Richard Feynman : Nous ne pouvons pas comprendre ce qu’est un électron

Feynman
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Les cours de Physique de Richard Feynman

J’ai récemment écouté une série de 7 conférences qui ont donné lieu au livre La nature de la physique, de Richard Feynman. Données en 1963, elles sont toutes sur YouTube, en anglais, et furent transcrites dès 1965. Je recommande vivement l’ensemble aux non scientifiques désireux de se faire une idée de la physique contemporaine.

 

Les électrons selon Feynman

L’une de mes préférées est la sixième, « Probabilité et incertitude. La description quantique de la nature ». En parlant des électrons, Feynman déclare :

Ils ont leur propre comportement, inimitable, qu’il faut appeler, techniquement, un comportement quantique. Ils se comportent d’une façon qui ne ressemble à rien de ce que vous connaissez. L’expérience que vous avez des choses que vous avez déjà vues est incomplète. Le comportement de la matière à très petite échelle est différent, tout simplement.

 

En d’autres termes, il est tout simplement impossible d’expliquer comment se comporte une particule élémentaire à l’échelle microscopique. « Impossible » ici n’est pas une figure de style. C’est bien réel, et en fait, c’est normal.  Toute explication, toute illustration de quoi que ce soit, ne peut utiliser que des concepts issus de notre expérience quotidienne. Par exemple « onde » ou « petite bille ». Ces notions se sont imposées à nous car à notre échelle, c’est-à-dire « pas trop petit », « pas trop vite », les choses se comportent ainsi. La panoplie d’images à notre portée ne peut comporter que ce que nous voyons en regardant par la fenêtre. C’est forcé.

Quand la physique a commencé à aller au-delà de ce qui ne va « pas trop vite », elle est tombée sur la relativité, très contraire à l’intuition. Et quand elle est allée au-delà de ce qui n’est « pas trop petit », elle est tombée sur le quantique, également très contraire à l’intuition. Quand on y pense, ce n’est pas surprenant. Notre intuition ne se forme tout simplement pas à ces échelles.

Feynman décrit ensuite la célèbre expérience des fentes de Young. Il s’agit d’une expérience assez simple que l’on peut faire avec des électrons, des photons, bref, n’importe quelle « bidulon »[1]. Lisez son explication par Feynman et vous verrez, on ne peut s’empêcher de se rabâcher, « mais comment peut-il en être ainsi ? ». Ecoutons Feynman à ce sujet,

La difficulté, en fait, est psychologique et réside dans ce tourment perpétuel que vous causent des réflexions comme « mais comment peut-il en être ainsi ? », qui reflètent un désir incontrôlé, mais parfaitement vain, de revenir à une vision familière…
Si vous pouvez l’éviter, ne restez pas là à vous répéter « mais comment peut-il en être ainsi ? » car vous serez submergés, noyés et entrainés dans un cul-de-sac dont personne encore n’a réussi à s’échapper. Personne ne sait comment cela peut se passer ainsi.

 

J’ai lu ce livre quand j’avais 20 ans. Aucune expérience ne m’avait fourni les outils qu’il m’aurait fallu pour appréhender le réel comportement des électrons. Et le malaise permanent ressenti en découvrant tout cela venait précisément d’un effort constant et vain de m’accrocher à quelque chose de connu. 33 ans plus tard, je ne visualise toujours pas ce qu’est vraiment un électron. J’ai simplement admis que je ne le peux pas.

Le plus important à comprendre dans cette affaire est peut-être que dans un certain sens, on ne peut pas comprendre. Nous ne sommes pas câblés pour cela, de la même manière que nous ne sommes pas câblés pour visualiser un espace à 10, ou même 2, dimensions. « 2 dimensions ? Mais c’est un plan ! », me direz-vous. Non. Ce que vous « voyez », c’est un plan… immergé dans un espace 3D. Un tableau 2D au mur d’une pièce 3D, par exemple. Pas un plan, et absolument rien d’autre. Notre cerveau ne peut faire cela que pour un espace 3D.

L’incompréhensibilité de l’électron est plus fondamentale qu’on ne l’imagine.

 

Et Dieu dans tout ça ?

Ça, c’est pour un électron. Et Dieu dans tout ça ? Si je dois abandonner l’espoir de traduire la nature réelle d’un pauvre électron en termes qui me sont familiers, il me semble évident que la même chose est valable pour Dieu. Le passage biblique du prophète Esaïe (Es 55.8) me vient à l’esprit,

Mes pensées ne sont pas vos pensées, et vos voies ne sont pas mes voies.

Pourtant, de même que je peux, dans certains cas, m’accrocher tant bien que mal aux notions d’onde ou de particules pour avoir une idée de ce qu’est un électron, il me semble que Dieu nous a donné des moyens d’imaginer qui il est. La Nature, la Bible, et surtout, Jésus.

