Gilles Cohen-Tannoudji

Cet ouvrage est destiné aux lecteurs déjà aguerris pour lesquels les concepts de la physique des particules, l’unification des forces fondamentales, le modèle standard et la topologie des chapeaux mexicains n’ont plus de secrets. Pour les béotiens, il n’est sans doute pas à conseiller en tant que première lecture consacrée à la découverte du boson BEH (il existe d’autres ouvrages plus abordables, cf. mes précédentes critiques).



Mais après quelques lectures sur des sujets similaires, histoire de se tanner le cuir au rayonnement des idées scientifiques et des accélérateurs de particules, quelle satisfaction de pouvoir se plonger dans cet impressionnant et foisonnant ouvrage de plus de 500 pages !



Les auteurs, Gilles Cohen-Tannoudji et Michel Spiro, ne sont pas nés de la dernière pluie de particules cosmiques, le premier est chercheur émérite au laboratoire de recherche sur les sciences de la matière du CEA, le second a été président du Conseil du CERN, directeur de l’IN2P3 au CNRS et chef de département au CEA. Ils ont déjà cosignés un ouvrage La Matière-Espace-Temps, dans lequel ils esquissaient déjà leur vision de l’évolution des idées en physique.



L’entreprise est ambitieuse. Les deux auteurs brossent un panorama extrêmement complet des théories scientifiques, depuis les observations de Galilée sur la chute des corps jusqu’à la découverte du BEH mis en évidence par deux expériences indépendantes du CERN menées chacune par plus de trois mille chercheurs du monde entier. On remarquera qu’ils n’utilisent jamais l’expression « Boson de Higgs » mais « boson BEH » (plus rigoureux, ils se démarquent ainsi des partisans de la dénomination usuelle mais non légitime, due à l’erreur initiale de Steven Weinberg et retenue par la force de l’habitude).



Le style est concis, voire minimaliste, sans fioritures, et toujours d’un très haut niveau technique. Il ne s’embarrasse ni d’illustrations, ni de schémas ou de formules excessives (délivrées ici avec parcimonie), il se contente donc le plus souvent d’une description littérale des sujets étudiés, y compris pour les interprétations mathématiques. Sans formuler la moindre équation, les auteurs se réfèrent souvent aux outils mathématiques qui sous-tendent les phénomènes physiques observés et permettent d’en décrire le fonctionnement. Dérivées, intégrales, lagrangiens, champs scalaires, quadrivecteurs, espaces de Hilbert, opérateurs hermitiens, groupes abéliens… font partie du vocabulaire largement utilisé. Le lecteur ne devra donc pas développer une allergie trop sévère aux outils mathématiques (vous voilà prévenus).



L’élégance des théories mathématiques sont les preuves incontestables de la beauté du monde et suscitent ici l’émerveillement. En bons théoriciens, les auteurs développent les idées mathématiques de la physique qui sont d’ailleurs en soi des sujets d’étude, mais que l’on doit toujours confronter aux expériences sur le terrain (petit coup de griffes en direction de la théorie des cordes). Ils expliquent par exemple comment les fameuses « inégalités de Bell » ont pu être validées par les expériences d’Alain Aspect en 1982, sans s’appesantir sur les implications philosophiques ou industrielles d’une expérience de type EPR, notamment sur la non localité à l’origine de la cryptographie quantique (ceci est une autre histoire).



Bien que le chemin parcouru soit déjà énorme, les auteurs montrent que le champ de la recherche fondamentale, fort heureusement, est loin de se rétrécir (nous n’avons identifié que 4% de la matière contenue dans l’Univers, il nous reste encore à expliquer l’origine de la matière sombre et de l’énergie sombre, extrapoler le modèle standard, détecter les ondes gravitationnelles…). D’un tempérament optimiste, les auteurs recensent les programmes de recherche en cours, levant le voile sur les différentes pistes actuellement suivies par les chercheurs.



Je ne reviendrai pas sur le détail des idées avancées, lisez donc cet ouvrage qui est véritablement d’une richesse inouïe.



Pour conclure, Gilles Cohen-Tannoudji et Michel Spiro reviennent sur l’idée du grand récit universaliste associant cosmologie et physique des particules, et exposent au passage une captivante théorie de l’émergence du réel (les expériences récentes sur la décohérence quantique de Serge Haroche et David Wineland, prix Nobel de physique 2012, sont évoquées).



