20 petites leçons de physique quantique

Résumé : Dans ses Sept brèves leçons de physique, Carlo Rovelli confiait : qu'une question avait guidé sa vie de chercheur : la nature du temps. Se hissant sur les épaules d'Isaac Newton, d'Albert Einstein, de Stephen Hawking et de bien d'autres, il nous livre enfin ses découvertes dans ce livre majeur. Le temps est au coeur d'un étrange mystère. Tel un flocon de neige qui fond lorsqu'on s'en saisit, il s'est progressivement délité sous les assauts de la science : on sait dorénavant que le temps s'écoule plus lentement en plaine qu'en altitude ; qu'à l'échelle des étoiles et des planètes, il varie d'un point à l'autre, tandis qu'il ne "passe" pas au niveau microscopique. Que reste-t-il de tangible dans ces décombres ? Et comment construire une théorie du temps qui colle à notre perception, mais aussi à l'analyse des philosophes et aux fulgurances des poètes ? Voilà le défi brillamment relevé par Carlo Rovelli au fil des pages. Emerge alors un paysage d'une beauté inouïe où, pour la première fois, le temps retrouvé surgit de façon naturelle...

À la question: "Qu'est-ce que la réalité?", la mécanique quantique apporte des réponses problématiques. Erwin Schrodinger, l'un des grands créateurs de la théorie, auteur de l'équation qui porte son nom, en était si intimement persuadé et choqué qu'il inventa un animal mythique, un chat, dont on ne pourrait dire si, placé dans certaines conditions, il serait mort ou vivant. De fait, jusqu'aux fameuses expériences d'Alain Aspect, menées à Paris en 1982, la question de la réalité n'a cessé d'embarrasser les physiciens. Et pourtant, le succès de la théorie ne s'est jamais démenti, sa fécondité est remarquable, la mécanique quantique est véritablement l'épine dorsale de la science moderne. En voici l'histoire, contée par John Gribbin, avec un remarquable talent d'exposition.

Erwin Schrödinger, le grand pionnier de la théorie quantique, est-il vraiment mort en 1961 ? On peut légitimement en douter à la lecture des textes ici rassemblés, qui montrent que sa pensée n'a rien perdu de son actualité. Il y évoque la "barbarie de la spécialisation" et la nécessaire intégration de la science à la culture, convaincu que la recherche scientifique doit aller de pair avec l'"enquête" philosophique et la réflexion épistémologique. Il y parle de la science d'une voix étonnamment proche, avec cet inimitable mélange de profondeur et de légèreté, et ce lumineux sens de l'analogie qui a fait le succès du célèbre article (inédit en français) du "Chat de Schrödinger". Un chat qu'il faut bien - comme Schrödinger lui-même - imaginer à la fois mort et vivant. Né à Vienne. Son oeuvre de physicien culmine en 1926 avec la formation de l'"équation Schrödinger", élément décisif de la théorie quantique qui venait alors d'être crée. Ce travail lui vaut le prix Nobel en 1933. En 1939, il émigre en Irlande, où il demeure jusqu'en 1956. Passionné par la philosophie depuis son adolescence, il s'y consacre presque exclusivement à plusieurs reprises durant sa vie.

Du 24 au 29 octobre 1927 se tint à Bruxelles un congrès historique, qui réunit dix-sept titulaires ou futurs lauréats du prix Nobel - l'une des plus remarquables rencontres de cerveaux jamais organisées ! Manjit Kumar fait revivre chacun de ces personnages et les conflits qui les opposaient. Car derrière les théories les plus abstraites se cache l'affrontement d'hommes qui, malgré leur intelligence, ont pu se comporter avec une extrême violence pour défendre leurs convictions. Einstein, Bohr, Heisenberg, Dirac... Certains considéraient que la réalité dépend des conditions expérimentales. D'autres estimaient que Dieu ne joue pas aux dés, et que le fameux chat de Schrödinger est soit bien mort, soit bien vivant ! La question n'est toujours pas tranchée...