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En 1662, avec le patronage du roi, un groupe d'anciens camarades d'Oxford fonda la Société Royale de Londres. Leur but était d'encourager l'avancement de la philosophie par l'examen des systèmes, des histoires et des expériences qui touchent aux "choses naturelles, mathématiques et mécaniques" ([13], p.86).
À chaque semaine, quelques savants érudits ou amateurs fortunés étaient invités à présenter "trois ou quatre expériences considérables". Une foule d'idées nouvelles et hardies concernant tous les aspects des sciences naturelles pouvaient dorénavant être émises et discutées librement, dans une atmosphère de liberté de pensée très propice à l'élaboration de théories nouvelles.
C'est dans cette atmosphère de fébrilité intellectuelle générale qu’en 1687 fut publié par Sir Isaac Newton, un membre maintenant illustre de la Société Royale d'alors, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, un ouvrage monumental dans lequel il explique sa théorie de la gravitation et propose les mathématiques qui sont encore universellement utilisées pour calculer les mouvements des corps célestes et les trajectoires de tout objet lancé sur trajectoire balistique: fusées, satellites, navires spatiaux, obus, etc.
Mais hélas, la liberté d'expression qui s'était épanouie pendant quelques décennies, principalement sous la gouverne de Robert Hooke, son premier curateur, finit par s'évanouir pour laisser de nouveau le champ libre aux dogmatismes stériles qu'on retrouve trop souvent dans les divers domaines scientifiques, une situation dénoncée aussi récemment qu'en 1993 par Sir John C. Eccles, prix Nobel de médecine en 1963 ([9], p.18). À travers l'histoire, les orthodoxies en place ont toujours résisté férocement à tout changement qui n'était pas une évolution logique des prémisses populaires du moment.
Un problème très insidieux vient brouiller encore plus les cartes. Il s'agit de la tendance à l'hyper-spécialisation et à la compartimentation des diverses disciplines au niveau universitaire, qui n'a cessé de s'accentuer depuis les années 40. En bout de course, tous les ouvrages de référence modernes ont été écrits par de grands experts de chaque sous-spécialité, qui n'ont parfois que de faibles notions des autres sous-spécialités de leur propre discipline.
Au fil des réorganisations, éliminations et ajouts de sous-spécialités, des informations importantes ont fini par ne plus être mentionnées dans les ouvrages de référence écrits subséquemment, et ont dorénavant complètement cessé de faire partie du conscient collectif de la communauté physique, même si elles sont encore disponibles dans la gigantesque montagne des écrits passés.
Par exemple, les importantes conclusions de Abraham et Kaufmann concernant la distinction qui doit être faite entre l'inertie longitudinale et l'inertie transversale, clé du calcul de l'angle correct de déflexion des trajectoires des photons par attraction gravitationnelle dans le cadre de la mécanique classique ([15]), ([16]), ([24]).
Autre exemple : l'importante conclusion de de Broglie concernant la possible structure interne du photon, qui, en conjonction avec la découverte de Abraham et Kaufmann, semble être la clé permettant de construire le dernier lien causal manquant entre les quantités de mouvements résultants de l'accélération électromagnétique des particules, et l'énergie dont sont constitués les quarks up et down.
Mais des problèmes encore plus fondamentaux sont encore non résolus. Par exemple, le traitement de l'énergie électromagnétique libre (les photons) n'a jamais été intégrée à la Relativité Restreinte. Elle est prise comme un postulat bien sûr, mais demeure traitée séparément et ne peut être dérivée d'aucune des équations de la RR. Nous analyserons cette question au chapitre "La déflection de la lumière".
La plupart des physiciens sont convaincus que la QED est la théorie qui traite des photons. Mais non! La QED traite seulement de l'aspect électrodynamique de l'énergie et ignore complètement son aspect magnétique.