L’ouvrage s’achève avec la postface de Michel Serres, visiblement émerveillé et abasourdi, tout comme le lecteur, par la profondeur des idées, la clarté et l’universalité de ce brillant et encyclopédique exposé, qui, n’en doutons pas, fera date dans la littérature scientifique.

Un lecteur non physicien sera assez rapidement largué dans les passages les plus techniques. Mais ce livre se situe au croisement de la philosophie des sciences et de la physique; avec un peu d'effort, la lecture en est donc quand même accessible aux non spécialistes et s'avère propice à la réflexion.

Cohen-Tannoudji tente de répondre à la question suivante : comment la physique peut-elle ériger en vérités éternelles et universelles le résultat de ses observations locales et immédiates ? Sa thèse est que les 4 constantes universelles qu'il présente (la constante gravitationnelle de Newton G, la constante de Boltzmann k issue de la thermodynamique, la vitesse de la lumière c, la constante de Planck h), à l'origine inventées pour que les lois de la physique collent à a réalité observable, sont en fait des limitations de principe de la connaissance humaine. Par exemple, la limite supérieure à toute vitesse que représente la vitesse de la lumière rend impossible une interaction instantanée à distance, autrement dit la notion universelle de 'maintenant' n'existe pas. La limite fondamentale qu'exprime G est l'impossibilité de savoir si on est en mouvement ou pas.

Cohen Tannoudji compare ces limites de la connaissance à des horizons. Cette comparaison relie les notions d'objectif et de subjectif. On sait que la physique de l'infiniment petit a montré que les conditions de l'observation influaient sur l'objet de connaissance. Comme le dit l'auteur, 'il n'y pas de connaissance, sans sujet de cette connaissance'. Le scientifique a une conviction : il existe une réalité objective indépendante du sujet connaissant et cette réalité est intelligible. Pourtant l'expérimentation pratique ne va pas sans limites qu'illustrent les constantes dont parle Cohen Tannoudji. La science ne décrit donc pas le monde mais des lignes d'horizon que le scientifique peut faire reculer pour englober des espaces de plus en plus vastes.

Les deux auteurs nous offrent dans ce magnifique ouvrage trois récits.



Le premier, qui est la trame du livre, nous conte l'histoire de la science de sa naissance avec la mécanique classique et des deux piliers Galilée et Newton jusqu'à la découverte du fameux boson de Higgs en passant par l'électromagnétisme, la relativité, la physique quantique, la physique des particules et la cosmologie.



Le second met en lumière l'épopée humaine et scientifique du CERN où sont actuellement réalisées ces collisions de protons au sein du plus grand accélérateur de particules: le LHC. La découverte de ce boson n'aura été possible sans cette organisation dont l'un des coauteurs fut le président.



Le troisième met en perspective les obstacles que les théories actuelles semblent ne pas pouvoir surmonter et les questions en suspens sur le big bang, l'inflation, la matière noire et l'énergie sombre. Serions nous à l'aube d'une nouvelle Physique?



Ce livre est particulièrement dense et précis.Il nécessite des bases en mécanique quantique et en physique des particules. Certains passages nécessitent d'être lus plusieurs fois, particulièrement celui sur la théorie quantique des champs.



Je tiens à souligner l'extraordinaire travail de Gilles Cohen-Tannoudji et Michel Spiro qui nous emmènent dans cet extraordinaire récit de la science et de l'univers qui se révèle ardu mais passionnant.

Dans ce superbe livre de vulgarisation scientifique écrit par le frère de l'un des prix Nobel de physique français, en l'occurrence, Gilles Cohen Tannoudji qui nous parle de la plus importante découverte en physique du millénaire à savoir le boson de Higgs qui a été découvert au coeur du Large Hadron Collider (LHC) au CERN.

Ce boson à confirmé le modem standard de la physique des particules qui lance une nouvelle ère dans la recherche dans le but de dévoiler les mystères de l'univers. Un excellent ouvrage de vulgarisation qui est plutôt assez accessible pour tout le monde sans être un expert en physique.

Comme son titre l’indique, cet opuscule résume très brièvement les tenants et aboutissants de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique. Il commence par trois événements scientifiques récemment médiatisés. Puis il discute de la relativité générale et des avancées de la cosmologie. Dans la foulée il évoque "la quantique" et le modèle standard de la physique des particules. Pour finir, il examine les tentatives actuelles d’unification des trois piliers fondamentaux de la physique: relativité générale, théorie quantique des champs et statistiques quantiques. C’est cette dernière partie qui m’a semblé la plus excitante. Je dois quand même préciser que cette lecture ne conviendra absolument pas à des personnes dépourvues d’une solide culture scientifique dans ce domaine: la concision de ce livre ne le rend pas plus digeste, au contraire...

