La physique quantique, le contraire d’une vérité absolue

Vous savez, on ne voit pas tous les choses de la même façon : ce qui est juste, ce qui est bien, ce qui n’est pas bien ou même ce qui réel et c’est tant mieux. Dans le cas de la science, par exemple, si vous pensez avoir compris quelque chose, c’est que vous êtes passé à côté.

Pourquoi?

Parce que pour en apprendre plus sur notre monde et tout ce qu’il y a autour, il faut d’abord affirmer que ce qu’on sait déjà est faux. La seule chose que vous devriez savoir c’est que vous ne savez rien (à prendre au second degré). Pour mieux vous expliquer, voici une vieille anecdote qui, certes, a été inventée de toutes pièces, mais qui exercera votre ouverture d’esprit et nous permettra même d’introduire les lois de la physique quantique.

Nous sommes donc en 1905 à l’Université de Copenhague. Ernest Rutherford, (celui qui a découvert le noyau atomique) reçoit un professeur dans son bureau. Celui-ci lui dit qu’un de ses élèves est mécontent d’avoir eu 0 à son test. L’élève en question affirme quant à lui qu’il devrait avoir 20 sur 20. On demande donc à Rutherford s’il veut bien trancher, mais intrigué, il demande avant la raison de ce désaccord. On a en effet demandé à cet étudiant à l’aide de ses connaissances en physique comment calculer la hauteur d’un immeuble à l’aide d’un baromètre.

Ce qu’il devait dire…

Je mesure avec le baromètre la pression atmosphérique, celle du bas de l’immeuble, puis celle du haut et je calcule la différence de pression pour ensuite utiliser une formule qui me permettra de savoir la hauteur.

Ce qu’il a dit…

J’accroche au sommet de l’immeuble le baromètre à une longue corde et je le laisse pendre jusqu’à au moment où il touchera le sol. Après, il me suffit de mesurer la longueur de corde que j’ai laissé tomber depuis le sommet. Cette méthode peut techniquement fonctionner, mais ça ne permet pas au professeur de savoir si son élève a les bonnes connaissances en physique. Rutherford va alors voir l’étudiant et lui propose 10 minutes pour trouver une autre réponse qui démontrera que ce dernier est compétent dans la matière demandée. Cela convient parfaitement à l’élève qui est prêt à répondre à l’oral 5 minutes plus tard.

Sa nouvelle réponse…

C’est simple, je n’ai qu’à lâcher le baromètre du haut de l’immeuble puis à chronométrer sa chute. Ensuite, je n’ai qu’à appliquer la formule de la chute des corps soit h=½.g.t² pour déterminer la distance parcourue par rapport au temps de la chute.

Ce qui fonctionne aussi…

Rutherford met alors le professeur d’accord pour lui donner un 20/20, car le petit a démontré ses connaissances en physique. Toutefois, il lui demande par curiosité s’il aurait d’autres réponses à cette même question. Notre cher étudiant ne prend même pas le temps de réfléchir et cela va comme suit…

Ses autres réponses…

Il suffit d’attendre qu’il y ait du soleil pour poser le baromètre par terre. En connaissant la hauteur du baromètre, nous pouvons mesurer la hauteur de son ombre, puis celle de l’immeuble. Avec ces informations, on doit utiliser le théorème de Thalès et trouver ainsi la hauteur de notre immeuble. C’est d’ailleurs de cette façon, à l’Antiquité, qu’on a calculé la hauteur des pyramides d’Égypte.

Sinon, on peut encore une fois attacher le baromètre à une corde au sommet de l’immeuble. Par contre, il faut cette fois-ci faire descendre l’objet en question jusqu’à ce qu’il vienne presque effleurer le sol. Après, il suffit de faire balancer le baromètre et de calculer le temps qu’il lui faut pour faire un seul aller-retour et on peut appliquer la formule du pendule simple pour déterminer la longueur de la corde.

Finalement, nous pouvons calculer la hauteur du baromètre et l’additionner de bas en haut jusqu’au sommet de l‘immeuble, mais ça, c’est juste si on a deux jours à perdre.

La fin de l’histoire…

Bon, même si Rutherford est très amusé par ce qu’il entend, il demande tout de même à l’étudiant s’il connaissait depuis le début la réponse qu’on attendait de lui.

L’élève répond alors…

«Évidemment, je sais ce que je dois faire si on me donne un baromètre.» «Mais alors, dit Rutherford, pourquoi n’avez-vous pas donné cette réponse immédiatement? »

« Parce que j’en ai marre qu’on m’explique comment je dois penser. »

Et la mécanique quantique dans tout ça?

Voulez-vous savoir qui était cet étudiant arrogant et surdoué? Eh bien, il s’appelait Niels Bohr et c’est un des pères fondateurs de la mécanique quantique et un des physiciens les plus influents de l’histoire derrière Einstein.

Si cette histoire est répandue depuis de nombreuses années, c’est parce que l’idéologie de Bohr liée au fait qu’il n’aimait pas qu’on dicte sa façon de penser illustre bien les lois de la mécanique quantique. Tout ce que vous pensez savoir du réel n’a pas sa place à l’échelle quantique et ça, Bohr l’avait bien compris.

«Le contraire d’une banale vérité, c’est une erreur stupide. Le contraire d’une vérité absolue, c’est une autre vérité absolue.»

-Niels Bohr

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