Même aujourd'hui, la seule théorie en existence qui traite adéquatement de l'énergie électromagnétique libre au niveau général est la Théorie de Maxwell, même si elle n'a toujours pas été adaptée pour décrire les véritables photons électromagnétiques. Cette autre question sera analysée au chapitre "La géométrie de Maxwell".
En plus de ce défaut de la RR d'avoir intégré le traitement de l'énergie électromagnétique libre, et quoique elle traite adéquatement la masse au repos des particules élémentaires, telles l'électron et le positon, elle n'a toujours pas été adaptée pour tenir compte de la contraction interne des particules complexes, telles le proton et le neutron, en fonction de l'intensité locale des interactions coulombiennes avec les composantes élémentaires de la matière environnante (quarks up et down). C'est pourquoi personne n'a encore réussi à calculer correctement les trajectoires des sondes spatiales Pioneer 10 et 11. Nous analyserons ce problème au chapitre "Le ralentissement des horloges atomiques".
La raison en est que la RR a été conçue avant la découverte que les protons et neutrons n'étaient pas élémentaires, et que personne n'a pris suffisamment conscience du problème depuis pour inciter la communauté physique à reconsidérer.
Mais ce dernier défaut de la RR sera facile à corriger comme nous le verrons, et lorsque la question de la masse au repos des particules complexe sera correctement intégré, le problème du traitement de l'énergie électromagnétique libre devrait suivre à brève échéance, puisque la solution au problème de contraction interne des particules complexes devrait immanquablement provoquer une remise en question du paramètre de dilatation du temps.
Mais pour revenir au sujet principal, cet état d'hyper-spécialisation de chaque physicien fait en sorte que de nouveaux constats expérimentaux, comme ceux qui plongeaient le milieu de la physique du début du 20e siècle dans la plus fébrile effervescence, et lançait tous les physiciens de l'époque dans une course effrénée à la découverte, sont aujourd'hui accueillis avec un niveau d'intérêt frôlant l'apathie, chaque physicien ayant l'impression que des collègues "experts" de cette nouvelle question vont prendre la chose en main quelque part, et vont éventuellement les informer de la réponse, aucun ne se sentant de compétence particulière pour s'attaquer au problème.
Nous en avons un exemple flagrant depuis une dizaine d'années dans le dossier de l'accélération considérée "anormale" des sondes spatiales éloignées Pioneer 10 et 11, dont les équations de la Relativité Générale sont incapables de calculer les trajectoires hyperboliques observées, contre toute attente pour une théorie qui est supposée être l'explication finale de tous les phénomènes gravitationnels observés !
D'autre part, ce n'est pas d'hier que les Académies des Sciences ont commencé à rejeter sans examen les trop nombreux mémoires qui leur sont envoyés chaque année par des inconnus, considérés a priori et en bloc comme des illuminés. C'était déjà le cas dans la deuxième moitié du 19ième siècle, comme c'est toujours le cas aujourd'hui.
Déjà au début du 20ième siècle, Poincaré lui-même considérait qu'elles n'avaient pas tort d'agir ainsi et qu'elles ne risquaient nullement d'étouffer une découverte sérieuse, car, écrivait-il, « Si vous aviez interrogé les académiciens [à ce sujet], ils vous auraient répondu : "Nous avons comparé la probabilité pour qu'un savant inconnu ait trouvé ce que nous cherchons vainement depuis si longtemps, et celle pour qu'il y ait un fou de plus sur la terre; la seconde nous a paru plus grande". » ([15], p.198).
Paradoxalement, pour expliquer la réluctance persistante des académiciens à considérer toute nouvelle idée et leur croyance récurrente que tout a déjà été découvert, Poincaré écrivait aussi dans le même livre : "Chacun porte en soi sa conception du monde, dont il ne peut se défaire si aisément." ([15], p.159) ; ce qui, bien sûr, est un problème psychologique qui affecte tous les humains et qui n'a absolument rien à voir avec la science.