 

 

Crédit illustration : The  Nobel Foundation 

 


Notes

[1] Comme le dit Feynman, « Les électrons se comportent exactement comme les photons ; ils sont tous loufoques, mais exactement de la même façon. »

Antoine est physicien chercheur et enseigne à l’Université Castilla-La Mancha près de Madrid. Auteur ou co-auteur de plus de 100 articles dans des revues à comité de lecture, il est régulièrement « chercheur invité » au département d’astrophysique de l’université de Harvard. Il a également travaillé pour une église évangélique française pendant 8 ans et a été pasteur à Madrid pendant une année.

9 Commentaires

  1. Temaro ven 23 Juil 2021 Répondre

    Bonjour Antoine Bret,

    La différence entre un électron et Dieu est qu’un électron est une entité observable. Certes son comportement nous échappe mais nous pouvons néanmoins émettre des hypothèses.

    Rien de tel pour Dieu qui, physiquement parlant, demeure un concept vide de sens.

  2. Michel THYS lun 02 Août 2021 Répondre

    Bonjour Antoine BRET,
    Je partage le commentaire de TEMARO (« Dieu, physiquement parlant, demeure un concept vide de sens »). À mes yeux, il n’a en effet qu’une existence subjective et imaginaire.

    Vous écrivez : « Quand la physique a commencé à aller (…) au-delà de ce qui n’est « pas trop petit », elle est tombée sur le quantique ». Comme si la foi (dont on peut à présent observer par IRMf les traces anatomiques et neurophysiologique dans les neurones) avait besoin de l’infiniment petit pour être comprise ! Pourquoi un scientifique croyant tente -t- il désespérément d’expliquer le « mystère de Dieu » par celui de l’infiniment petit ? C’est ce que tente le neuroscientifique Mario BEUREGARD qui a notamment écrit en 2018 : « Un saut quantique de la conscience pour se libérer enfin de l’idéologie matérialiste » !

    J’estime qu’il y abuse de sa liberté d’expression et de l’autorité inhérente à son titre scientifique, tout comme d’ailleurs le médecin anesthésiste Jean-Jacques CHARBONIER (d’ailleurs poursuivi par l’Ordre des Médecins) qui a écrit notamment : « La vie après la mort » et « 7 bonnes raisons de croire à l’Au-Delà » ….

    Et pour cause : un scientifique digne de ce nom ne cherche pas à confirmer la thèse qu’il soutient, mais d’abord à l’infirmer ! Au contraire, étant partisans de la « neurothéologie », ces deux auteurs spéculent sur l’incompréhension relative des « Expériences de Mort, non plus Imminente, mais provisoire », et cherchent à convaincre (non pas par des preuves scientifiques mais par des témoignages) qu’il existe notamment un « Au-Delà », une « conscience extra neuronale », etc.
    Tout en se défendant de tout prosélytisme, alors qu’ils ne font que cela !

    Leur compétence aurait dû, me semble-t-il, les amener à se demander si leur croyance ne serait pas la conséquence des traces (en effet inconscientes et indélébiles) que leur éducation religieuse unilatérale a laissées dans leur cerveau émotionnel, puis rationnel, indépendamment de leur intelligence et de leur intellect ultérieurs …

    Ils semblent en effet ignorer, ou alors occulter, que contrairement aux hippocampes, les amygdales sont déjà matures dès la naissance et emmagasinent les souvenirs à forte charge émotionnelle ! En l’absence d’esprit critique et de la découverte des options philosophiques non confessionnelles, je pense qu’ils n’ont donc pas pu choisir, dès l’adolescence, de croire OU de ne pas croire, comme l’exigerait la plus élémentaire honnêteté intellectuelle et morale …

    Je m’explique ainsi que tous les deux soient devenus croyants (et le soient restés) depuis qu’ils ont attribué à une intervention divine la guérison d’une maladie rare à 8 ans pour l’un, et la survie lors d’un accident à 9 ans pour l’autre. Tout comme par exemple Paul CLAUDEL, pourtant adulte, à N-D de Paris le 25 décembre 1886, leur cerveau très peu rationnel (car encore « fragile, malléable, une éponge » cf. la pédiatre Catherine GUEGUEN) a dû subir un bouleversement d’hormones et de neurotransmetteurs au point de disjoncter au profit de leur cerveau émotionnel, un peu comme lors d’un « coup de foudre amoureux » …

    Tel est du moins le point de vue que je propose à vos critiques.

  3. Michel THYS lun 02 Août 2021 Répondre

    Mario BEAUREGARD, bien sûr !
    Sorry !

  4. Michel THYS lun 02 Août 2021 Répondre

    Bonjour DELAFOI .
    Je remercie Marc de m’avoir orienté vers ce débat de 2010 « Pourquoi Dieu a-t-il créé l’homme, tout en sachant que …. ? ». Mais pour que vous compreniez, je l’espère, mon point de vue inhabituel, il faut que vous sachiez que j’ai été croyant protestant jusqu’à 21 ans, lorsque j’ai eu la chance de découvrir les options philosophiques non confessionnelles qui m’avaient été occultées, bien sûr en toute « bonne foi », et donc athée depuis 61 ans.

