"La physique quantique nous oblige à réviser notre conception du monde"

Que celui qui n'a jamais rencontré le terme « quantique » lève la main droite (ou la gauche ; ou une superposition des deux à la fois !). Evidemment, tout le monde a entendu parler de la « mécanique quantique », cette révolution de la physique entamée il y a tout juste un siècle, et qui n'en finit pas de propager ses ondes de choc jusqu'à nous ! Ses promoteurs principaux sont devenues des stars, des figures mythiques d'un panthéon moderne : Planck, Einstein, Bohr, Heisenberg, Schrödinger, Pauli, Dirac, Fermi, De Broglie, Feynman... Ils ont pavé le chemin pour une longue et riche descendance de physiciens qui, de découverte en découverte, de prix Nobel en prix Nobel, ont transformé radicalement l'aspect de notre monde, mais aussi notre manière de le concevoir, et notre imaginaire.

Superposition d'états possibles, enchevêtrement quantique, communication d'information instantanée à distance, effet tunnel, énergie du vide, création de matière ex nihilo, possibilité d'univers parallèles...On comprend que les concepts quantiques séduisent les amateurs de science-fiction, et une large population. Chacun devine qu'ils portent en eux les germes d'une révolution majeure dans notre appréhension du monde. Chacun sent que cette immense révolution n'a peut-être qu'à peine commencé !

Science et physique quantique

Pourtant aujourd'hui encore, hors des milieux scientifiques -hélas souvent trop élitistes-, l'essence de la physique quantique est rarement bien comprise. Les mathématiques peuvent faire écran aux messages, ou rebuter les non-initiés. Les vulgarisations à l'emporte-pièce et les métaphores douteuses abondent. Quant à l'adjectif « quantique » il est parachuté en toute occasion, brandi comme une baguette magique New-Age, détourné de son sens et galvaudé au point de lui conférer, dans l'inconscient collectif, des propriétés quasi-magiques. Le regrettable effet de tout ceci est d'entretenir une aura de mystère, une confusion et une méconnaissance de ce que dit et permet réellement la mécanique quantique.

A l'inverse, peu de gens réalisent à quel point les phénomènes étudiés par les physiciens grâce la théorie quantique sont omniprésents, sous nos yeux à la manière de « la lettre cachée » d'Edgar Poe ; ni à quel point cette discipline est puissante, a déjà envahi notre panoplie de technologie domestique, généralement sans fanfare. Le paradoxe de cette situation est que les outils conceptuels et mathématiques de la théorie qui ont rendu cela possible, et que manipulent chaque jour le physicien moderne, sont assortis d'interprétations subtiles, parfois vertigineuses et aux implications philosophiques fondamentales, pour peu qu'on s'intéresse au « sens » des choses autant qu'à leur « description ».

La physique quantique, un autre regard sur la réalité

En effet, la physique quantique nous oblige à réviser notre conception usuelle du monde jusqu'à ses plus profondes racines, à nous interroger sur la notion de « réalité », de « matière », sur la nature et la place de notre expérience subjective dans cette réalité, sur ce qui distingue le déterminé du probable, le passé du futur, le sujet de l'objet. Certes, ces questions sont vieilles comme le monde. Mais la physique quantique nous apporte une vision neuve, avec ce choc et ce vertige que donnent les nouvelles paires de lunettes. Il faut le reconnaître, de nos jours, les scientifiques n'aiment guère mélanger science et philosophie, et ils ont quelquefois raison ; certains préfèrent garder les discussions passionnées sur le sens de la vie et du cosmos pour une sortie autour d'une bière; d'autres estiment qu'il est vain de chercher à « se représenter » le monde, ou que le métier du chercheur n'est pas de réfléchir au « sens » des théories, pourvu qu'elles marchent, continuent à porter leurs fruits, prédisent les nombres avec les bonnes décimales. Le boulanger peut faire du pain chaque jour, du très bon pain même, sans avoir à s'interroger sur la conséquence éthique ou écologique de la provenance de sa farine. De même, le scientifique moderne est un artisan pragmatique, plus souvent préoccupé du COMMENT que du POURQUOI.

