Petit voyage dans le monde des quanta

by Étienne Klein

En 1905 apparaissait une nouvelle physique qui allait révolutionner la façon de décrire la matière et ses interactions : la physique quantique. Avec elle s'ouvraient les portes d'un monde qui n'obéit pas aux lois de la physique classique : l'infiniment petit, avec ses atomes et ses particules. Elle obligea ses pères fondateurs, Einstein, Bohr, Heisenberg et Schrödinger notamment, à rediscuter le déterminisme et les critères de réalité de la physique classique, ainsi que la traditionnelle séparation entre observateur et objet observé. Pour la première fois dans l'histoire des sciences, une discipline exigeait même que soit mis en oeuvre un travail d'interprétation afin d'être comprise et appliquée : quelle sorte de réalité représente le formalisme quantique ? Aujourd'hui, quel crédit convient-il d'accorder aux diverses interprétations proposées depuis les années 1920 ? La physique quantique ne laisse pas d'intriguer, de fasciner. d'exaspérer parfois. Elle demeure pourtant méconnue, victime de stéréotypes : on l'invoque pour cautionner tel phénomène étrange, mais on néglige d'en décrire les principes fondamentaux. Quels sont ces principes qui trouvent des applications toujours plus fascinantes. du laser à la cryptographie quantique, en passant par la téléportation ? D'où provient cette incroyable efficacité de la physique quantique ?

Genres: Science, Physics, Nonfiction

208 pages, Mass Market Paperback

First published April 8, 2004

About the author

Étienne Klein, né à Paris le 1er avril 1958, est un physicien et un philosophe des sciences français.

Il dirige le Laboratoire de recherche sur les sciences de la matière tout en menant une intense carrière de vulgarisation autour des questions soulevées par la physique contemporaine, notamment par la physique quantique et la physique des particules.

Reviews

[Luc Séguin · Rating 4 out of 5]

Comment parler d'une science, la physique quantique, qui ne peut être expliquée, en toute rigueur, qu'à l'aide du langage mathématique ? Mission impossible, en vérité. Pourtant l'esprit se rebiffe : les concepts les plus connus de la physique quantique (superposition, « réduction du paquet d'ondes », intrication, etc.) sont si déconcertants, que la question de leur interprétation n'a cessé, depuis ses débuts entre 1925 et 1935, de faire débat. Le physicien et philosophe Étienne Klein tente ici à son tour de traduire en mots le formalisme quantique, de faire parler les équations. De proposer une interprétation qui, sur certains points, corrigent la « vulgate » qui continue à évoquer, par exemple, le principe d'« incertitude » de Heisenberg, lequel affirmerait qu'on ne peut connaître simultanément la position et la vitesse d'une particule. En vérité, ce n'est pas ce que dit le principe d'indétermination. Ce qu'il dit, c'est que « la représentation formelle que la physique quantique se fait des particules ne leur attribue jamais ces deux caractéristiques [position et impulsion] à la fois. Pris ensemble, c'est-à-dire affectés au même moment à un objet donné, ces deux concepts n'ont plus de sens ».

À la suite du physicien Paul Dirac, Klein fait du concept probabiliste (non déterministe) de vecteur d'état, et du principe de superposition sur lequel il repose, l'idée fondamentale de la physique quantique. Il nous l'explique avec le plus de rigueur possible, avec quelques graphiques, et... quelques formules mathématiques simples.

Un ouvrage de vulgarisation de très grande qualité, qui interroge le sentiment commun de ce que nous appelons le réel, et que Kant appelle la chose en soi.

[Remi · Rating 3 out of 5]

Les considérations métaphysiques ne peuvent être évitées tellement elles sont centrales lorsqu'on parle de physique quantique. Cela étant, la lecture de celles-ci dans ce petit livre d'Etienne Klein n'a pas toujours éclairé ma compréhension, voir m'a parfois perdu dans des considérations que j'avais du mal à cerner, m'empêchant parfois de me concentrer sur l'essentiel. Malgré cela, ce livre est une très bonne porte d'entrée dans le monde microscopique et ses surprenants secrets !

[Alyssa · Rating 3 out of 5]

3,5 pour être plus précise.

Globalement, c'est un livre intéressant, qui aborde les grands axes historiques et les divers concepts fondamentaux de la théorie quantique, le tout sans pour autant (trop) sombrer dans les complexes détails techniques de cette dernière. Par ailleurs, il est relativement court et se lit plutôt bien.

Par contre, je ne sais si ce livre se présente à l'origine comme un ouvrage de vulgarisation scientifique ou non, mais il est à la fois écrit de façon simpliste (façon vulgarisation donc), mais reste également assez complexe par moments pour -probablement- être difficilement abordable par des personnes n'ayant pas un minimum de bagage scientifique derrière. (On ne peut cependant pas en vouloir à l'auteur, puisque la physique quantique reste un domaine nébuleux quant à son interprétation...)


Pour ma part, étant étudiante en physique fondamentale, j'ai eu l'occasion d'assister au sein de mon université à diverses conférences traitant de ce sujet (à différentes échelles, de la simple conférence de vulgarisation, à celle un peu plus poussée portant exclusivement sur les inégalités de Bell -évoquées dans ce livre). L'une d'entre elles en particulier, donnée par Frank Laloe (co-auteur de notre bien-aimé livre de référence Mécanique Quantique), a couvert le sujet de façon similaire, si ce n'est avec des détails plus techniques sur certains points, quelques autres n'ayant pas été abordés car probablement jugés non-nécessaires, le public visé étant constitué de physiciens (et étudiants en master de physique). De fait, la majorité des points évoqués dans ce livre m'étaient déjà connus (de par la conférence évoquée, mais aussi mes divers cours), mais ce fut tout de même une lecture intéressante, ne serait-ce que pour la manière dont les faits sont expliqués.