Les 90 particules quantiques du professeur Roland Omnès

« La correspondance entre la réalité et la théorie serait parfaite (…) si on ne voyait apparaître au tout dernier moment un gouffre infranchissable qui les sépare. C’est en ce vide béant que réside le "problème de la réalité", dit encore "problème de l’unicité". » (Roland Omnès, le 15 décembre 2008).





Pas des particules mais des bougies : le physicien français Roland Omnès fête ses 90 ans ce jeudi 18 février 2021. Sommité de la physique théorique, Roland Omnès est connu pour ses travaux sur la physique quantique, ainsi que ses réflexions philosophiques, son interprétation de la physique quantique. Il est l’auteur de nombreux ouvrages de vulgarisation pour faire connaître et comprendre les rudiments de la physique quantique au grand public ainsi qu’un début d’interprétation.

Il n’y a pas de doute que l’homme est académique même s’il ne semble membre que de l’Académie internationale de la philosophie des sciences (il n’est pas membre de l’Académie des sciences, par exemple, ce qui peut étonner). Normalien à 20 ans, mathématicien, il a été professeur de physique théorique à l’Université Paris-Orsay (l’université des Prix Nobel de Physique), qu’il a même présidée de juin 1978 à juin 1983. Il présida aussi la Conférence des présidents d’université de janvier 1981 à septembre 1982, à une période cruciale pour la recherche française puisqu’en pleine alternance. Il a dans ces fonctions créer un service commun de formation continue pour toutes les universités et les IUT. Il a poursuivi ses travaux de recherches dans le Laboratoire de Physique Théorique (UMR 8627 du CNRS).

Les années 1980. L’ambiance était alors au refus de collaboration entre recherche et industrie (ce qui peut expliquer l’absence de vaccin contre le covid-19 délivré rapidement sur le marché, j’y reviendrai peut-être), et quand il y a des contrats, refus de clause de confidentialité. Grâce à la loi Pécresse en 2007, les chercheurs ont compris que les relations avec les entreprises pouvaient leur être profitables, d’autant plus que si l’État prend en charge les salaires et les investissements pour les gros équipements, il n’y a quasiment plus rien pour les budgets ordinaires des projets de recherche.

En 1959, Roland Omnès a été l’un des premiers lauréats du prestigieux Prix Paul-Langevin qui récompense les chercheurs en physique théorique. Après lui, on peut citer parmi les lauréats Philippe Nozières, Claude Cohen-Tannoudji, Édouard Brézin, Gérard Toulouse, Yves Pomeau, Pierre Fayet, Thibault Damour, Silke Biermann, etc.

À l’époque, Roland Omnès venait de terminer sa thèse de doctorat de sciences physiques, qu’il a soutenue le 9 mai 1957 à la Faculté des sciences de l’Université de Paris, avec pour titre : "Équations intégrales non linéaires en théorie quantique des champs. Application à la production mésonique des mésons". Le président de son jury de thèse était un physicien prestigieux de l’histoire de la physique quantique puisqu’il s’agissait de Louis de Broglie, Prix Nobel de Physique. Roland Omnès avait réalisé ses travaux notamment au CERN (Centre européen de recherches nucléaires) à Genève et ceux-ci avaient été suggérés par deux physiciens français, Bernard d’Espagnat et Jacques Prentki.



Il faut bien comprendre aussi que si la physique quantique s’est développée dès les années 1920 et 1930 avec de grands noms de l’histoire des sciences, cette discipline n’est véritablement entrée à l’université française que à la fin des années 1960 et au début des années 1970, ce qui est très tardif. Roland Omnès a fait d’ailleurs partie de ceux qui l’ont introduite dans les programmes des étudiants en science. Pourquoi un tel retard ? Probablement pour de mauvaises raisons, des raisons politiques d’après-guerre, et paradoxalement, avec des raisons antagonistes : la physique quantique pouvait être considérée comme une "science allemande" (ce qui est une idée assez stupide, la science n’a pas de frontières) et les rares sommités françaises qui travaillaient sur la physique quantique étaient souvent (pas toujours) proches du parti communiste (par exemple, Paul Langevin). Là encore, la science n’a pas d’idéologie politique, n’est pas d’une idéologie politique.

Les travaux de Roland Omnès ont donc beaucoup apporté dans le développement de la physique quantique en France. L’une de ses motivations reste la capacité d’interpréter les résultats étonnants de la physique quantique, étonnants pour le bon sens. Parmi ces étrangetés, l’intrication quantique et plus généralement, le caractère probabiliste de la réalité et la réduction du paquet d’onde. Beaucoup de ses réflexions ont donc des composantes à la fois scientifiques (c’est son métier) mais aussi philosophiques (ce n’est pas son métier) et donc des composantes purement spéculatives (de nombreux physiciens se sont aussi aventurés dans ce registre, c’était le cas de Stephen Hawking, David Bohm, Bernard d’Espagnat, etc.).

Parmi les travaux de Roland Omnès, on peut bien sûr citer le problème du "wave function collapse" qu’on pourrait (mal) traduire ici par l’effondrement de la fonction d’onde. Il a écrit beaucoup de publications scientifiques et d’ouvrages sur le sujet : « Les progrès des dernières décennies en matière d’interprétation furent dus à part égale aux travaux des expérimentateurs et des théoriciens. Chez ces derniers, trois idées se sont révélées fécondes : la décohérence, la dérivation de la physique classique, et la remise en place de la logique dans les histoires cohérentes de Griffiths. Toutes trois s’appuient directement sur les principes quantiques, comme si ceux-ci contenaient en eux-mêmes tous les concepts nécessaires à leur propre interprétation, mais à une exception près de très grande taille : la fameuse réduction de la fonction d’onde, ou la "réduction" de manière plus générale. Quant à moi, peu à peu, le plaisir insistant de méditer sur la nature des lois me conduisait à prendre une idée simple de plus en plus au sérieux : se pourrait-il que tout résulte des principes, y compris la réduction ? » (2008).

