Damien GAYET, professeur à l'Institut Fourier

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Et l'atmosphère ne brûla pas

Et l'atmosphère ne brûla pas

Histoire et philosophie des particules élémentaires

     



Mon interview du 12 décembre 2025 sur France Culture dans l'émission Science Chrono

Résumé

Le 16 juillet 1945, la première bombe nucléaire de l'Histoire explose dans le désert du Voyage du Mort, aux Etats-Unis. Les physiciens du Projet Manhattan responsables de ce succès étaient fort satisfaits, mais également fort soulagés. Ils avaient en effet envisagé la possibilité d'un scénario catastrophique : que l'explosion provoque la crémation de la totalité de l'atmosphère terrestre, ce qui aurait été fâcheux pour la vie sur Terre. Un an plus tard, trois physiciens du Projet rédigent un article de physique classifié, LA-602, dans lequel ils exposent pourquoi selon eux cette apocalypse ne pouvait pas avoir lieu.

A lire ce petit texte, une stupéfaction et une inquiétude nous saisissent. Les arguments qui y sont présentés sont basés sur des théories et des expériences qui parfois avaient moins de dix ans, et sur la mécanique quantique, une révolution de la physique qui avait moins de vingt ans. Pourquoi, malgré cela et les risques d'apocalypse, les physiciens ont-ils fait confiance à leurs calculs ? Pour le comprendre ce livre retrace, dans leur gangue originale et leur fraîcheur originelle, les découvertes exaltantes qui ont fini par persuader les physiciens que les atomes, photons, électrons, noyaux, protons et neutrons ne sont pas de purs produits de leur imagination fertile, et que ce petit monde invisible possède les propriétés invraisemblables que les théories leur assignent.

Parcourir l'histoire fascinante de ces découvertes, c'est constater à quel point les théories ont évolué avec le temps, changeant parfois du tout au tout, comme l'électron qui passe du statut de petite bille en 1922 à celui d'onde en 1925. Une nouvelle inquiétude, encore plus forte, émerge de cette histoire : comment croire que la physique décrit la réalité si ses représentations du réel changent aussi dramatiquement en si peu de temps ? Il y a une catégorie de gens qui réfléchissent depuis longtemps à cette question : les philosophes. Ce livre présente la lutte sans merci, sur le ring de LA-602, entre les deux ennemis éternels ; à ma gauche les philosophes réalistes qui pensent que les théories décrivent approximativement le réel, à ma droite les empiristes selon qui la nature nous est fondamentalement inaccessible. L'auteur présente sa propre position, le réalisme désenchanté, une version du réalisme qui semble, elle, résister aux coups imparables de l'empirisme.

Physique et philosophie ne sont pas les seules actrices dans ce livre. Des images surprenantes de physique ou allégoriques, des anecdotes savoureuses, dramatiques ou croustillantes, les accompagnent. Ainsi, en pensant s'immerger dans un monde d'idées, c'est dans un univers complet que la lectrice et le lecteur plongeront.

Les lectures possibles du livre

Le livre peut se lire sans aucune connaissance de physique ni de philosophie. Simplement, des strates supplémentaires de compréhension peuvent s'ajouter.

Quelques traits caractéristiques extraits du livre


De nombreuses images tirées des articles originaux, parfois nouvelles comme celle-ci, liée à la découverte du proton


La première image par Young de ses fentes éponymes

Des tableaux de peinture allégoriques. Ici, l'expérience incarnée par Cléopâtre teste diverses théories


Un livre qui revient toujours aux sources, ici la thèse de de Broglie de 1924, qui introduit la dualité onde-corpuscule de façon théorique

Les équations sont scannées du texte pour les rendre plus humaines et historiques. Ici, la fameuse équation de de Broglie de 1924 qui indique la façon dont une onde est associée à tout corpuscule

Des explications et mises en valeur systématiques. Ici, Eddington explique une audacieuse théorie : l'énergie du Soleil par la fusion des noyaux atomiques.

Une scénarisation constante. Ici, le constat que l'électron, jusque là une particule, devient une onde

Des anecdotes très présentes. En haut, les amours de Schrödinger ; En bas, le nazisme de Jordan


Mise en avant des physiciennes importantes