Alain Aspect, prix Nobel de physique 2022, était l'invité d'Ali Baddou, vendredi 28 mars. Le professeur à l’Institut d’optique et à l’école Polytechnique, directeur de recherche émérite du CNRS, membre de l’Académie des sciences, apporte un éclairage aux auditeurs sur la physique quantique. Il publie "Si Einstein avait su", aux éditions Odile Jacob.
Retrouvez « Le 15 minutes de plus » présenté par Ali Baddou sur France Inter et sur : https://www.radiofrance.fr/franceinter/podcasts/15-de-plus
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00:0015 minutes de plus et j'ai donc le bonheur et l'honneur de recevoir d'un de nos plus
00:13grands scientifiques, prix Nobel de physique, bonjour Alain Aspey !
00:18Bonjour Alibadou !
00:19Et bienvenue, vous êtes professeur à l'Institut d'Optique et à l'École Polytechnique,
00:23directeur de recherche et mérite au CNRS, membre de l'Académie des sciences et vous
00:28êtes décrit souvent comme celui qui a donné tort à Einstein, en tout cas, c'est le titre
00:32de votre livre « Si Einstein n'avait su », livre passionnant qui a été publié
00:37aux éditions Odile Jacob et où vous faites un travail formidable de pédagogie, vous le
00:42dédiez dans votre avant-propos à un public non spécialiste qui souhaite en savoir un
00:47peu plus sur la façon dont la physique change notre vision du monde.
00:52Et merci d'avoir accepté de le faire avec nous ce matin Alain Aspey, puisque pour ma
00:57part je suis quasiment un alphabète en physique, ou en tout cas j'en suis resté, je pense,
01:01peut-être au mieux aux lois de Newton, mais il y a deux mots qu'on entend en étant
01:05rarement capable de les expliquer quand on parle de physique, c'est la physique quantique.
01:10Qu'est-ce que la physique quantique Alain Aspey ?
01:13Alors la physique quantique c'est pas facile à expliquer, mais merci de me donner l'occasion
01:18de l'expliquer à un public qui n'est pas forcément familier.
01:22La physique quantique c'est la théorie physique qui permet de décrire le monde de
01:26l'infiniment petit à l'échelle des atomes, des molécules, de la liaison chimique.
01:30Et ce qui est particulier à la physique quantique, c'est que cette description est radicalement
01:35différente de celle que vous avez évoquée, les lois de Newton qui nous permettent de
01:40comprendre le mouvement des planètes, mais aussi tout simplement le mouvement d'une
01:43pierre que vous lancez devant vous.
01:45Une pomme qui tombe d'un arbre.
01:46Une pomme qui tombe d'un arbre, exactement.
01:48Et donc la physique quantique ne s'exprime pas du tout de cette façon, c'est un formalisme
01:53mathématique.
01:54C'est un formalisme mathématique abstrait qui se déroule dans des espaces mathématiques
02:02qu'on appelle des espaces de Hilbert, peu importe, et tout se passe bien dans ces espaces,
02:08mais à la fin, il faut bien poser la question, oui, mais quand je vais faire une mesure dans
02:12mon espace à moi, qu'est-ce qui va se passer ? Et la seule chose que la physique quantique
02:17peut faire, c'est répondre à cette question, mais elle ne vous dit pas ce qui se passe
02:21dans notre espace, entre le moment où vous avez, si j'ose dire, lancé la pomme et le
02:26moment où elle a atterri.
02:28Et c'est ça qui rend la physique quantique extrêmement difficile à représenter par
02:33des images.
02:34Parce que je pourrais vous dire, la pomme d'un certain point de vue, elle va se comporter
02:38comme une onde.
02:39Une onde, vous voyez ce que c'est, une onde sonore.
02:40Mais d'un autre point de vue, elle va se comporter comme une particule, comme un objet
02:44bien concentré.
02:45Les deux à la fois.
02:46Alors vous dites, c'est pas possible les deux à la fois.
02:48Et si, dans le formalisme mathématique, c'est possible ?
02:51C'est possible.
