Révision des fondements de la mécanique quantique et de la gravitation

Comme on sait, la gra­vi­ta­tion new­to­nienne per­met le cal­cul pré­cis des orbites des pla­nètes, mais, selon New­ton lui-même, elle est incom­pré­hen­sible parce qu’il faut sup­po­ser qu’elle se trans­met ins­tan­ta­né­ment à dis­tance. Lesage avait sug­gé­ré vers 1780 une expli­ca­tion du mou­ve­mentdes astres par l’existence de par­ti­cules de matière se dépla­çant dans l’espace, de sorte que, les corps célestes se fai­sant écran les uns aux autres, il en résulte une attrac­tion appa­rente entre eux. Poin­ca­ré avait amé­lio­ré cette théo­rie en 1906 sans pou­voir tou­te­fois la rendre satisfaisante,dans l’état où était alors la physique.

R. Char­re­ton a com­plé­té le tra­vail de Poin­ca­ré en confé­rant à ces par­ti­cules « ultra­mon­daines » le pou­voir de se dés­in­té­grer sous l’effet d’un choc avec la matière des astres. Il montre ain­si que la gra­vi­ta­tion new­to­nienne peut être rem­pla­cée par une théo­rie cau­sale compréhensible.

Planck a éta­bli en 1900 la for­mule de la répar­ti­tion spec­trale de l’énergie lumi­neuse du corps noir conforme aux don­nées expé­ri­men­tales, puis son expli­ca­tion ther­mo­dy­na­mique, fai­sant inter­ve­nir un quan­tum d’action (éner­gie temps) h. Cette expli­ca­tion avait sou­le­vé une vive opposition,parce qu’elle n’était pas conforme à la méca­nique clas­sique et qu’elle y intro­dui­sait la dis­con­ti­nui­té. Cette oppo­si­tion était si forte que Planck aban­don­na en par­tie son explication.
Il a fal­lu que Poin­ca­ré expo­sât, en 1912, peu avant sa mort, par un rai­son­ne­ment rigou­reux, approu­vé plus tard par Planck, que, la for­mule expé­ri­men­ta­lede Planck n’étant pas dis­cu­table, l’introduction du quan­tum h était inévi­table, mal­gré l’objection de la méca­nique clas­sique. Après cette démons­tra­tion, la théo­rie quan­tique se déve­lop­pa lar­ge­ment, sur les plans théo­rique et expé­ri­men­tal, comme on sait, d’abord avec Bohr en 1913, puis de Bro­glie, Schrö­din­ger, Hei­sen­berg, Born, Pau­li, Dirac notam­ment, de 1922 à 1930. L’interprétation don­née géné­ra­le­ment à cette théo­rie aujourd’hui est que, pour les phé­no­mènes à l’échelle de l’atome, la dis­con­ti­nui­té abo­lit la cau­sa­li­té ou que le hasard prend la place du déterminisme.

Sur cette inter­pré­ta­tion, l’ouvrage de Char­re­ton apporte une contri­bu­tion remar­quable. Il expose deux for­mu­la­tions de l’évolution de l’énergie d’un point maté­riel dans l’espace. La pre­mière est conforme à la méca­nique clas­sique et fait inter­ve­nir les chocs entre ce point maté­riel et les par­ti­cules ultra­mon­daines pos­tu­lées plus haut. La seconde est conforme à l’interprétation géné­ra­le­ment accep­tée que donne le phy­si­cien Feyn­man de la théo­rie quan­tique. Dans les deux cas est éta­blie la loi de pro­ba­bi­li­té de l’énergie de ce point maté­riel. Ces deux lois de pro­ba­bi­li­té, bien que tout à fait dif­fé­rentes, convergent, en un temps très court, vers une même loi nor­male, d’après un théo­rème ori­gi­nal dont il donne la démonstration.

La conclu­sion est alors la sui­vante : «… La pré­vi­sion d’un résul­tat d’observation d’un sys­tème phy­sique [aura] sen­si­ble­ment la même pro­ba­bi­li­té que celle-ci soit issue de la méca­nique quan­tique ou d’un pro­ces­sus cau­sal conforme à la méca­nique classique…»

On peut pré­su­mer que cet ouvrage sus­ci­te­ra quelques commentaires.

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