Photo de classe

C’est la photo de classe la plus célèbre de l’Histoire. Elle fut prise en octobre 1927, dans les jardins du Parc Léopold de Bruxelles, devant le Pavillon de Physiologie. Tout le monde reconnaît, au centre, le visage d’Albert Einstein, et sur la gauche la seule femme de l’assemblée, Marie Curie. Les autres visages sont moins connus mais on a rarement rassemblé un aréopage plus prestigieux: sur les 29 membres de l’assemblée, 17 ont reçu ou recevront un prix Nobel en physique ou en chimie (ou même les deux, dans le cas de Marie Curie) !

Le G20 de la physique théorique

Tous ces brillants esprits sont réunis à l’initiative du grand physicien néerlandais Henri Lorentz, dans le cadre du cinquième Conseil Solvay. Ces congrès portent le nom de leur mécène, le chimiste et industriel belge Ernest Solvay, qui a fait fortune à la fin du XIXème siècle en inventant un procédé pour la fabrication industrielle du carbonate de sodium (c’est-à-dire de la soude). Dès 1911, il réunit à Bruxelles un premier conseil (qui sera l’occasion de la première rencontre entre Henri Poincaré et Albert Einstein) consacré aux quanta, récemment introduits par Max Planck et Einstein lui-même. Malgré l’interruption de la 1ère guerre mondiale et la mort d’Ernest Solvay, les Conseils reprennent à intervalle régulier dans les années 20. Mais en cette année 1927, c’est la première fois depuis la fin de la guerre que les scientifiques allemands ont le droit d’être conviés [1]. Seulement 5 présentations formelles sont prévues, le reste du temps est alloué au débat. Et pour débattre il y a là tous ceux qui ont contribué, dès les années 1900, à explorer à tâtons les propriétés mystérieuses des atomes: Marie Curie, Max Planck, Albert Einstein, Paul Langevin, et l’organisateur Henri Lorentz. Mais a aussi été invitée la jeune garde, qui en quelques années vient d’avancer à pas de géants vers une mécanique quantique cohérente: Heisenberg, Dirac, Pauli… Et c’est un véritable concile théologique, un G20 de la physique qui va avoir lieu, l’enjeu du débat étant… rien moins que la réalité même du monde.

Einstein VS Bohr

En arrivant à Bruxelles, Einstein pense que si la mécanique quantique, telle qu’elle commence à émerger, ne prédit que des probabilités, c’est qu’elle n’est pas complète, et cache encore quelque chose. Le physicien danois Nield Bohr, au contraire, défend ce qui s’appellera par la suite l’interprétation de Copenhague, synthèse réalisée entre ses idées, le formalisme de Schrödinger et les résultats de Born, Heisenberg et Pauli, qui considèrent que leur théorie est close. Bohr admet que les objets n’acquièrent leurs propriétés qu’à l’instant de la mesure, et qu’un électron ou un photon peuvent très bien être tantôt une onde, tantôt une particule. A Bruxelles, en 1927 et à nouveau au congrès suivant de 1930, Einstein propose sans relâche des expériences de pensée susceptibles de mettre en défaut les prédictions de la mécanique quantique, mais Bohr parvient à les réfuter l’une après l’autre. Einstein finit donc par admettre la validité de la théorie, mais lui et Bohr ne résoudront jamais leur désaccord sur l’interprétation philosophique sous-jacente.

Bohr, vainqueur aux points

C’est que la vision de Bohr peut s’apparenter à une approche pragmatique, ou empiriste: la mécanique quantique est peut-être dérangeante, mais elle prédit très efficacement les résultats expérimentaux, et après tout c’est ce qu’on demande à une théorie (c’est le point de vue de Dirac). Et les applications de cette théorie s’avéreront tellement fécondes (avec en particulier le développement de la physique nucléaire entre les années 30 et 50) que pendant quelques décennies l’interprétation de Copenhague s’imposera comme par défaut chez la plupart des physiciens [2]. Malgré cela Einstein (tout comme Schrödinger) refusera toujours de renoncer à la fois à la causalité, à la localité et au réalisme (les objets doivent avoir des propriétés définies même lorsqu’on ne les observe pas) et continuera à chercher (en vain) « autre chose ». Pour lui, l’objet d’étude de la physique est la nature (en tant que réalité objective). Pour Bohr, l’objet d’étude de la physique est « seulement » ce qu’on peut dire de la nature. Comme le dira Paul Dirac 50 ans plus tard, « aboutir à l’interprétation correcte s’est révélé un problème plus difficile que de simplement trouver les équations ». Mais même si c’est seulement une question d’interprétation, c’est pourtant encore en explorant le débat Bohr-Einstein, initié à Bruxelles en 1927, qu’à partir des années 60 les physiciens réussirent à explorer plus profondément (mais sans jamais donner raison à Einstein) la nature des objets quantiques [3].


 Aller plus loin


[1] Après que l’Allemagne a signé les accords de Locarno fin 1925, et adhéré à la Société des Nations en 1926.
[2] Comme le dira Feynman, « si vous pouvez l’éviter, ne vous demandez pas constamment: « mais comment peut-il en être ainsi ? » Personne ne sait comment il peut en être ainsi ».
[3] Avec notamment les idées de Bohm, le théorème de Bell, les expériences sur l’intrication quantique, la théorie de la décohérence.

4 réflexions sur “Photo de classe

  1. Pingback: Le forgeron, le cordonnier et le chasseur de papillons | La Forêt des Sciences

  2. Pingback: L’éclipse du Prince | La Forêt des Sciences

  3. Pingback: Le frigo d’Einstein | La Forêt des Sciences

  4. Pingback: Un air de famille | La Forêt des Sciences

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s