RESUME. — Prenant pour exemple les discussions sur la mesurabilité du spin et sur les électrons intranucléaires, nous montrerons comment Niels Bohr utilisa et généralisa la complémentarité à propos de questions ou de problèmes de physique au tournant des années trente, comment les physiciens plus jeunes admirèrent ou critiquèrent l'autorité de Copenhague et furent finalement guidés dans l'élaboration d'une nouvelle théorie du noyau.
RESUME. — Prenant pour exemple les discussions sur la mesurabilité du spin et sur les électrons intranucléaires, nous montrerons comment Niels Bohr utilisa et généralisa la complémentarité à propos de questions ou de problèmes de physique au tournant des années trente, comment les physiciens plus jeunes admirèrent ou critiquèrent l'autorité de Copenhague et furent finalement guidés dans l'élaboration d'une nouvelle théorie du noyau.
RESUME. — La notion de Complémentarité proposée par Bohr en 1927, au moment de la première discussion publique de la nouvelle « mécanique quantique », est presque toujours présentée comme la solution mal définie et superficielle de difficultés fondamentales, qu'elle contribuerait à éluder. L'objet de cet article est de montrer, au contraire, que l'Interprétation de Copenhague, pour laquelle la Complémentarité est un concept central, posait dans toute sa complexité le problème de la relation du langage naturel aux objets de la physique, désignés par le terme de « phénomènes atomiques ». C'est ce problème qui donne lieu à un paradoxe, qui à son tour engendre une distinction entre deux notions de réalité physique, qu'il faut définir soigneusement. Dans ce contexte, la complémentarité devient une sorte de garantie, imparfaite mais nécessaire, de la cohérence du discours ordinaire (non formalisé) de la physique. Elle compense l'impossibilité de trouver un langage quantique adéquat à des objets qui ne se présentent plus comme des choses du monde ordinaire.
Les aspects théoriques les plus fondamentaux de la notion de complémentarité sont successivement étudiés. Dans la première partie la notion de complémentarité de Bohr est précisée et on montre de quelle façon cette notion est venue profoundément modifier les conceptions physiques. Dans une seconde partie la théorie générale des prévisions est résumée et ses principaux résultats sont énoncés pour permettre de mener ? une façon précise une discussion sur la notion de complémentarité: le problème des prévisions est ? abord posé, puis décomposé en trois problèmes successifs grâce àľ introduction des eAléments initiaux et des eAléments de prévision.LCaron; opérateur ?évolution est ensuite défini. Puis on montre de quelle manière le calcul des prévisions conduit à une généralisation de la décomposition spectrale. II intervient alors une certaine fonction f dont la forme est déterminée. La notion de grandeur ?état est alors définie; lorsqu'il existe une telle grandeur le formalisme du calcul des prévisions se simplifle et se ramène au schèma ? un point en mouvement dans un espace de phases. Une théorie dans laquelle il existe une grandeur ?état est appelée théorie objectiviste. Par opposition une théorie telle qu'il n'existe pas de grandeur ?état est appelée théorie subjeetiviste. La fonction f a la forme |x|k; la constante k dans une théorie subjectiviste a une valeur unique et il est montré que k = 2: on établit ainsi comme un théorème le principe de décomposition spectrale, et cela pour toute théorie subjectiviste. On définit ensuite les grandeurs neutres, puis on fait la distinction entre les propriétés qui ont lieu en fait et celles qui ont lieu en droit. Les notions de déterminisme et dcaron; indéterminisme sont définies et il est montré qu'il n'y a que deux types de théories physiques: les théories objectivistes qui sont déterministes, et les théories subjectivistes qui sont essentiellement indéterministes. Dans la troisième partie la notion de complémentarité est diseutée en utilisant les résultats de la théorie générale des prévisions. On montre qu'il n'y a pas de complémentarités dans une théorie objectiviste et qu'au contraire il y en a nécessairement dans une théorie subjectiviste. Deux types de complémentarités peuvent se présenter: une complémentarité effective et une complèmentarité idéate, mais en fait il y a toujours des complémentarités effectives. Ensuite on examine les observations successives et les conditions qui se présentent suivant les complémentarités; on précise ce qu'on doit entendre par grandeurs complémentaires. La quatrième partie est consacrée à une interprétation du quantum ? action. Les différents aspects de la notion de quantification sont examinés (d'abord ceux dans lesquels la constante de Planck n'intervient pas), puis la constante de Planck est introduite au moyen de la notion de spin et au moyen du principe ? homomorphisme. Ľ origine de la subjectivité est examinée; un principe de subjectivité est énoncé et doit ètre mis à la base des théories de la microphysique; au contraire un principe ? objectivité doit ètre mis à la base de la physique macroscopique. La cinquième partie concerne les rapports entre les notions de complémentarité et ? indiscernabilité. Enfin la complémentarité de Bohr apparaît sous un aspect dialectique quand on ľ envisage comme provenant de ľ unification de deux théories qui s'opposaient au moyen ? un dépassement (Aufhebung). – J.-L. D.
