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Une nouvelle ère pour la mécanique quantique, un siècle après
En juillet 1925, il y a tout juste un siècle, Werner Heisenberg, célèbre physicien, écrivait une lettre à son non moins célèbre collègue, Wolfgang Pauli.
Dans cette correspondance, Heisenberg admettait que ses « vues sur la mécanique s’étaient radicalisées chaque jour davantage », tout en sollicitant l’avis de Pauli sur un manuscrit qu’il envisageait de « compléter… ou de brûler ».
Ce manuscrit, connu sous le nom de document Umdeutung (réinterprétation), a jeté les bases pour une version plus vérifiable empiriquement de la mécanique quantique. C’est pourquoi la date de publication de l’Umdeutung est considérée comme la naissance officielle de la mécanique quantique.
Pour commémorer ce centenaire, la revue Nature a sollicité l’avis de 1 101 physiciens sur les questions les plus débattues du domaine, révélant que, comme par le passé, la physique quantique reste un sujet brûlant.
Des opinions partagées sur la physique quantique
Selon les résultats publiés aujourd’hui, il apparaît que les physiciens convergent rarement sur leurs interprétations de la mécanique quantique et restent souvent incertains de leurs réponses.
Pourtant, deux points semblent faire consensus : d’une part, une interprétation plus intuitive de la mathématique quantique est jugée précieuse (86 %), et d’autre part, la majorité pense que la théorie quantique sera probablement remplacée par une théorie plus complète (75 %).
Sur les 15 582 physiciens contactés, 1 101 ont répondu, ce qui donne un taux de réponse de 7 %. Parmi eux, plus de 100 ont fourni des réponses écrites supplémentaires à propos des questions de l’enquête.
L’approche « classique » reste dominante, malgré tout
Les participants ont été invités à nommer leur interprétation préférée du problème de la mesure, une énigme persistante quant à l’incertitude des états quantiques en superposition. Aucun consensus clair n’a émergé parmi les choix proposés.
En tête avec 36 %, on trouve l’interprétation de Copenhague, selon laquelle les mondes quantiques sont distincts des mondes classiques, les particules n’acquérant des propriétés que lorsqu’elles sont mesurées par un observateur dans le domaine classique.
L’interprétation de Copenhague est souvent dénigrée par ses détracteurs qui la qualifient de méthode « tais-toi et calcule ». Bien que simplificatrice, cette approche est puissante pour des applications comme l’informatique quantique.
Cependant, plus de la moitié des physiciens ayant choisi l’interprétation de Copenhague ont avoué ne pas être trop sûrs de leurs réponses, évitant les questions de suivi.
Par ailleurs, 64 % des participants se sont montrés ouverts à des points de vue plus radicaux. Ces approches incluent celles basées sur l’information (17 %), la théorie des nombreux mondes (15 %), et la théorie des ondes pilotes de Bohm-de Broglie (7 %). De plus, 16 % des répondants ont fourni des réponses écrites rejetant toutes les options, proposant qu’aucune interprétation n’était nécessaire ou offrant leur propre vision de la meilleure interprétation.
Des résultats divisés, des analyses mitigées
Les physiciens échangeant avec Nature avaient des impressions variées sur la question de savoir si l’absence de consensus est préoccupante. Par exemple, Elise Crull de la City University of New York a exprimé que cette ambiguïté montre que « les gens prennent au sérieux les questions d’interprétations ».
Les experts à la croisée de la philosophie et de la physique se sont montrés plus critiques. Tim Maudlin, un philosophe de la physique à l’Université de New York, a déclaré à Gizmodo que la catégorisation de certains concepts par l’enquête était trompeuse et propice à des réponses contradictoires, « une disparité dont les répondants ne semblaient pas avoir conscience », a-t-il souligné.
« Je pense que la principale leçon est que les physiciens ne pensent pas clairement et n’ont pas formé de vues fermes sur les questions fondamentales de la théorie quantique », a commenté Maudlin, mon professeur à l’école doctorale.
Dans un courriel à Gizmodo, Sean Carroll, un physicien théoricien à Johns Hopkins qui a répondu à l’enquête, a fait part de préoccupations similaires. Plusieurs facteurs pourraient expliquer ce manque de consensus, a-t-il dit, mais une opinion répandue est que cela « n’a pas d’importance tant qu’on peut calculer les prédictions expérimentales », ce qu’il jugeait « manifestement erroné ».
« Ce serait raisonnable si nous pensions connaître la théorie finale de la physique sans énigmes restantes », a ajouté Carroll, qui faisait partie d’un groupe d’experts consulté pour l’enquête. « Mais personne ne pense cela. »
« C’est embarrassant de ne pas avoir d’histoire à raconter sur la réalité », a admis Carlton Caves, physicien théoricien de l’Université du Nouveau-Mexique, participant à l’enquête, dans le rapport de Nature.
Cependant, les résultats de l’enquête semblent indiquer une croyance générale en l’importance d’une base théorique solide, près de la moitié des participants s’accordant à dire que les départements de physique n’accordent pas suffisamment d’attention aux fondements quantiques. D’autre part, 58 % des participants ont répondu que les résultats expérimentaux aideront à déterminer quelle théorie sera « la bonne ».
Consensus de Schrödinger, jusqu’à un certain point
Que cela plaise ou non, cette enquête illustre le dynamisme et la rapide évolution du domaine de la science quantique qui, si vous avez suivi nos articles, peut devenir vraiment, vraiment bizarre. Un manque d’explications ou de consensus n’est pas nécessairement mauvais pour la science — cela préfigure just a science *. Après tout, la mécanique quantique, malgré sa complexité, demeure l’une des théories les plus vérifiées expérimentalement de l’histoire des sciences.
Il est fascinant de voir comment ces experts peuvent être en désaccord sur la mécanique quantique tout en apportant des preuves solides à l’appui de leurs points de vue. Parfois, il n’y a pas de bonne ou de mauvaise réponse — juste différentes.
Pour les passionnés de quantique, je recommande vivement de consulter le rapport complet pour un compte-rendu détaillé sur les divergences entre physiciens. Vous trouverez également l’enquête originale, la méthodologie, et une version anonymisée de toutes les réponses à la fin du rapport.
Et si vous participez à l’enquête, ou du moins à une partie de celle-ci, n’hésitez pas à partager vos réponses. Oh, et faites-nous savoir si vous pensez Heisenberg aurait dû brûler Umdeutung après tout.
