ÉLOGE DE LA FOLIE      




La mécanique quantique, ce n'est pas très raisonnable...


Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II


La mécanique quantique a un aspect déroutant et déraisonnable qu'il serait vain de vouloir nier ou éluder.

Cependant, si elle donne l'impression de divaguer, c'est sans doute parce qu'on cherche spontanément à se raccrocher à des points de repère familiers qui nous font défaut dans ce cas et qu'on souffre corrélativement d'un manque de compréhension physique immédiate, dans la mesure où cette compréhension passe par l'intuition courante. Celui qui ne persévère pas risque même de s'y reconnaître encore moins, après avoir fait du quantique, qu'avant. Le physicien lui-même ne comprend guère non plus de façon spontanée, surtout au niveau de ce fameux rapport avec le concret que la physique cherche à établir (la théorie en elle-même, on peut toujours la suivre dans sa formulation mathématique, à condition d'en faire l'effort). Ce physicien peut éprouver de graves difficultés à se doter d'un fil conducteur et son flair (légendaire) est souvent mis à rude épreuve.

À l'origine la mécanique ondulatoire heurta vigoureusement le sens commun par les principes qu'elle osait affirmer et se vit reprocher ses extravagances. Si, de nos jours, les choses ont une apparence moins absurde c'est que d'une part nous sommes un peu habitués à cette révolution de pensée et que de l'autre cette théorie constitue un ensemble bien plus rigoureux, solide et cohérent qu'à l'époque de son invention. Cependant les prémisses restent si arbitraires et si déroutantes que l'on a encore du mal à en accepter le bien-fondé. En somme la théorie « se tient » mais elle ne tient sur rien, un peu comme dans l'histoire du peintre badigeonnant un plafond et auquel son collègue dit : « Tiens-toi bien au pinceau, j'enlève l'échelle ! »

La remarque qui s'impose à ce stade est que l'aspect déconcertant de la mécanique quantique n'est pas gratuit.

Si les physiciens avaient plus simple et plus sensé à proposer, une théorie qui colle directement à la réalité et qui paraisse naturelle, ils le proposeraient ! A priori ce ne sont pas des partisans du principe Shadok « Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ? » Ils ont cherché (et certains cherchent encore) à développer des théories de bon sens assises sur du concret : ils n'y sont pas parvenus.

La mécanique quantique est ce qui se fait de mieux sans l'ombre d'une théorie de remplacement envisageable. C'est dire que nous ne connaissons pas d'autre voie pour accéder au réel que celle de l'abstraction. Ainsi faut-il se méfier (j'évoque déjà ce point ailleurs) des raisonnements élémentaires faisant appel au sens commun et risquant de donner l'illusion qu'il serait possible d'expliquer les choses de façon concrète.

Il faut nous résigner : les tentatives d'appréhension du réel reposant sur des concepts classiques directement perceptibles à l'homme et refusant l'apport extérieur d'une théorie mathématique puissante et « imaginaire » ont toutes avorté. Ainsi l'économie de la conceptualisation, même si elle désoriente d'abord, est maintenant réputée impossible.

Il est vrai que la mécanique quantique peut être présentée, et même développée, de diverses façons. (D'ailleurs en physique il est toujours possible de « traduire » les mêmes phénomènes de plusieurs manières équivalentes, comme dans une vraie traduction de texte d'une langue dans une autre.) Mais, en mécanique quantique, pour diverses qu'elles soient, toutes les présentations utilisent à un moment ou à un autre des notions non déductibles de propositions antérieures et qui peuvent apparaître saugrenues. On peut déplacer l'arbitraire mais pas le supprimer.

Par exemple nous avons montré que les phénomènes de quantification découlaient de façon logique de l'équation de Schrödinger mais l'introduction de cette équation - destinée à calculer la mystérieuse fonction d'onde - reste, elle, tout à fait arbitraire. Les quelques arguments que l'on a pu avancer pour la justifier donnent vraiment l'impression d'être tirés par les cheveux. De sorte que si la quantification apparaît a posteriori dans ce cadre comme « naturelle », il faut bien reconnaître que ce naturel repose sur une base bien artificielle.

Au début ce sont les conditions de quantification elles-mêmes qui ont été posées plus ou moins arbitrairement parce qu'elles expliquaient certains phénomènes (par exemple l'effet photoélectrique). Ce n'est que plus tard que l'on a essayé - avec succès - d'élaborer une théorie qui se contente d'un minimum d'hypothèses et s'appuie sur un formalisme sûr.

Cela prouve que, quelle que soit la façon de présenter la mécanique quantique, il y restera toujours ici ou là une part de « mystère », au sens premier du terme, sans vouloir suggérer quelque chose d'incompréhensible, d'inaccessible et d'à jamais caché, mais plutôt une sorte de mot de passe, de clef, de code, permettant aux initiés (c'est-à-dire ceux auxquels le mystère est révélé) d'accéder à la connaissance.

Mais toutes ces difficultés n'ont pas qu'un aspect d'apparence négative : les efforts ont su porter leur fruit.


Version revue, corrigée et enrichie
du livre de Christian Magnan
La nature sans foi ni loi,
Éditions Belfond/Sciences (1988)
Dernière modification : 17 février 2006


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