RIEN NE REMPLACE L'EXPÉRIENCE      




Comment observer l'infiniment petit à travers un appareillage classique ?


Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II


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Il n'existe qu'un lieu de rencontre entre le réel et la théorie, c'est encore et toujours l'expérience. Là seulement s'établit l'échange entre le monde qui nous est donné et le monde que nous créons par notre esprit ; là seulement s'effectue l'indispensable passage de l'un à l'autre.

L'inévitable difficulté qui surgit d'emblée en physique microscopique réside dans le fait que l'étude porte sur des objets de taille minuscule alors que cette nécessaire expérience se déroule forcément au niveau macroscopique.

Pour observer un atome et scruter des dimensions de l'ordre de l'angström, il faut mettre en jeu un appareillage représentant des tonnes de matière et mesurant des centaines de mètres. Les accélérateurs de particules nous l'apprennent : plus on veut observer petit, plus gigantesque se révèle l'arsenal instrumental nécessaire.

Ce fait est lourd de conséquences : il signifie que nous sommes fort loin d'avoir directement accès à ce microscopique que nous voulons découvrir et qu'intervient impérativement un instrument, un moyen de détection.

En bout de chaîne, produits de toute expérience de physique, l'observation conduit à des nombres, qui seront lus ou enregistrés sur une machine appropriée (cadran, compteur, écran, support informatique). À eux seuls ces nombres traduiront tout un processus ultra complexe qui, à partir de certaines conditions microscopiques réalisées à l'échelle atomique, aura déclenché telle succession d'événements aboutissant à cet enregistrement.

Le chemin qui mène du phénomène atomique étudié au résultat expérimental final est extrêmement long et contourné.

Le rapport entre le macroscopique et le microscopique est enfin d'autant moins simple que pour décrire l'expérience nous sommes bien obligés de préciser concrètement ce qui s'est passé dans la pratique. Sans cette description, la science ne pourrait pas être communiquée à d'autres personnes et les expériences ne pourraient pas être dupliquées et vérifiées. Seulement comme il s'agit de rapporter les conditions matérielles dans lesquelles s'est déroulée la mesure, nous ne pouvons pas éviter d'utiliser la terminologie classique, celle qui est faite de nos mots quotidiens.

Malheureusement le langage expérimental propre à dépeindre ces faits concrets n'a rien de commun avec l'analyse de la même expérience au niveau - microscopique - théorique. Dans un cas nous énumèrerons produits, détecteurs, moyens de contrôle, intensité de courants électriques, force de champs magnétiques, méthodes d'enregistrement, dépouillement de données, etc. Dans l'autre nous prétendrons que nous avons observé la mutation de telle particule élémentaire en d'autres particules, ou la transition entre deux niveaux nucléaires.

Ainsi la traduction du microscopique au macroscopique apparaît particulièrement délicate et l'on devine l'énorme distorsion qui découle du saut d'échelle de grandeurs à accomplir.

Le phénomène étudié et le phénomène observé, peut-on dire que ce soit la même chose ?


Version revue, corrigée et enrichie
du livre de Christian Magnan
La nature sans foi ni loi,
Éditions Belfond/Sciences (1988)
Dernière modification : 24 juin 2005


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