Le cahier d’Émile Borel restitue un cours sur les quanta

Intervenant 10:00

Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente. C'est un immense plaisir d'accueillir quiconque nous écoute pour cette nouvelle exploration.

Intervenant 20:06

Bonjour tout le monde. Très heureuse d'être là pour fouiller dans ces archives.

Intervenant 10:10

Il y a de quoi faire. Pour commencer, il faut faire un petit saut dans le temps et planter le décours.

Intervenant 20:15

D'accord. On voyage où ?

Intervenant 10:16

Imaginons un instant la Seine. On est à l'hiver de l'année 1912.

Intervenant 20:20

Ouf, il devait faire froid.

Intervenant 10:22

C'est sûr. On est en plein cœur de Paris, dans l'une des salles boisées, un peu froides et super solennelles du Collège de France.

Intervenant 20:28

L'ambiance bien classique,

Intervenant 10:29

quoi. Exactement. Et face au tableau, un orateur brillant, mais réputé pour son exigence presque maladive, noircit la craie avec des équations complexes.

Intervenant 20:38

Paul Langevin, n'est-ce

Intervenant 10:40

pas ? Lui-même. Et dans l'assistance, silencieux, extrêmement concentré, quelqu'un prend des notes avec une ferveur méthodique.

Intervenant 20:47

Et on s'en doute, c'est pas n'importe qui.

Intervenant 10:49

Non, voilà. Ce membre du public n'est pas un jeune étudiant venu charger ses crédits. C'est Émile Borel. Ah oui, quand même. Bah oui, l'un des mathématiciens français les plus importants et les plus respectés de sa génération, quoi. Il s'est assis là volontairement au rang des simples élèves.

Intervenant 21:06

C'est fascinant d'imaginer un chercheur de ce calibre faire la démarche de redevenir étudiant.

Intervenant 11:11

Complètement. Et le fruit de cette écoute, l'objet qui va nous intéresser aujourd'hui, c'est un objet du quotidien. Un modeste petit carnet de notes à la couverture sombre.

Intervenant 21:21

Rempli à l'encre, j'imagine.

Intervenant 11:22

C'est ça. Rempli à l'encre et mesurant très exactement 17 cm sur 11.

Intervenant 21:28

Un objet en apparence presque banal, en fait.

Intervenant 11:30

Ouais, un petit bout de carton.

Intervenant 21:31

Sur un moment de bascule monumental.

Intervenant 11:34

La naissance des théories quantiques.

Intervenant 21:35

Exactement. La naissance et la structuration de ces théories.

Intervenant 11:39

Du coup, notre mission aujourd'hui, au cours de cette plongée dans les archives, va consister à comprendre

Intervenant 21:44

ça. Vaste programme.

Intervenant 11:46

Oui.

Intervenant 21:47

Comprendre comment les notes manuscrites de ce grand mathématicien, assistant sagement au cours du physicien Paul Langevin, ont réussi à capturer toute l'effervescence scientifique autour des mystérieux quantas.

Intervenant 11:58

C'est vraiment un témoignage absolu de l'importance de la transmission orale dans l'histoire des sciences. Bon, décortiquons ça. Comment se fait-il que l'une des périodes les plus complexes de la physique moderne ait été sauvegardée et transmise, non pas par des publications officielles, mais par le bloc-note d'un auditeur ?

Intervenant 22:17

Eh bien, pour saisir toute la saveur de ce paradoxe, il faut plonger dans l'atmosphère intellectuelle singulière du tout début du XXe siècle.

Intervenant 12:25

On parle d'un vrai séisme, là !

Intervenant 22:27

C'est une période de séisme, oui. Ni plus ni moins. Pour comprendre la rupture, il faut regarder en arrière.

Intervenant 12:33

Vers le XIXe siècle.

Intervenant 22:34

Voilà. Tout le XIXe siècle avait été dominé par un grand courant de pensée qu'on appelait le courant énergétiste.

Intervenant 12:41

Énergétiste, d'accord.

Intervenant 22:43

C'était porté par les succès indéniables de la thermodynamique. Et ce courant percevait la matière et l'énergie de manière parfaitement continue.

Intervenant 12:52

C'est-à-dire ?

Intervenant 22:53

On refusait totalement l'idée du vide ou du grain.

Intervenant 12:56

Donc pour visualiser la chose, selon cette ancienne théorie énergétiste, la matière ressemblait un peu à un fluide parfait.

Intervenant 23:04

C'est la bonne métaphore, oui.

Intervenant 13:05

Si l'on zoome à l'infini sur n'importe quel objet, ou même sur la lumière, on trouverait toujours une substance lisse, continue, sans jamais tomber sur une brique fondamentale qui serait indivisible.

Intervenant 23:17

C'est tout à fait cela. L'énergie devait s'écouler de manière continue, un peu comme l'eau d'une rivière tranquille.

Intervenant 13:23

D'accord, je vois bien l'image.

Intervenant 23:25

Mais à l'aube du XXe siècle, la théorie de l'atomisme vient dynamiter cette vision rassurante.

Intervenant 13:30

Le fameux atome entre en scène.

Intervenant 23:32

Absolument, des voix commencent à s'élever, avec des preuves de plus en plus lourdes, pour postuler que la matière est en réalité discontinue.

Intervenant 13:40

Donc composé de petits grains isolés et

Intervenant 23:43

invisibles ? C'est ça. Dès 1897, en Angleterre, le physicien J.J. Thomson réussit à mettre en évidence l'électron, par exemple.

Intervenant 13:52

Et en France, on a aussi des figures importantes à ce moment-là ?

Intervenant 23:55

Oui, il y a la figure centrale de Jean Perrin, un physico-chimiste français redoutable qui, soit dit en passant, se trouve être un ami très proche de notre fameux mathématicien Émile Borel.

Intervenant 14:06

Ah, le monde est petit !

Intervenant 24:07

Très petit. Et vers 1908, Jean Perrin étudie en détail ce qu'on appelle le mouvement brownien.

Intervenant 14:13

Ah oui, le mouvement brownien. C'est ce phénomène étrange où des particules microscopiques, comme des grains de pollen en suspension dans un liquide, semblent danser de façon totalement chaotique, non ?

Intervenant 24:24

Exactement ça. Quand on les observe au microscope, on les voit s'agiter sans qu'aucune force apparente ne vienne les perturber.

Intervenant 14:31

Et Perrin prouve l'explication.

Intervenant 24:32

Par un travail expérimental acharné, oui, il prouve que cette danse aléatoire et saccadée n'est pas magique. Elle est causée par les chocs invisibles et incessants des molécules d'eau contre les grains de pollen.

Intervenant 14:46

Donc l'eau n'est pas un fluide parfait et continue non plus.

Intervenant 24:49

Voilà, il démontre ce qu'il nomme la réalité moléculaire.