02:52À l'aspect, dans ce monde micro, les lois qui régissent l'évolution, le mouvement
02:55des particules, ne sont pas les mêmes, justement, que celles que j'évoquais avec la pomme
03:02et avec Newton.
03:03La physique quantique, elle explique l'intrication quantique.
03:07C'est une autre expression un peu complexe.
03:09On va faire une expérience de pensée.
03:11Alors je sais que vous venez de dire qu'il ne fallait pas employer d'images, mais on
03:16va essayer quand même.
03:17Imaginons deux pièces de monnaie.
03:19Deux pièces de monnaie qui sont balancées par une machine, et non pas par mon doigt.
03:23Avec Alice et Bob, ils jouent à pile ou face.
03:26Qu'est-ce qui se passe à ce moment-là, Alain Aspect ? Alice à pile et Bob aussi
03:29à pile.
03:30Et au dernier moment, c'est au dernier instant que ça se décide ?
03:34Alors, vous allez vite, vous avez bien lu mon livre apparemment.
03:38Oui, l'intrication, c'est l'expérience que j'ai faite et qui m'a valu d'aller
03:44à Stockholm.
03:45On prend deux photons, on les envoie vers deux partenaires, Alice et Bob, qui font
03:50dessus une mesure.
03:51Et pour chacun d'entre eux, la mesure ne peut donner qu'un résultat parmi deux.
03:56On va appeler plus un et moins un.
03:58D'où l'image des pièces de monnaie.
04:00Donc vous avez une machine au centre qui envoie deux pièces, une à gauche, une à
04:03droite.
04:04Les gens lancent les pièces vers le haut et ça a l'air parfaitement aléatoire.
04:07Sauf que si vous prenez du recul et que vous regardez les deux à la fois, vous apercevez
04:12comme vous l'avez dit que si Alice a pile, Bob a pile et si Alice a face, Bob a face.
04:18Et là, vous dites, il y a un truc, forcément.
04:20Oui, il y a un truc.
04:22Alors, dans le monde normal, il y a un truc.
04:25Et dans le monde normal, si vous réfléchissez un peu, un truc possible consistera à dire
04:29« Ah ouais, mais la machine, elle fabrique des pièces avec deux piles ou des pièces
04:33avec deux faces.
04:34Donc, si elle fait une pièce avec deux piles, elle envoie à Alice et une pièce avec deux
04:37piles, elle l'envoie à Bob.
04:38Forcément, elle va avoir le même résultat.
04:41L'intrication, c'est précisément le fait que le résultat est aléatoire d'un côté,
04:47aléatoire de l'autre, mais fortement corrélé.
04:50C'est-à-dire, si l'un a plus un, l'autre a plus un, si l'un a moins un, l'autre a moins un.
04:54Et Einstein dit, il y a forcément un truc.
04:56Et le truc, c'est que les deux particules, dès le début, avaient la propriété qui
05:01a déterminé le résultat.
05:03Et Bohr lui dit, non, non, non, pas du tout.
05:05Si tu prends au sérieux le formalisme quantique, ce n'est qu'au dernier moment.
05:09Jusqu'au dernier moment.
05:10Nagui.
05:11Bohr, c'est un immense physicien lui aussi, venu du Nord.
05:13Charline Vanhoenacker.
05:14Absolument.
05:15Et donc, vous m'avez interrompu, j'ai perdu le fil.
05:18Nagui.
05:19Non, pas du tout.
05:20Vous disiez que Einstein...
05:21Charline Vanhoenacker.
05:22Et donc, ce que Bohr dit et que j'ai démontré par mon expérience, c'est que jusqu'au dernier
05:27moment, vous imaginez la particule avancée ou la pièce de monnaie fictive, jusqu'au dernier
05:33moment, elle est à la fois pile et face et d'un seul coup, la mesure se fait, elle est
05:38pile et paf, l'autre qui est de l'autre côté est pile aussi.
05:42C'est ça la non-localité quantique dans l'intrication quantique.
05:46C'est ce que j'ai eu le bonheur d'arriver à démontrer dans le laboratoire.
