de l'emmêlement quantique (quantum entanglement), rappelez-vous le principe EPR.

Avec cette seconde expérience, la physique de Star Trek semble être à notre portée. Quelles sont concrètement les conséquences de telles découvertes ?

  • On peut rêver

    Quelques journalistes envisagaient déjà d’appliquer ces découvertes à la téléportation chère aux héros de "Star Trek". Seul problème, la physique de Star Trek ne sera jamais à notre portée. Il faut en effet trouver le moyen de stocker puis de téléporter en quelques secondes toutes les caractéristiques quantiques de tous les constituants des atomes qui forment un corps humain (1028 atomes !), sachant qu’un seul atome se définit par de nombreux paramètres (position, énergie, etc de tous ses composants) qui occupent au bas mot 1000 mots-machine (1 kilobyte).

    Toutes les données physiques d'un corps humain représentent donc 1028 KB d'information. Si toutes ces informations nécessaires à la définition purement physique d'un corps humain étaient stoquées sur des disques durs compacts d'une capacité de 10 GB, leur empilement atteindrait une longueur de 1013 km ou dix mille années-lumière ! Même avec des disques portables on ne réduit l'empilement que d'un facteur 10 ! Compte tenu de l’espace disponible pour stocker ces informations, de l’énergie requise pour l’écrire et la relire et surtout du temps estimé pour effectuer ce transfert, si nous nous mettions tout de suite à la tâche cette perspective n’est même pas envisageable; téléportée en cet instant, la pauvre victime devrait attendre 25 mille milliards d’années avant d’être totalement définie en termes quantiques (stockés sur un support) et patienter encore autant de temps pour être physiquement téléportée d’un endroit à un autre !


    L'expérience de téléportation d'une information encodée dans un faisceau laser réalisée à l'ANU en 2002.


    Cette solution présente toutefois d'autres difficultés sur le plan pratique. La première est la plus contraignante. Pour téléporter un atome vous devez mesurer sa position et son impulsion (m.v) simultanément afin de les transférer ou les recopier à destination. Or le principe d'indétermination de Heisenberg tant décrié par les pères de la physique quantique nous interdit de connaître avec la même précision les deux valeurs simultanément. Le clônage quantique est donc impossible. Ensuite, si on envisage la téléportation des atomes et des quarks individuels, il faut trouver un moyen pour briser les quarks. Il faut d'une part des énergies folles pour les briser et développer des températures de l'ordre de 1000 milliards de degrés.

    Dans ces circonstances il existe une autre solution : construire à destination l'objet à partir d'un modèle tridimensionnel et d'un stock de quarks et d'atomes.

    Ne me demandez pas comment résoudre les problèmes de logistique, de confinement et financier car aujourd'hui nous avons déjà pas mal de difficultés pour confiner quelques malheureux protons et trouver les financements de ces projets.

    Une dernière méthode consisterait à transformer la matière en énergie (E=mc2) puis à la transmettre sur de longues distances, à l'image de la technique utilisée par la "Porte des étoiles" dans la série culte "Stargate SG-1". Mais l'énergie requise est astronomique : 50 kg représentent l'énergie libérée par 1000 bombes H d'une mégatonne. Se greffe sur ce problème le fait que personne ne sait aujourd'hui comment créer un trou de ver, et on ignore encore plus comment lui donner une taille macroscopique, l'entretenir et le stabiliser à cette échelle...

    Comme vous le constatez il reste un certain flou entre l'idée et la conception, mais cette fois le "flou quantique" n'est pas mis à profit et nous pose plus de problèmes qu'il n'en résout !

  • La voie réaliste

    Plus rationnels les physiciens pensent utiliser cette technique pour transmettre l’information dans les futurs ordinateurs "quantiques" ou pour envoyer à un correspondant la clé de cryptage des messages secrets. L’avenir de l’informatique reste passionnant.

    Vous allez me dire qu'on est bien avancé avec ça ! Il est vrai que nous sommes encore loin du téléporteur, mais au moins nous sommes déjà capables de téléporter un bit d'information ! Mais il est encore plus vrai que la science-fiction n'a pas volé son nom...
  • 3°) La somme des parties

    Un mot comme "téléporter" représente-t-il la simple juxtaposition de caractères ou ce terme contient-il en plus un sens ? Il ne faut pas chercher loin pour trouver des exemples dans lesquels la somme des parties représente plus que l'entité purement physique qu'ils représentent. A une autre échelle certains organes du corps humain présentent des fonctions qui dépassent a posteriori les possibilités de leur agencement en termes purement mécanique, voyez par exemples les facultés du cerveau ou les propriétés des protéines...