Le POURQUOI de la physique quantique n'a toujours pas recueilli de consensus satisfaisant. On adhère à une école de pensée majoritaire plus parce qu'elle est majoritaire que parce qu'on y a réellement pensé. Et l'effort conceptuel demandé par la physique quantique est tel, que nombre de physiciens se résignent à utiliser la mécanique quantique pour ce qu'elle est avant tout: un outil (ou plutôt une boîte à outils) pour décrire ou prédire des phénomènes, indispensable, hyper-puissant, jamais démentis par l'expérience depuis un siècle, mais dont les fondements sont si contraires à nos intuitions qu'il nous est impossible de la comprendre totalement. Ces physiciens sont des pilotes de formule 1 remportant Grand Prix après Grand Prix mais ayant cessé de chercher à ouvrir le capot du moteur.

Morvan Salez, astrophysicien

Mais de quelles intuitions les concepts de la théorie quantique sont-ils donc si contraires ? Simplement des intuitions héritées de plusieurs siècles d'une culture occidentale matérialiste, déterministe, et réductionniste. Dans cette culture de l'automate, l'univers est une vaste table de billard, les systèmes vivants sont des Mécano improvisés par l'évolution, et la conscience est une propriété émergente de la matière, pas plus réelle qu'un arc-en-ciel causé par la pluie. De nombreuses autres cultures, pourtant, ont développé ­ au fil de millénaires ! - une vision de la réalité étrangement proche des constructions intellectuelles de la physique quantique. Hindous et bouddhistes, shamans, mystiques de toutes fois, n'ont pas attendu le théorème de Bell pour clamer que les parties de l'univers sont reliées, que la séparation causale des objets et des êtes qui le composent n'est qu'apparence, que la réalité matérielle est influencée par, voire subordonnée à la conscience. Certains physiciens quantiques, non des moindres, ont vu dans les traditions orientales et mystiques des alliés inattendus de leurs interprétations, des convergences étonnantes. Même s'il faut prendre garde à ne pas sauter aux conclusions et faire dire à la mécanique quantique n'importe quoi, il est certain que l'arrivée de celle-ci dans la culture occidentale du vingtième siècle est ­ salutaire ? sans doute, comme toute remise en question- intéressante. Car elle a bousculé violemment et durablement, et à une époque où on s'y attendait le moins, les paradigmes matérialistes et réductionnistes. Lesquels sont encore tenaces.

D'ailleurs, d'autres disciplines scientifiques comme la biologie, la génétique ou la neurobiologie, pour n'en citer que quelques-unes, sont restées majoritairement réductionnistes et curieusement à l'écart de cette révolution ; malgré leurs progrès technologiques foudroyants, elles sont pratiquées au plan conceptuel comme si rien n'avait bougé depuis Newton. Alors que le physicien mesure depuis presque un siècle tout le flou intrinsèque des attributs de l'électron et s'interrogerait presque sur son libre-arbitre, le biologiste considère encore l'organisme vivant et ses bio-molécules qui le composent, gènes inclus, comme une machine parfaitement déterministe. Mais peut-être pas pour longtemps... Véritable boite de Pandore, entrouverte par des physiciens étudiant le monde subatomique, la théorie quantique pourrait bien ouvrir la porte à d'importants changements conceptuels et à des applications nouvelles dans ces autres domaines. Même l'informatique, traditionnellement un modèle de réductionnisme et déterminisme, s'y est mise, avec l'avènement des ordinateurs quantiques.

Morvan Salez, astrophysicien membre d'honneur de l'INREES.


La mécanique quantique révolutionne ainsi l’idée que nous nous faisons de la réalité objective des choses. A travers une notion révolutionnaire comme l’indiscernabilité, elle remet notamment en question le modèle que la physique dite classique avait échafaudé depuis plusieurs siècles. Modèle que nous prenions pour une réalité solide et intangible. C'est dans cette perspective que l'INREES vous propose de plonger au cœur de ce monde fascinant afin de comprendre les implications et les enjeux de la physique quantique, en compagnie de l’astrophysicien Morvan Salez.

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