Un ouvrage fort intéressant dans lequel les auteurs reviennent sur les deux théories phares de la physique du XXème siècle : La relativité et la mécanique quantique.

Publié en 1986, ce livre est forcément daté tant les recherches sont actives sur ces sujets.

Mais la démarche scientifique est toujours belle à observer.

Attention ! Réservé aux spécialistes. L'ouvrage est tellement court qu'il en est d'une densité inabordable aux non physiciens. Chaque phrase synthétise et ramasse des pans entiers de quantique et de relativité. Elles méritent, pour chacune d'entre elles, des années d'études. La lecture en est ainsi un peu décevante.

les constantes universelles sont G : constantes de Newton , c : vitesse de la lumière , h : constante de Planck et k : constante de Boltzmann. et s'il y avait d'autres constantes? est ce que cela changerais notre vision de l'univers?

Excellent ouvrage, malheureusement beaucoup trop complexe pour les non-initiés, voir, les non-experts... Contraint de renoncer à la moitié de l'exposé tant les notions abordées sont variées et approfondies : ici, on expose clairement les équations et descriptions mathématiques relatives à la mécanique, l’électromagnétisme, et bien entendu la physique quantique ! Ce doit être passionnant que de comprendre tout cela, mais gare à qui s'aventure sans avoir de solides connaissances !

Chapeau pour le boson !

Nous pouvons décomposer ce livre en deux parties. La première met en parallèle la vie de Max Planck et l'histoire de la mécanique quantique. Cela semble naturel puisque son article de 1900 où il introduit la notion de "quantum élémentaire d'action" - associé à la fameuse constante h qui porte son nom - est le déclencheur de cette révolution scientifique.

Période trouble pour l'Histoire et particulièrement faste pour cette nouvelle branche de la Physique, les quarante années qui vont suivre verront la naissance de cette nouvelle physique et des théories de la relativité. Jean-Claude Boudenot et Gilles Cohen-Tannoudji nous font revivre les découvertes et les controverses liées entre des protagonistes célèbres tels que Bohr, Einstein, de Broglie, Schrödinger, Dirac et bien sûr Planck.



La seconde partie traite des développements de ce qu'on appellera désormais la physique quantique après la seconde Guerre Mondiale avec l'avènement de la physique des particules et du modèle standard. Il faut noter les explications réussies de notions telles que l'intégrale de chemins, la renormalisation ou la décohérence et ceci sans aucun croquis.



On pourrait reprocher aux auteurs de ne pas suffisamment développer certaines notions de la mécanique quantique mais ce n'est pas le but premier de cet excellent ouvrage.

(ébauche) : Une excellente introduction consisterait à visionner des conférences du Festival d'astronomie de Fleurance, sur la chaîne la Ferme des Étoiles* puis celle que donna le Pr. Gilles COHEN-TANOUDJI, à l'Auberge du Vieux Renard, intitulée Relativité Et Quanta, l'impossible mariage ?**













*YouTube. Ferme des étoiles. (2020). Festival d'astronomie de Fleurance. https://www.youtube.com/channel/UC6kpp_pG1K-Rd03eE0nssrA

**YouTube. L'Auberge du Vieux Renard. (2018, 7 juin). Gilles COHEN-TANOUDJI. Relativité Et Quanta, l'impossible mariage ? https://youtu.be/5425G14dfYM

Un livre assez sympa qui nous introduit le concept physique du réel

Pour public averti !

Passionnante plongée dans l'univers. Plongée à des profondeurs inégalées dans la matière, dans les sciences.

On n'est certes pas dans la vulgarisation pour un large vulgus. Cependant, quel plaisir de lire ces auteurs qui bien que jonglant avec les notions scientifiques les plus pointues n'en demeurent pas moins attachés à s'exprimer dans un français plus que correct.

On y entrevoit les notions nécessaires à la compréhension de l'importance que revêt la Goddamn particle dans l'élaboration d'un modèle du monde dans lequel on se passe allègrement de masse. D'où le passage en revue des moyens utilisés pour sa traque, des connaissances acquises depuis des siècles qui nous ont menées jusqu'à cette quête, des portes qu'elle ouvre.