L'Action à distance — Des Principia à la seconde révolution quantique
Éric Picholle
Abstract
Des Principia à la seconde révolution quantique Éric PicholleLe problème était : mais qu'est-ce qui fait tourner les planètes ?[Au Moyen-Âge], l'une des théories envisagées était que des anges invisibles les poussaient en avant en battant des ailes.Vous verrez que cette théorie a été modifiée.On sait désormais que les anges ne doivent pas voler dans la direction qu'on pensait et qu'ils n'ont pas d'ailes.À part ça, c'est une théorie assez similaire !Richard Feynman (1962) 1Enfin, après cinq chapitres d'histoire médiévale, Newton vient. 2 L'histoire du concept d'action à distance, désormais pleinement compris et maîtrisé, pourrait presque s'arrêter làdu moins aimerait-on le croire… Un rapide rappel de quelques éléments de mécanique classique de lycée, peut-être de quelques ajustements einsteiniens, mais qui ne feraient que renforcer la robustesse des conceptions newtoniennes, ultra-majoritaires dans notre imaginaire scientifique collectif, et on pourrait conclure.Mais Béatrice Delaurenti et Nicolas Weill-Parot ont eu l'imprudence de demander à un physicien, quanticien par surcroît, de retracer l'histoire des débats sur l'action à distance, depuis Newton jusqu'à nos jours.L'objet de ce dernier article est donc de montrer d'une part que, loin de clore les débats dans la communauté physicienne, la vision newtonienne a été très discutée, en particulier au XIX e siècle ; et d'autre part comment les deux grandes révolutions de la physique au XX e siècle, les théories einsteiniennes de la relativité et la mécanique 1.Richard Feynman, Ralph Leighton & Matthew Sands, « The Theory of Gravitation », in The Feynman Lectures in Physics, vol. 1, §7, Addison Wesley éd., 1964.En toute rigueur, dans la philosophie médiévale, les anges n'ont pas d'ailes, mais sont définis comme des substances spirituelles séparées.Mais Feynman s'amuse à imaginer des anges newtoniens cachés derrière les planètes et les poussant vers le soleil, quand leurs homologues aristotéliciens voleraient dans la même direction qu'elles pour les pousser dans le sens du mouvement.Accessible en ligne : https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_07.html(mars 2023).2. « Enfin Newton vient, le grand Newton, qui découvre la loi de l'attraction universelle et en déduit la démonstration mathématique des lois de Kepler.» Discours de réception de Marcellin Berthelot à l'Académie Française, 2 mai 1901.Action à distance -art É. Picholle.v. 304 /33 2 quantique, nous ont forcés à revoir en profondeur notre compréhension de l'action à distance, au prix parfois de bricolages conceptuels assez vertigineux, et peut-être soulevé plus de questions encore qu'elles n'en ont résolu…1. L'action à distance après Newton 1.1 Les Principia Ouvrage paradigmatique par excellence, les Principes mathématiques de philosophie naturelle d'Isaac Newton 3 (1687) n'en constituent pas moins un livre profondément ambigu.Un demi-siècle après que les Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo 4 (Galilée, 1632) et le Discours de la méthode 5 (Descartes, 1637) avaient ouvert la voie à une science en langage vernaculaire, donc à une nouvelle génération de savants et même déjà d'ingénieurs laïcs, ils sont écrits en latin.La première traduction anglaise, due à Andrew Motte, n'est publiée qu'en 1729, et la traduction française d'Émilie du Chatelet en 1756.D'autre part, Newton retranscrit délibérément ses démonstrations mathématiques, pour lesquelles il avait inventé le calcul différentiel, dans le langage de la géométrie analytique, sous une forme souvent difficile, voire parfois absconse.Il en va de même des interprétations sous-jacentes, et tout particulièrement en ce qui concerne l'action à distance.Alors même que les Principia suivent une approche ostensiblement axiomatique et s'ouvrent sur une série de huit définitions, dont trois concernent différents types de forces (celle « qui réside dans la matière », vis insita [i.e.l'inertie] ; la « force imprimée », vis impressa ; et la « force centripète », vis centripeta 3a ), l'attraction gravitationnelle, qui fait aujourd'hui la gloire de Newton, n'est jamais explicitement élucidée, ni même nommée, sauf pour se défendre d'employer le terme 6 .La onzième section, « Du mouvement des corps qui s'attirent mutuellement par des forces centripètes », s'ouvre même sur un caveat : Je vais expliquer les mouvements produits par ces forces que je nomme attractions, quoique peutêtre je devrais plutôt les appeler impulsions [Impulsus], pour parler le langage des Physiciens ; mais 3. I. Newton, Principes mathématiques de la philosophie naturelle (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687) ; Paris : Dunod, 2005, trad.É. du Chatelet.(a) pp.3-4 ; (b) p. 122 ; (c) pp.4-5. 4. Galilée, Dialogue sur les deux grands systèmes du monde (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, 1632) ; Paris :