Le chat de Schrödinger : Physique quantique et réalité [Broché]

Extrait du prologue :

IL N'EST RIEN DE RÉEL

Le chat de notre titre est un animal mythique, mais Schrödinger était une personne réelle. Erwin Schrödinger était un scientifique allemand qui, au milieu des années vingt, s'intéressa à l'élaboration des équations d'une branche de la science que nous nommons aujourd'hui mécanique quantique. L'expression «branche de la science» est cependant loin d'être correcte, puisque la mécanique quantique est en fait l'épine dorsale de l'ensemble de la science moderne. Les équations décrivent le comportement des corps très petits - de la taille de l'atome voire en deçà - et elles fournissent la seule compréhension du monde de l'infiniment petit. Les physiciens, s'ils étaient privés de ces équations, seraient incapables de concevoir des centrales (ou des bombes) nucléaires, de construire des lasers, ou d'expliquer comment le soleil conserve sa chaleur. Sans la mécanique quantique, la chimie en serait toujours à balbutier, la biologie moléculaire n'existerait pas - il n'y aurait nulle compréhension de l'ADN, aucun engineering génétique.
La théorie quantique représente la plus grande réalisation de la science ; elle est beaucoup plus significative et d'une utilité plus directe et plus pratique que celle de la relativité. Pourtant certaines de ses prédictions sont des plus étranges. Le monde de la mécanique quantique est si singulier, en fait, que même Albert Einstein le considérait comme incompréhensible et refusa d'accepter l'ensemble des implications de la théorie développée par Schrödinger et ses collègues. Einstein, et maints autres scientifiques, soucieux de leur confort intellectuel, préféraient croire que les équations de la mécanique quantique ne représentaient qu'un tour de passe-passe mathématique, qui propose par hasard une «explication» raisonnable du comportement des particules atomiques et subatomiques, mais qui masque une vérité plus profonde correspondant plus à notre sens de la réalité. La mécanique quantique dit en effet qu'il n'est rien de réel et que nous ne pouvons faire aucun commentaire sur des événements qui se produisent lorsque nous ne les observons pas. Le chat mythique de Schrödinger était censé rendre évidentes les différences entre le monde quantique et le monde quotidien.
Dans le monde de la mécanique quantique, les lois physiques qui nous sont familières d'un point de vue quo­tidien deviennent caduques. Les événements se conforment au contraire à des probabilités. Ainsi un atome radioactif se désintégrera-t-il, ou non, en émettant un électron. Il est possible de préparer une expérience de manière à ce qu'il y ait exactement cinquante pour cent de chances que l'un des atomes d'un matériau radioactif se désintègre en un temps donné et qu'un détecteur enregistre ce phénomène s'il se produit. Schrödinger, aussi troublé qu'Einstein par les implications de la théorie quantique, tenta d'en démontrer l'absurdité en imaginant de procéder à une telle expérience dans un endroit clos, ou dans une boîte, qui contiendrait un chat vivant et une fiole de poison, disposés de façon à ce que le flacon se brise et que le chat meure au cas où la désintégration radioactive interviendrait. Dans le monde quotidien, il y a cinquante pour cent de chances que le chat soit tué, et sans regardera l'intérieur de la boîte, nous pouvons avancer sans risque que le chat est soit mort soit vivant. Mais nous nous trouvons maintenant confrontés à l'étrangeté du monde quantique. Selon la théorie, aucune des deux possibilités offertes au matériel radioactif, et donc au chat, n'est réelle à moins d'avoir été observée.

John R. Gribbin est docteur en astrophysique et a fait ses études à l'université de Cambridge. Il est l'auteur de quelque vingt-sept ouvrages scientifiques et de deux romans écrits en collaboration avec Douglas Orgill.