Notes de lecture physique quantique 15

 Assis dans l'amphithéâtre bondé de l'institut de physique, Heisenberg écouta sans broncher jusqu'au bout l'exposé de Schrödinger, intitulé « Nouveaux résultats de la mécanique ondulatoire » Pendant la séance de questions et de réponses qui suivit, il fut en proie à une agitation grandissante et finalement ne put garder le silence. Il se leva donc, et tous les regards étaient fixés sur lui, car tout le monde attendait de savoir ce qu'il aurait à dire. La théorie de Schrödinger, fit-il remarquer, ne pouvait expliquer ni la loi du rayonnement de Planck, ni l'expérience de Franck-Hertz, ni l'effet Compton, ni l'effet photoélectrique, qui tous ne pouvaient s'expliquer sans la discontinuité et les sauts quantiques - les concepts même que Schrödinger cherchait à éliminer.

Certains membres de l'auditoire exprimaient déjà leur désapprobation devant les remarques d'un jeune homme de vingt-quatre ans, et Schrödinger allait répondre, lorsque Wien, agacé, se leva et intervint. Le vieux physicien, raconta plus tard Heisenberg à Pauli, «m'a presque mis à la porte de l'amphi.

 Einstein avait été le premier à introduire les probabilités dans la physique quantique en 1916 lorsqu'il fournit l'explication de l'émission de quanta de lumière quand un électron sautait d'un niveau d'énergie à une autre. Dix ans plus tard, Born avait avancé une interprétation de la fonction d'onde et de la mécanique ondulatoire qui pouvait rendre compte du caractère probabiliste des sauts quantiques. Elle avait un prix qu'Einstein n'était pas disposé à payer- la renonciation à la causalité.

En décembre 1926, Einstein avait exprimé son inquiétude grandissante devant le rejet de la causalité et du déterminisme dans une lettre à Born. « La mécanique quantique est certes imposante. Mais une voix intérieure me dit que ce n'est pas encore la réalité. Cette théorie a beau être très parlante, elle ne nous rapproche pas vraiment du secret du ''Vieux". Moi, en tout cas, je suis convaincu qu'Il ne joue pas aux dés » Tandis que les positions se précisaient sur le champ de bataille quantique, Einstein inspira, sans le savoir, une autre percée stupéfiante, l'une des plus importantes et des plus profondes réussites de l'histoire des quanta, le principe d'incertitude.

-281- «c'est une grande erreur que d'essayer de fonder une théorie sur les seules grandeurs observables. En réalité, c'est exactement le contraire qui se produit. C'est la théorie qui décide de ce que nous pouvons observer ». Einstein

Presque un siècle auparavant, le philosophe français Auguste Comte avait soutenu que, si toute théorie doit se fonder sur l'observation, l'esprit a également besoin d'une théorie pour effectuer des observations. Einstein essaya d'expliquer que l'observation était un processus complexe impliquant des présuppositions sur les phénomènes qui sont –278- utilisées dans les théories. « Le phénomène observé détermine certains événements dans notre dispositif de mesure, dit Einstein. Ce qui introduit de nouveaux processus dans ce dispositif, lesquels, par des cheminements complexes, finissent par créer des impressions sensorielles et contribuent à en fixer les effets dans notre conscience » « Ces effets, affirmait Einstein, dépendent de nos théories. Et dans votre théorie, dit-il à Heisenberg, vous supposez très manifestement que tout le mécanisme de la transmission de la lumière, depuis l'atome en vibration jusqu'au spectroscope ou l'oeil humain, fonctionne exactement comme il est censé le faire depuis toujours, c'est-à-dire essentiellement selon la loi de Maxwell. Si ce n'était plus le cas, vous ne pourriez plus observer aucune des grandeurs que vous qualifiez d'observables » «Votre assertion selon laquelle vous n'introduisez que des grandeurs observables est par conséquent une hypothèse portant sur une propriété de la théorie que vous essayez de formuler » «J'étais totalement déconcerté par l'attitude d'Einstein, bien que je trouve ses arguments convaincants », avoua plus tard Heisenberg

Quand il était encore à l'Office des brevets, Einstein avait étudié l'oeuvre du physicien Ernst Mach, pour qui le but de la science n'était pas de discerner la nature de la réalité, mais de décrire des données expérimentales - les «faits» - aussi succinctement que possible. Tout concept scientifique devait être compris sous l'angle de sa définition opérationnelle - une prescription de la manière dont il pouvait être mesuré. C'est effectivement sous l'influence de cette philosophie qu'Einstein contesta les concepts, établis de longue date, d'un espace et d'un temps absolus. Mais un Einstein plus mûr et plus sage avait depuis longtemps abandonné la démarche de Mach, comme il l'expliqua à Heisenberg, parce qu'elle « néglige pour ainsi dire le fait que le monde existe réellement, que nos impressions sensorielles sont fondées sur quelque chose d'objectif ».