05:50Et c'est ce que Einstein avait du mal à expliquer, si on veut le dire de manière
05:55un peu rapide.
05:56Charline Vanhoenacker.
05:57Non, il n'avait pas du mal.
05:58Einstein pensait que les objets ont une réalité physique indépendante de la façon dont on
06:03observe.
06:04Alors que Bohr disait que la réalité physique des objets n'est pas intrinsèque, elle dépend
06:10de la façon dont on observe.
06:12Et par ce raisonnement que je viens de vous décrire sur les pièces de monnaie, Einstein
06:16disait que vous voyez bien que si vous voulez que ce soit raisonnable, il faut que dès
06:19le départ, les particules aient leur propriété, qu'elles sachent dès le départ si elles
06:25sont piles ou si elles sont face.
06:26Et Bohr disait non, non, c'est au dernier moment.
06:29Donc c'est ce point de vue d'Einstein sur le monde qui est remis en cause par des expériences
06:35comme la mienne.
06:36Et j'ajoute tout de suite, parce que je ne veux pas qu'on dise que j'ai démontré
06:39qu'Einstein avait tort.
06:40J'ajoute immédiatement, oui, mais c'est Einstein qui a découvert cette situation
06:45extraordinaire d'intrication, qui a mis le doigt dessus.
06:48Et aujourd'hui, c'est à la base du développement des technologies quantiques.
06:52Donc honneur à Einstein, une fois de plus, il en avait besoin.
06:56Honneur à Einstein, on va prendre une autre image qui est dans votre livre avant de voir
07:01ce qui se joue aujourd'hui.
07:02Vous vous référez donc à une image qui nous aide à comprendre la différence entre
07:08la physique classique et la physique quantique, celle de deux boules de billard en train de
07:12jouer, elles s'entrechoquent.
07:13Expliquez-nous ce qui se produit.
07:15Dans la physique classique, deux boules de billard, a priori, si on a suffisamment bien
07:21contrôlé les paramètres, on sait dans quelle direction elles vont partir.
07:25Les très bons joueurs de billard anticipent bien le mouvement qu'il va y avoir.
07:29En physique quantique, quand vous avez une collision entre deux particules, la particule
07:34qui émerge va être décrite non pas par une trajectoire précise, mais par une onde.
07:39Et une onde, ça se déplace partout et donc elle peut aller à plusieurs endroits.
07:43Et ce n'est une fois de plus qu'au moment de la mesure qu'on va la trouver ici ou là.
07:49Et c'est au dernier moment que ça se passe.
07:50C'est bizarre la physique quantique.
07:52C'est bizarre la physique quantique, mais c'est absolument passionnant.
07:55C'est-à-dire que c'est un système intriqué.
07:56Et en l'occurrence, les deux boules, elles ne sont pas séparées une fois qu'elles se sont
08:01percutées. Elles sont toujours, allez, je vais le dire d'une manière un peu facile,
08:06elles sont toujours liées l'une à l'autre.
08:08Oui, absolument, on peut le dire comme ça.
08:10Mais de toute façon, les mots sont toujours difficiles.
08:13Ce qui est tout à fait incroyable dans la physique quantique, c'est qu'il n'y a aucune
08:16ambiguïté sur les mathématiques, sur ce qu'on appelle le formalisme mathématique.
08:21Tout le monde est d'accord sur le faire.
08:22Et après, chacun développe sa propre image mentale.
08:26Moi, j'ai une image mentale dans laquelle j'accepte que des choses aillent plus vite
08:30que la lumière, etc.
08:32Vous faites aussi dans ce livre de la pédagogie et une pédagogie absolument
08:36utile parce qu'elle nous permet de comprendre, parfois de toucher du doigt,
08:40d'avoir une lueur en tout cas sur l'émergence de la physique quantique.
08:44Qu'est-ce qu'on lui doit ?
08:45Quels sont les objets du quotidien, par exemple, qui ne seraient pas imaginables
08:50sans la physique quantique ?
08:51Le laser, le GPS ?