    Capitaine James T. Kirk alias William Shatner


    En poussant notre raisonnement jusqu'au bout on peut se demander ce qu'il adviendrait de notre état psychique après avoir ainsi été dématérisalisé et reconstruit lors d'une téléportation ? Cette question fascinante turlupine les Dr Frankenstein et autres Merlin depuis longtemps. Car un corps humain ou tout autre objet vivant représente plus que la somme de ses parties. Prenez pas exemple les atomes constituants le corps humain. Ainsi que nous l'avons expliqué dans une autre page, c'est l'énergie de liaison (champs électriques) qui rattache les atomes entre eux et rend la matière solide à nos yeux. Nos atomes et nos molécules ont des affinités chimiques, des courants d'excitation traversent nos cellules, autant de propriétés "immatérielles" qu'un téléporteur devrait sans doute prendre en considération si nous voulons être rematérialisé à l'identique en quelqu'autre lieu, et bien sûr le plus rapidement possible, ce que nous verrons dans un instant.

    D'après ce qu'on a pu voir de l'installation de Star Trek, leur téléporteur n'est pas très fiable. Parfois il perd carrément le corps téléporté, parfois il le dédouble ce qui est par contre paradoxal. Je ne mettrais pas même mon petit doigt dans leur téléporteur ! Celui présenté dans "La Mouche" ne fonctionne pas mieux. Car si un téléporteur est sensé transporter simultanément la matière et les données, de tels dédoublements ou fusions sont impossible.

    Mais peut-on téléporter l'esprit ou l'âme comme l'appelle certains, notre mémoire ainsi que toutes les connaissances que nous avons acquises depuis que nous existons ?


    M.Spock, Leonard Nimoy



    Tout au long de la série Star Trek le thème de la "force vitale", ce qu'ils appellent l'"énergie neuronale" ou le "katra" chez M.Spock est sous-jacent et parfois mis en avant dans plusieurs épisodes où le téléporteur présente des défaillances. Dans ces cas l'esprit erre séparément de son corps charnel et tant Scotty que Data éprouvent beaucoup de difficultés pour faire "rentrer les choses" dans l'ordre... Citons parmi quelques épisodes, les accidents survenus dans "L'ennemi intérieur" dans la série originale, "Une seconde chance" et "Seul parmi nous" dans The Next Generation ou encore "Cathexis" dans la série Voyager. Mais malgré ces quelques accidents, comme l'on dit dans le jargon astronautique le taux de réussite est nominal et le capitaine Kirk, Picard ou Janeway en sont toujours ressortis intègres, tant physiquement que mentalement.

    Tous ces épisodes de la vie quotidienne tentent toutefois à démontrer que beaucoup de gens ont encore du mal à déterminer si l'esprit fait entièrement partie du corps matériel ou s'il peut se libérer de sa structure. On aimerait le croire pour s'affranchir parfois des contraintes de ce bas-monde, mais cela est loin d'être démontré. Il est évident que seule une expérience pourrait nous apporter cette preuve, chose qui jusqu'à présent n'a jamais été permise si l'on écarte les phénomènes psychiques qui se déroulent durant les phases de sommeil paradoxal (rêves) ou lorsqu'une personne est proche de la mort (expériences "NDE").

    N'en déplaise aux croyants que je ne cherche pas à offencer, on peut toutefois penser que l'esprit est intimement lié à l'état de la matière et jusqu'à preuve du contraire, l'organisme et tout ce qu'il représente sur le plan psychique disparaissent avec sa mort physique. Vous seriez bien en peine de me démontrer le contraire qui ne serait que pure spéculation, un sujet bien sûr que pas mal d'auteurs, y compris des physiciens et des biologistes, n'ont pas hésité à aborder pour notre plus grand plaisir. On en reparlera à propos de la bioastronomie.

    4°) Reconstruire ?

    Il reste un dernier point à aborder, c'est la reconstruction après téléportation... Vous avez sans doute déjà démonté une radio ou un appareil dont le fonctionnement vous échappait, mais avez-vous pu le remonter ?

    Plus d'un membre d'équipage de Star Trek préfèrent cuirent personnellement leurs omelettes ou se faire un bon steak à la cuisine plutôt que de manger la nourriture "dupliquée" de bord. Cela appuyerait l'idée que la téléportation ou duplication n'est pas complète et n'assure la copie à l'identique que jusqu'au niveau moléculaire, mais certainement pas quantique.


    Data et le capitaine Picard (TNG)


    Car s'il est facile de mettre en pièce un appareil - tout bébé je pouvais déjà très bien le faire au grand dam de mes parents - il faut un peu plus d'intelligence pour le reconstruire sans oublier une seule pièce du puzzle.

