La Mécanique Quantique pour les Non Physiciens

La m´ecanique quantique pour non-physiciens d’une fa¸con telle que tous les paradoxes ‘philosophiques’ disparaissent. En particulier, on pr´esentera une th´eorie remontant `a 1952, celle de David Bohm, qui r´esoud en principe, les probl`emes conceptuels de la m´ecanique quantique et est renforc´ee, plutˆot qu’affaiblie, par les r´esultats de Bell. Finalement, une br`eve ´evocation de l’histoire des id´ees li´ees `a la m´ecanique quantique permettra de comprendre pourquoi les id´ees de Bell, comme celles de Bohm, ont ´et´e si longtemps incomprises, et continuent `a l’ˆetre. II La nature du probl`eme Pour expliquer les probl`emes pos´es par la m´ecanique quantique, il est utile de voir comment la physique classique d´ecrit le monde et quels changements la m´ecanique quan- tique introduit par rapport `a cette description. En m´ecanique classique on consid`ere des particules qui se d´eplacent selon des trajec- toires. Elles ont donc `a tout moment une position, et la fa¸con dont cette position change d´etermine leur vitesse (et la fa¸con dont leur vitesse change d´etermine leur acc´el´eration et ainsi de suite). Ces trajectoires sont enti`erement d´etermin´ees par deux facteurs : d’une part les forces qui agissent entre les corps, d’autre part les « conditions initiales » du syst`eme consid´er´e, c’est-`a-dire l’´etat dans lequel se trouve le syst`eme au temps initial 2 . La notion de ‘force’ est relativement intuitive lorsqu’on pense aux forces de contact ; par exemple si l’on pousse sur un objet ou qu’on le tord. Mais la physique classique ne peut pas se limiter `a ce genre de forces : elle introduit ´egalement des forces gravitationnelles, par exemple, qui agissent « `a distance » ( c’est-`a-dire sans contact direct entre les corps), mˆeme `a travers le vide, et, en principe, de fa¸con instantan´ee. Le caract`ere peu intuitif de cette force a amen´e Newton `a dire qu’il « ne forgeait pas d’hypoth`eses » concernant sa nature. N´eanmoins, on peut la formuler de fa¸con math´ematiquement pr´ecise, l’introduire dans des ´equations et en d´eduire des cons´equences, par exemple sur les mouvements des plan`etes ou des satellites, ou des mouvements sur terre, et ces cons´equences sont en accord 2 Cet ´etat peut ˆetre soit le moment o`u d´ebute une exp´erience ou, pour les syst`emes naturels, celui o`u commencent nos observations. Il y a toujours un ´el´ement d’id´ealisation dans cette notion, ainsi que dans celle de ‘syst`eme’, qui fait r´ef´erence en g´en´eral `a un syst`eme isol´e du reste de l’univers ; si l’on consid`ere l’univers entier, la notion de temps initial renvoie assez vite au Big Bang. 3