    Je ne peux pas vous suivre dans votre argumentation, notamment lorsque vous citez des textes bibliques, parce que vous y présupposez l’existence de Dieu. Lui attribuer des qualités humaines par anthropomorphisme me paraît totalement simpliste et arbitraire.
    En outre, autant je ne conteste pas l’existence historique d’un Jésus, autant je doute qu’il ait vraiment dit tout ce qu’on lui a fait dire pendant des siècles, certes dans d’excellentes intentions moralisatrices, mais qui a donc été manipulé.

    Ce n’est pas parce que, créés par nos parents, nous commençons que l’Univers a aussi commencé ! Pourquoi n’aurait-il pas toujours existé (E=m.c²), quoi qu’en pensent les partisans du big bang ? Même si, sous nos latitudes intellectualisées, innombrables sont encore ceux pour qui « il ne peut pas y avoir d’effets sans cause, et qui pensent qu’il doit donc bien y avoir une cause au « merveilleux ordonnancement de la nature », donc quelque chose d’un autre ordre, d’un autre niveau, qui dépasse notre faible entendement » etc… Cette croyance déiste en une « Intelligence Supérieure », en un « Grand Architecte de l’Univers » ou celle en un « Dessein Intelligent », substitut subtil du créationnisme, me paraît tout aussi subjective et imaginaire que la foi.

    Vous aurez sans doute lu mon commentaire à propos de l’article d’Antoine BRET, puisque vous y faites allusion. Je partage les vues de TEMARO, sauf peut-être lorsqu’il écrit, comme vous, que « Dieu n’est pas objet de science ». Je pense au contraire que la psychologie, notamment sociologique, et la neurophysiologie permettent de comprendre l’origine exclusivement subjective et éducative de la foi et sa fréquente persistance neuronale. Cela permet aussi de comprendre la fréquente imperméabilité de tant de croyants aux arguments rationnels et scientifiques à propos de l’existence de Dieu (qui, comme je l’ai dit, n’a à mes yeux qu’une existence subjective, imaginaire et donc illusoire).
    Il est vrai que dans cette optique à connotation involontairement « athéiste », « tout le reste » (les religions, la théologie, les livres « saints », etc …) « n’est plus que littérature » et n’a plus d’intérêt que pour l’histoire des croyances et de la pensée …

    Mais je respecte évidemment tous les croyants (non terroristes), a fortiori si c’est en connaissance de cause et le plus librement que possible qu’ils ont choisi de croire. Je condamne seulement toutes les religions en fonction de la soumission qu’elles imposent de de leur prosélytisme par définition unilatéral.
    Bonne soirée.

    • Temaro lun 02 Août 2021 Répondre

      Bonsoir Michel,

       » Je partage les vues de TEMARO, sauf peut-être lorsqu’il écrit, comme vous, que « Dieu n’est pas objet de science ». Je pense au contraire que la psychologie, notamment sociologique, et la neurophysiologie permettent de comprendre l’origine exclusivement subjective et éducative de la foi et sa fréquente persistance neuronale.  »

      Pour lever tout malentendu entre nous, bien sûr que le phénomène religieux (pour faire simple, la foi) peut être expliqué par les sciences humaines et cognitives.

      Je distingue simplement la foi (ou sentiment religieux) de la ou les divinité(s) associée(s) qui elle(s) échappe(nt) par définition à toute investigation scientifique.

      Est-ce plus clair ainsi ?

      • Michel THYS mar 03 Août 2021 Répondre

        Bonsoir Temaro,
        Oui, cette distinction est nécessaire et clarifiante.
        En effet, l’apparition du sentiment religieux (la foi) est observable sociologiquement notamment par la corrélation flagrante avec la présence d’influences éducatives et culturelles religieuses, surtout précoces.
        En leur absence, donc lorsque les parents sont athées, la foi n’apparaît pas, sauf influences extérieures prosélytes ultérieures.
        Par contre, les dieux, eux, me paraissent issus de l’imagination, depuis l’évolution du néocortex propre à notre espèce, en tant que substituts sécurisants et anthropomorphes du père naturel. Un nouveau « mécanisme de défense », en somme, que seuls possèdent les primates « évolués » que nous sommes …
        Bonne soirée.

  5. Michel THYS mar 03 Août 2021 Répondre

    Oups, c’est parti trop vite ! Re-donc …
    Bonsoir Temaro,
    Oui, cette distinction est nécessaire et clarifiante.
    En effet, l’apparition du sentiment religieux (la foi) est observable sociologiquement notamment par la corrélation flagrante avec la présence d’influences éducatives et culturelles religieuses, surtout précoces.
    En leur absence, donc lorsque les parents sont athées, la foi n’apparaît pas, sauf influences extérieures prosélytes ultérieures.
    Par contre, les dieux, eux, me paraissent issus de l’imagination, depuis l’évolution du néocortex propre à notre espèce, en tant que substituts sécurisants et anthropomorphes du père naturel disparu. Un nouveau « mécanisme de défense », en somme, que seuls possèdent les primates « évolués » que nous sommes contre les dangers naturels et autres inquiétudes métaphysiques (imaginaires à mes yeux) …
    Bonne soirée.

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