    Rien que le projet de cartographie du génome humain a demandé quelques années. Si on pourrait le reconstruire en pliant et en repliant et en repliant et en repliant encore l'ADN ainsi reconstruite, on n'en ferait pas pour autant une structure fonctionnelle.

    Car il faut quelque chose de plus pour faire "fonctionner" un organisme, que d'ailleurs dame Nature nous a visiblement laissé sans véritable plan de construction ainsi que nous le découvrirons lorsque nous discuterons des origines de la vie. Des chercheurs se sont appliqués à essayer de construire des cellules artificielles, des monstres mécaniques de plusieurs mètres cubes, sans succès jusqu'à aujourd'hui.

    Les cybernéticiens ont avancé de quelques pas mais sont encore loin de pouvoir créer un homme artificiel comme Data et les modèles informatiques de l'évolution ne font que balbutier. Comme dans Star Trek, les tartines sans goût tomberont encore longtemps du côté confiture !


    Quand le téléporteur s'enraye...



    Si même nous imaginons que la dématérialisation d'un corp humain et le stockage des données sont réalisables, rien qu'en temps de transfert il est impossible aujourd'hui de récupérer ces données. Pour transférer 1028 KB à travers un réseau numérique à 100 MB/sec il faudrait grosso modo 25 mille milliards d'années (2.5x1013 années) ! Quand vous évacuez une planète peuplée de carnassiers ou en train d'exploser vous n'avez pas vraiment ce temps devant vous, mais tout au plus quelques secondes ! Comme le dirait Mr. Spock, la mort est la suite logique de cet éventualité. L'affaire est donc entendue, la téléportation à la Star Trek n'est pas pour demain.

    5°) Warp facteur trois, Mr Sulu !

    Si le sujet vous intéresse le Dr Lawrence M. Krauss, qui préside la chaire du département de physique à l'université Case Western Reserve de Cleveland, USA, a écrit en 1995 "La physique de Star Trek”, un ouvrage de 200 pages publié aux éditions de la Planetary Society Library et chez Bayard Editions Sciences pour la version française.



    Devenu un best-seller, cet ouvrage nous explique ce qui se cache derrière la technologie embarquée à bord de l'USS Enterprise telle que le "téléport", le "Warp drive", l'"Holodeck", les phaseurs ou les écrans d'énergie. Il nous explique également ce que sont réellement des objets aussi étranges que l'antimatière, les quasars, les trous noirs, les solitons ou les cordes cosmiques. Tout aussi passionnant, Krauss aborde les paradoxes de la "vitesse lumière", du vol relativiste ou des nouvelles dimensions. Cet ouvrage fut élu "Book of the Month" et sérialisé dans le numéro de novembre 1995 de "Wired magazine".

    Krauss sait de quoi il parle en effet puisqu'il s'occupe quotidiennement de physique quantique, mesurant la symétrie électrofaible et autres courants neutres. Il est aussi l'un des rares auteurs d'ouvrages de vulgarisation à maîtriser des concepts aussi étranges que les axions, la transition de phase électrofaible ou la symétrie CP forte.

    Bref dans l'esprit de Krauss, la radiation de Hawking ou le rayonnement micro-onde fossile sont aussi limpides que l'explication de la nature des étoiles neutrons, pour ne citer que quelques sujets qu'il aborde dans son livre.

    Enfin, bien que d'un certain côté "Star Trek" soit une oeuvre de prospective, Krauss n'oublie pas de signaler les erreurs grossières ou les paradoxes concernant le zéro absolu, l'horizon des événements des trous noirs, les rayons des phaseurs ou la "consistence" du docteur holographique.



    Bien que l'ouvrage souffre de quelques mineures erreurs de traduction, il mérite votre attention si vous vous intéressez aux sciences ainsi qu'aux applications scientifiques des idées véhiculées par les romans de science-fiction. Un jour qui sait, nous retrouverons peut-être certaines de ces technologies dans nos hôpitaux, nos laboratoires de recherche ou les aéroports; les deux expériences présentées ci-dessus vont en tous cas dans ce sens.

    Klauss conclut avec optimisme : "si la science du XXIIIe.s. aura peu de rapport avec Star Trek, je n'en pense pas moins que la science de demain sera plus remarquable encore". Et Genre Roddenberry de conclure : "L'homme est une créature remarquable, ses capacités sont considérables, et j'espère que Star Trek a contribué à montrer ce à quoi nous pouvons prétendre, si nous avons foi en nous-mêmes et en nos possibilités".

     

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