12 leçons de mécanique quantique

Dossier : Arts, Lettres et SciencesMagazine N°619 Novembre 2006Par : Jean-Louis Basdevant, professeur honoraire à l’École polytechnique Préface de Thierry Koskas (84)Rédacteur : Jean DALIBARD, professeur à l’École polytechnique, membre de l’Académie des sciences

Dans de nombreuses écoles et universités, la physique quantique est vue par les étudiants comme une discipline austère, calculatoire et déconnectée de la réalité. Pour les promotions d’X de 1976 à 2003, ce fut au contraire une matière jubilatoire, pleine de surprises et profondément humaine. Il faut lire les 12 leçons de mécanique quantique de Jean-Louis Basdevant pour comprendre comment cette magie a opéré.

Cet ouvrage est à la fois un vrai livre de physique et le récit d’une aventure intellectuelle qui a réuni les plus grands scientifiques du vingtième siècle, physiciens bien sûr, mais aussi mathématiciens et chimistes. On y découvre aussi l’omniprésence de la mécanique quantique dans notre environnement, dans les transistors de nos téléphones portables, dans les lasers de nos lecteurs de CD, ou encore dans les horloges atomiques qui guident nos systèmes GPS.

Chacune des douze leçons correspond à un des amphis qu’enseignait Jean-Louis Basdevant. On y retrouve son ton unique, ses questions sans cesse dérangeantes : « Pourquoi les étoiles brillent-elles ? Le temps existe-t-il ? Qui a tué le chat de Schrödinger ? » On y voit défiler les physiciens qui ont joué un rôle dans le développement de cette nouvelle mécanique : le jeune Paul Adrien Maurice Dirac « qui aimait beaucoup sa maman», Niels Bohr « rigide et dogmatique », Wolfgang Pauli pour qui « tout était soit évident, soit idiot» et beaucoup d’autres. On y apprend comment écrire son nom avec une dizaine d’atomes, et comment communiquer avec une éventuelle civilisation extraterrestre.

Ce livre est d’abord un outil remarquable pour aborder la physique quantique, avec ses équations principales, ses expériences cruciales, ses applications. Mais la véritable originalité de l’ouvrage est de replacer le formalisme dans un cadre plus vaste et plus noble, celui de la dimension humaine de la Science. Les acteurs principaux reprennent vie, leurs intuitions, leurs doutes, leurs conflits sont devant nous. Ainsi, dans sa belle préface, Thierry Koskas (84) écrit que Jean-Louis Basdevant a fait de la mécanique quantique une science humaine, « parce qu’elle est faite par les hommes et, en général, pour eux ».

Ce livre appartient à la très petite catégorie des « textes de scènes » scientifiques. On le lit comme une pièce de théâtre, et je ne peux m’empêcher de le rapprocher du cours de physique de Feynman, lui aussi retranscription fidèle des exposés d’un grand physicien. La passion de la découverte et l’émerveillement devant un voile qui se lève transparaissent à chaque paragraphe, avec une règle unique : dans ce théâtre-là, on ne triche pas avec les faits. Si un modèle théorique ne rend pas compte des observations, il faut le changer. Cette leçon de rigueur, d’humilité devant le Réel, domine l’ensemble de l’ouvrage; elle dépasse la physique quantique pour constituer un corpus dans lequel tout « scientifique », au sens le plus large du terme, se retrouvera.

Merci donc à Jean-Louis Basdevant d’avoir accepté de nous livrer, presque verbatim, ses textes d’amphis retraçant une épopée scientifique qui a bouleversé notre vision du monde, du coeur des atomes à la formation des galaxies. On en ressort profondément ému, à la fois par la beauté de cette construction intellectuelle et par le brio de l’auteur qui réussit à nous la rendre familière.

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