Physique quantique-physique classique : ces crises utiles

L’avènement  de  la  physique quantique  a permis de voir  aujourd’hui que  toute  théorie scientifique est par essence  incomplète.
Des fondamentaux  de  la  physique classique qui pendant longtemps constituaient  le  socle  même  de  la  science  sont  remis en cause perpétuellement .

L’objectivité  des  lois physiques  en phase  avec  le  principe  de  causalité , la « connaissabilité »  de la  matière , l’existence  du monde extérieur indépendamment  de  l’observateur  trouvent aujourd’hui  des  limites . Ces  principes  ne  permettent  plus  de  circonscrire  tous  les  domaines de  la science. Par  conséquent,  ils  ne  sont  plus  à  mesure  de  traduire  toute la  pensée scientifique  d’une manière  générale. L’homme  a  besoin  d’évoluer . Cette évolution  passe  par son  accommodation   aux  conditions  de  vie  et  sa  capacité  à  dompter  sa nature .

Pendant  longtemps , l’idée  selon  laquelle l’atome  était  une  particule  insécable  et  qu’elle était  la plus  petite  entité  à  partir  de  laquelle s’élabore la  matière  était  quasiment partagée  de  tous  les

scientifiques . Il  a  fallu  attendre   jusqu’en 1911  pour  voir  Ernest  Rutherfood ( 1871-1937 ) donner  une  composition  acceptable  de  l’atome  qu’il  suppose  constitué  de  noyau ( protons + neutrons ) autour  duquel  gravitent  des  électrons . Entre  le  noyau  et  les  électrons  le  mystère reste entier . Rutherfood va appeler cette partie «le vide quantique » . Ce  modèle  appelé  modèle planétaire  car  inspiré  du  mouvement des  planètes  sera  repris  et  perfectionné  par  Niels Bohr

( 1885-1962 ) . Cette  découverte va  créer  un déclic  dans  le monde  scientifique  car  elle  va  être à  l’origine de  la  physique  quantique . Le  déterminisme  scientifique , la  localité des  théories , la complétude , l’objectivité  vont  sérieusement  connaître  des  limites  existentielles . Tout effet a une cause  et  vice-versa  admettait  la  physique  classique  .

En  physique  quantique  , un changement  de  référentiel , chose  très  récurrente  en science  exacte , donnerait  un  résultat totalement  différent. Si  on prend  par exemple la mécanique classique (Newtonnienne) qui est une partie intégrante  de  la  physique classique , la  position ( x )  et  le  temps ( t )  , qui  sont  en réalité  deux quantités  conjuguées sont  mesurables  simultanément;  chose  qui  est  impossible  du point de vue de  la  mécanique quantique, une  contradiction  existentielle  voit  le  jour  alors .  De plus,  avec  l’interprétation  probabiliste  de  la  fonction  d’onde  de Max Born (1882-1970 )  en 1927

et la  relation  d’incertitude de Heinsenberg (1901-1975 ), l’objectivité  de  la  physique  quantique sera  vraiment  affectée. Certains  de  ces  phénomènes  ne  seraient  plus déterminés  avec exactitude  mais  connaissent  des  interprétations  sous  forme  de  probabilité .

Par  ailleurs , le double  aspect  de  la  lumière  va  créer  une  des  contradictions  les  plus marquantes  de  l’histoire  de  la  physique . La  théorie  ondulatoire  connue  depuis  Christian Huygens  ( 1629-1695)  qui  prétend  que  la  lumière  se  déplace  sous  forme  d’ondes  sera

confrontée  à la  théorie  corpusculaire  de  Newton ( 1643-1727 ) qui  sous-tend  que  celle-ci  était composée  de  particules qu’il  nomma  corpuscules . La  science  va  connaître  une  crise  profonde

jusqu’à  l’unification  de  ces  deux  théories  à  la  suite  des  travaux  de Luis  de Broglie (1892-1987) et  d’Albert  Einstein (1879-1955 ) . Une  nouvelle  théorie  baptisée  dualité  onde-corpuscule  verra  le  jour et  sera  reconnue  de  tous  les  scientifiques du moins pour  le  moment . La  théorie  de  la  relativité  restreinte  puis  celle générale  vont  venir  s’inscrire  dans cette  lancée  de  théories  révolutionnaires . Avec  la  physique  classique  de  Newton , l’humanité n’était  pas  tentée  d’animer  une  particule à  des  vitesses  extrêmes . Lorsqu’elle a  commencé  à

tenter  l’expérience avec  l’avènement  des  accélérateurs  de particules , le  premier  fait  étonnant venait  du  fait  que  les  lois  habituelles de  la  physique  classique  n’étaient  plus  vérifiées .

Face à cette  crise  de la  raison , Einstein proposa  une nouvelle interprétation  des  phénomènes physiques . Il va  prendre  le  contrepieds de tous  ses  prédécesseurs  pour  classer  les phénomènes physiques . Certains  seront  classiques  et  se  verront  appliquer  les  lois classiques ,

tandis que  d’autres  seront  relativistes  une  fois  que  leurs  vitesses  dépassaient  celle  de  la lumière ( célérité de la lumière : 300 000 000 m/s  )  .

Cette  théorie  importante  de  la  physique  aura  même  des  répercussions  philosophiques  en éliminant  toute  possibilité  d’existence  d’un  temps  et  de  durées absolues de l’univers ( Newton ) .  Elle  sera  par  la  suite généralisée  au mouvement  des  astres  et  sera  ainsi  appelée physique  céleste .

Aujourd’hui encore,  beaucoup  de  zones d’ombre planent  toujours  sur  la  physique  quantique . Une lumière  constituée  de  particules  appelées  photons est quasiment  reconnue  de  tous les scientifiques,  mais  l’idée selon laquelle  ces  particules  sont  sans  masse n’est  pas des  plus  évidentes .

Comment  une  particule  sans masse  peut posséder  une  énergie  quand  on  sait  que  l’énergie est intrinsèquement  liée à  la  masse  ?

Comment  cette  particule  peut-elle  avoir  de  l’énergie cinétique  ( ½ m.v² ) et  arracher   une  autre particule  d’un  métaux  par  exemple  dans  le  cadre de  l’effet  photoélectrique  ? [ m : masse , v: vitesse ]

Autant  d’interrogations  qui  restent  aujourd’hui  en  suspens .

La  science  est faite  de  contradictions  chronologiques . Chaque  science  nait  des cendres d’une  autre . Le mystère plane  toujours  sur  beaucoup  de  domaines et  la  voie  des  découvertes  est  un

champ  perpétuel .

ABDOU KHOUDOSS CISSE

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Classé dans Sciences et Technologies

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