08:53Oui, alors merci de me poser la question parce que je ne suis pas sûr que tous
08:57nos auditeurs aient conscience de l'importance de la physique quantique.
09:00Et c'est un peu pour cette raison que j'ai voulu écrire ce livre parce que
09:04j'adore expliquer. Je fais des conférences en public.
09:06Je vois l'intérêt des gens.
09:08Je suis émerveillé par l'intérêt d'une part notable de nos concitoyens qui aiment
09:13la science.
09:14Alors, ce qu'il faut comprendre, c'est que la physique quantique a
09:17totalement bouleversé notre société.
09:19C'est ce que j'appelle la première évolution quantique.
09:22Elle a émergé au début du 20ème siècle.
09:24En 1925, ça y était, on avait les mathématiques.
09:27On avait la fameuse équation de Schrödinger.
09:291947, première utilisation vraiment pratique de l'équation de Schrödinger.
09:35On invente le transistor.
09:371947, il va falloir encore une bonne dizaine d'années pour mettre beaucoup
09:41de transistors sur une seule puce.
09:42C'est le début de l'ordinateur.
09:441960, autre application de la physique quantique, le laser.
09:49Et il faut encore au moins 20 ans, sinon plus, pour qu'on ait des ordinateurs
09:55pour tout le monde, des iPhones et les autoroutes de l'information
09:58à fibre optique.
09:59Résultat, transformation radicale de la société avec la société
10:04de l'information et de la communication.
10:05Dont les gens ne se rendent pas compte que la physique quantique a bouleversé
10:10la société au moins autant que la machine à vapeur au 19ème siècle.
10:13L'Internet au débit, un laser, on voit aussi que ça découpe aussi.
10:17Oui, ça, c'est passionnant.
10:18On s'en sert dans l'industrie.
10:20On s'en sert en microchirurgie.
10:22J'aimerais juste qu'on entende une voix, celle justement de celui
10:26à qui vous rendiez hommage.
10:32Albert Einstein, c'est le 3 octobre 1933.
10:36Il prononce à Londres une conférence de soutien aux réfugiés qui fuyaient
10:39le nazisme.
10:40Nous ne sommes pas seulement préoccupés par les problèmes techniques
10:43pour sécuriser et maintenir la paix, mais aussi par la tâche importante
10:47de l'éducation et de l'éveil spirituel.
10:50Sans cette liberté, il n'y aurait pas eu de Shakespeare, de Goethe,
10:54de Newton, de Faraday, de Pasteur et de Lister.
10:58On en est au même point aujourd'hui ?
11:00Et à mon avis, c'est encore pire parce qu'à l'époque d'Einstein,
11:06on se disait qu'il y avait un phare de la liberté de l'autre côté
11:08de l'Atlantique.
11:10Et je dois dire que je suis absolument effrayé en pensant que,
11:14alors que toute ma vie, je m'étais dit que si le fascisme revenait
11:18en Europe, si les années 30 revenaient en Europe, eh bien,
11:21il faudrait aller à l'ouest en direction des Etats-Unis.
11:24Aujourd'hui, je suis plus sûr que c'est là qu'il faut aller tellement
11:28ce qui se passe est épouvantable.
11:30C'est une attaque contre la science.
11:33C'est pire que le macartisme.
11:34Le macartisme ciblait quelques individus.
11:36Je ne défends pas du tout le macartisme.
11:38S'il voulait quelques individus, là, on cible la science en tant que telle.
11:43La science du climat, la science des vaccinations, la science des épidémies.
11:47Rendez-vous compte, les Etats-Unis étaient l'endroit de référence
11:50pour étudier les épidémies mondiales.
11:52Ils sont en train de virer les chercheurs.
11:54Et ce sont des certitudes qui sont remises en cause aujourd'hui.
11:58Ce sera la morale de l'histoire.
12:00Merci Alain Aspect d'avoir participé à ces 15 minutes de plus.
12:03C'était un honneur de vous recevoir.
12:04Prix Nobel de physique et je rappelle le titre de ce livre.
12:07Si Einstein avait su c'est publié chez Odile Jacob et je le recommande chaleureusement.