COPENHAGUE (ÉCOLE DE)

COPENHAGUE (ÉCOLE DE)

COPENHAGUE ÉCOLE DE

On regroupe sous ce nom les physiciens théoriciens qui, entre 1920 et 1930, après avoir élaboré la mécanique quantique, mirent en évidence ses aspects les plus révolutionnaires par rapport aux concepts en vigueur jusqu’alors et furent les instigateurs d’un très profond débat épistémologique qui se poursuit encore actuellement.

La description statistique des phénomènes atomiques et nucléaires doit-elle être considérée comme un «expédient provisoire qu’il faudrait en principe remplacer par une description déterministe»? Ou est-elle au contraire une conséquence de «l’interaction inévitable entre objets et appareils de mesure», auquel cas le déterminisme n’a pas de sens quand l’action observée est de l’ordre de grandeur du quantum? Dans la première hypothèse, les «relations d’incertitude» de Heisenberg n’imposent une limite théorique qu’à notre connaissance des faits. Dans la seconde, elles se réfèrent, au contraire, à une limitation concernant la validité même de certaines notions telles que la position et la vitesse.

L’école de Copenhague, animée principalement par Niels Bohr et Werner Heisenberg, défendit la seconde de ces deux conceptions, que, pour des raisons de cohérence, elle fut amenée à préciser comme suit: les propriétés des systèmes atomiques ou nucléaires ne leur appartiennent pas en propre et dépendent des conditions d’observation définies, en particulier par les instruments de mesure. Utilisés comme tels, ceux-ci doivent être décrits exclusivement dans le langage de la physique préquantique.

Les réticences à l’égard de l’interprétation de l’école de Copenhague proviennent des physiciens attachés au déterminisme et, plus généralement de ceux qui considèrent comme difficilement acceptable le fait que cette conception nous interdit d’attribuer par la pensée aux particules atomiques certaines propriétés intrinsèques (position ou vitesse, etc.) reliées par la mécanique quantique aux observables qu’il est possible de mesurer sur ces systèmes. Cette interprétation exige en effet que de telles propriétés ne soient attribuables aux microsystèmes que par convention et seulement lorsque le cadre expérimental complet a été bien défini. En d’autres termes, les microsystèmes constituent avec les instruments, et en particulier avec les instruments de mesure, un tout indivisible. C’est alors le dispositif expérimental qui détermine, parmi les grandeurs physiques pouvant être rattachées au microsystème étudié, celles auxquelles il est possible, sans contradiction, d’attribuer par la pensée une valeur bien définie, alors même que cette valeur est encore inconnue. Cela semble à certains d’autant moins acceptable que la notion d’instrument est elle-même macroscopique et paraît, en outre, n’avoir de sens que par référence à un utilisateur humain.

Quelle que soit l’importance que l’on accorde à ces objections, on doit reconnaître que la mécanique quantique est à la fois plus simple et plus féconde lorsqu’on lui applique l’interprétation probabiliste mise en lumière par l’école de Copenhague (et également, notons-le, par d’autres physiciens, tels que E. Schrödinger et P. Dirac, qui ne se rattachent pas à cette école). C’est pourquoi la majorité des physiciens se sont ralliés à cette interprétation.

L’histoire de l’école de Copenhague est celle de l’intelligence de l’atome. Elle débute en 1913 avec le modèle de Niels Bohr. Après la découverte par L. de Broglie, en 1923, de la longueur d’onde associée à l’électron, elle se développe avec l’édification de la mécanique quantique par Heisenberg, Jordan et d’autres, tandis qu’en Allemagne, en Autriche, en Angleterre et en Suisse, Bohr, Schrödinger, Dirac et Pauli apportent, de leur côté, des contributions majeures. Les problèmes épistémologiques font l’objet de plusieurs conférences, tels le congrès Solvay de 1927, et d’une série de controverses, notamment entre Bohr et Einstein. À l’heure actuelle, le fond même de ces débats constitue toujours un thème de réflexion et de recherche pour épistémologues et physiciens.

Encyclopédie Universelle. 2012.