Niels Bohr (1885-1962) fut un des «architectes» de la physique moderne et de sa philosophie, et, avec Albert Einstein et Bertrand Russell, un franc défenseur du désarmement nucléaire et du gouvernement mondial.Nous lui devons, parmi plusieurs autres contributions, une première ébauche (et incidemment la plus populaire) de la physique quantique, le modèle de la goutte pour le noyau atomique, le calcul (avec Leon Rosenfeld) des indéterminations des composantes du champ électromagnétique, les principes de correspondance, complémentarité et superposition, et, par-dessus tout, l'interprétation standard, dite de Copenhague, de la théorie quantique moderne.Dans cet article, nous traiterons exclusivement des quatre dernières contributions mentionnées ci-dessus et qui sont du plus grand intérêt philosophique : au cours des cinquante dernières années, elles ont généré les plus vives discussions.Nous le ferons sans chercher les «racines» philosophiques de Bohr, qui comprennent ses concitoyens Soren Kierkegaard et Harald Hôffding, aussi bien que la philosophie opérationnelle régnante au sein de la communauté scientifique depuis le début du siècle, laquelle fut articulée dans le manifeste du Cercle de Vienne et dans un ouvrage de Bridgman intitulé Logic of Modem Physics.
La réédition du livre de mécanique quantique de Messiah éveille de nombreux souvenirs agréables chez tous les physiciens de notre génération.Pour ceux qui, comme nous, ont eu la chance d'y assister, le cours qu'Albert Messiah a donné à Saclay pendant quelques années à partir de 1953 a été une révélation.De manière surprenante et tout à fait remarquable, il s'agissait en effet, dans le pays même où Louis de Broglie avait lancé les bases de la mécanique ondulatoire exactement trente ans auparavant, du premier enseignement structuré de cette discipline.D'autres cours, tels ceux donnés par Abragam sur la résonance magnétique, Bloch sur la physique nucléaire, Herpin sur la physique des solides et Trocheris sur la physique des plasmas, répondaient, en une sorte de contrepoint, à celui de Messiah, et révélaient aux nombreux auditeurs qui les suivaient de nouveaux secteurs très actifs de la recherche.Dès cette époque, il était clair qu'un événement important se produisait dans la physique française.Alfred Kastler et Jean Brossel, avec leur équipe naissante que l'un de nous (C.C.-T.) venait de rejoindre comme jeune étudiant, se rendaient toutes les semaines sur le plateau alors isolé de Saclay, écouter leur jeune collègue qui avait découvert aux Etats-Unis l'importance de la mécanique quantique.Avec le recul, cette influence des cours de Saclay sur le Laboratoire de spectroscopie hertzienne de l'École normale, où tant d'expériences de physique atomique et d'optique quantique ont fourni des confirmations directes aux prédictions de la mécanique quantique, apparaît clairement.Non moins décisive a été l'impulsion donnée par l'enseignement de Messiah au développement de la recherche fondamentale à Saclay ; en particulier, son enthousiasme communicatif a grandement contribué à y rassembler l'amorce du Service de physique théorique.Ces deux exemples personnels illustrent, nous semble-t-il, une constatation que la plupart des chercheurs de notre génération pourraient faire à propos de leur propre laboratoire.Par la suite, les polycopiés où le texte s'est élaboré et que les auditeurs du cours de Messiah faisaient circuler, puis le livre qui en est issu, ont joué un rôle capital dans la formation des étudiants et des chercheurs en physique.Des générations de physiciens, en France et à l'étranger, ont puisé dans cet ouvrage les éléments indispensables à leurs réflexions et à leurs recherches.L'intérêt de ce livre n'est pourtant pas qu'historique, puisque malgré le temps écoulé depuis sa première édition en 1959, il demeure l'un des ouvrages de base sur lesquels s'appuient encore tous ceux qui veulent enseigner ou étudier la mécanique quantique.Certes, il est paru depuis d'autres ouvrages, exposant d'autres points de vue.Mais « le Messiah »