Le physicien américain Robert B. Griffiths a travaillé avec Roland Omnès, Murray Gell-Mann et James Hartle avec qui il a développé l'approche des "histoires cohérentes" [ou "histoire décohérentes] de la physique quantique, approche qui vise à donner une interprétation moderne de la physique quantique en généralisant l’interprétation de Copenhague et en proposant une interprétation naturelle de la cosmologie quantique.

Toute la question est de savoir ce qu’est la réalité physique des phénomènes quantiques. Dans la thèse d’Adrien Vila-Valls sur la diffusion de la physique quantique en France (soutenue le 14 novembre 2012 à l’Université Claude-Bernard de Lyon), l’auteur rappelle que Roland Omnès « lutte contre les déviances spiritualistes inspirées par les théories quantiques » et qu’il avait par ailleurs travaillé avec le physicien français Edmond Bauer pour la traduction française d’un ouvrage de Niels Bohr. Edmond Bauer a dialogué avec Louis de Broglie pour comprendre ce qu’est la réalité dans la physique quantique.

Dans une publication plus philosophique que physique aux Presses universitaires de Caen, le 25 décembre 2008, Roland Omnès s’attaque ainsi au problème de la réalité qu’il définit ainsi : « La mécanique quantique se fonde sur le hasard et c’est donc une théorie statistique, dans son essence. En tant que telle, elle ne peut prédire que des possibilités et leur attribuer des probabilités, de sorte que rien ne lui est plus étranger, du moins en apparence, que l’unicité du Réel. Or on sait que des philosophes (…) voient dans cette unicité le caractère essentiel de la réalité. (…) En outre, on sait qu’en philosophie des sciences, l’unicité du réel, c’est-à-dire des faits, est la base absolue de la méthode expérimentale, si bien que lorsqu’on constate que les principes quantiques s’écartent de cette unicité, tout l’édifice de la connaissance tremble sur ses bases. ».

Reprenant l’équation de Schrödinger : « Le principe de superposition est ainsi sans aucun doute l’aspect le plus profond des lois quantiques. Mais c’est aussi l’obstacle majeur qui s’oppose à penser les lois de façon conventionnelle, c’est-à-dire au travers d’une conception trop banale de la philosophie de la connaissance. Toute la construction du modèle standard des leptons et des quarks a montré la supériorité théorique et pratique des conceptions de Feynman sur les formulations antérieures. Penser la nature comme une superposition de tous les possibles s’est ainsi révélé plus fécond que l’idée plus ancienne d’une fonction d’onde, qui ne peut exprimer que le hasard. Or, cette constatation n’a pas vraiment pénétré la philosophie des sciences, parce que notre cerveau y fait obstacle. ».

Certains n’ont pas hésité à être parfois sévères avec les ambitions de Roland Omnès, à l’image de l’épistémologue canadien Yves Gauthier, de l’Université de Montréal, qui commentait le livre de Roland Omnès, "Philosophie de la science contemporaine" (éd. Gallimard, sorti en septembre 1994) dans  un article de "Philosophiques" publié en automne 2000 avec ces mots : « Roland Omnès (…) veut réhabiliter le sens commun afin de sortir de l’impasse où se trouve l’épistémologie contemporaine. C’est là le propos ou le vœu d’un auteur qui n’est ni philosophe des sciences, ni logicien mais qui semble croire qu’en ces matières, tout honnête homme est pourvu des lumières naturelles et qu’il suffit en quelque sorte de réfléchir pour parvenir à des vues éclairantes sur toutes choses. Cette invitation à une philosophie populaire n’est en réalité qu’un travail de vulgarisation philosophique et on peut se demander si la philosophie spontanée du savant n’est autre chose que ce sens commun, si bien partagé entre les hommes, que seuls les philosophes "professionnels" en seraient apparemment dépourvus. (…) L’ouvrage d’Omnès, après ceux de Prigogine et de nombreux autres, ne s’adresse sans doute pas aux philosophes des sciences (avertis !), mais les néophytes n’y trouveront pas nécessairement leur compte, malgré la clarté du style et la simplicité des idées que le scientifique a voulu rendre accessibles au "commun" des mortels. » (Société de philosophie du Québec).

Je termine par cette confidence de Roland Omnès dans la publication déjà citée du 15 décembre 2008 : « J’ai conscience à la fois de l’âge que j’ai atteint et d’une certaine chance à pouvoir exercer encore ma réflexion. L’âge me dissuade de croire que je pourrais contribuer à résoudre ce grand problème, alors que le plaisir de penser le ramène sans cesse devant mes yeux. J’ai formidablement envie de connaître la réponse avant de rencontrer saint Pierre ou le porte-clef du silence. ». Souhaitons-lui d’avoir encore un peu de temps pour y déceler cette réponse.


Aussi sur le blog.

Sylvain Rakotoarison (14 février 2021)
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Pour aller plus loin :
Roland Omnès.
Évry Schatzman.
Katalin Kariko.
Le plan quantique en France.
Apocalypse à la Toussaint ?
Bill Gates.
Benoît Mandelbrot.
Le syndrome de Hiroshima.
Au cœur de la tragédie einsteinienne.
Pierre Teilhard de Chardin.
Jacques Testart.
L’émotion primordiale du premier pas sur la Lune.
Peter Higgs.
Léonard de Vinci.
Stephen Hawking, Dieu et les quarks.
Les 60 ans de la NASA.
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La relativité générale.
Bernard d’Espagnat.
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Paul Dirac.
Olivier Costa de Beauregard.
Alain Aspect.






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