Après avoir investi des années de leur vie à devenir à l'aise avec la géométrie spatiale à 4 dimensions de Minkowski, la Relativité Restreinte, la Relativité Générale, la Mécanique Quantique et la QED, les étudiants en physique finissent par les adopter pour de bon. Ils sont très peu enclins ensuite à risquer de perdre pied de nouveau intellectuellement en reconsidérant l'ensemble y compris les fondements. Malheureusement, en dépit de l'importance des problèmes restants, les théories orthodoxes semblent toujours trop satisfaisantes, et la vie trop courte, pour qu'ils envisagent de réinvestir même une partie du précieux temps qu'il leur reste dans la recherche d'alternatives potentiellement plus appropriées au niveau fondamental.
Pour eux, reconsidérer la géométrie fondamentale de l'espace, par exemple, ou à quoi pourrait conduire l'idée que le spin des électrons pourrait être dû à une pulsation plutôt qu'à une rotation, apparaissent comme d'inutiles puzzles mentaux extrêmes, ou bien à tort, ne se sentent pas la capacité d'affronter de telles remises en question, même si elles pouvaient potentiellement faire progresser nos théories vers la solution des problèmes restants.
La pression des pairs pour qu'ils se conforment à la norme est aussi un puissant extincteur d'idées nouvelles.
Il faut dire aussi qu'il n'y a pas plus aveugle que celui qui ne veut pas voir, et on peut sérieusement se demander alors d'où pourra possiblement provenir le prochain progrès significatif, étant donné que la totalité des académiciens contemporains semblent résignés a priori à l'idée qu'aucune nouvelle découverte majeure ne sera plus jamais possible au niveau fondamental, en raison de l'acceptation générale de l'idée que le Principe d'incertitude d'Heisenberg représenterait une réalité physique plutôt que d'être une simple restriction inhérente à l'approche mathématique utilisée!
Par conséquent, c’est avec nostalgie que je déplorais de ne pouvoir identifier aucun endroit contemporain sur la planète où des idées nouvelles pouvaient être exprimées et diffusées librement comme à l’époque de Newton.
Un jour, suite aux conseils d’un ami, je m’enquis auprès du vice-président d’un congrès international de physique en préparation de la possibilité pour moi de présenter un article sur la physique fondamentale. Quelle ne fut pas ma surprise d'être aussitôt invité à participer! Sans aucune condition! Sans aucune présélection! Je n’avais qu’à venir proposer mes idées, tout simplement!
C’est ainsi que je fis la découverte inespérée d’un foyer de liberté intellectuelle dont je n’espérais plus l’existence ! Depuis 1989, se tient à tous les 2 ans à l’Université d’État de Saint-Petersbourg, un Congrès International sur les "Problèmes Fondamentaux des Sciences Naturelles", dont l’objectif est exactement le même que celui de la vénérable Société Royale originale.
Anatoli P. Smirnov, qui vient tout juste de prendre la relève à la présidence de A.A. Efimov, fondateur du congrès, déclarait très diplomatiquement lors de la 5e édition du congrès en 1998 : "Aujourd’hui, plusieurs domaines de la connaissance fondamentale, en particulier la physique et les mathématiques, sont en crise profonde, car ils sont incapables d'expliquer plusieurs phénomènes de l'environnement de notre monde. Cette crise des sciences est la crise des paradigmes contemporains sur lesquels ces sciences sont fondées" ([11], Préface).
Tout au long de la 6e édition du congrès, "CONGRESS-2000", tenu du 3 au 8 juillet 2000, j’ai pu constater avec quelle patience et ouverture d'esprit le président Smirnov et le vice-président Klyushin ont écouté les exposés les plus divers de plus de 200 participants, exposés qui laissaient quelquefois transparaître la frustration qui animait encore certains d’entre eux, qui avaient été muselés trop longtemps par l’establishment scientifique en place, et qui pouvaient enfin exprimer librement leur point de vue personnel sur les aspects de la recherche fondamentale qui étaient devenus importants pour eux.
Tous ces participants sont enfin assurés que leur travail sera publié au moins dans les comptes rendus officiels de chacun des congrès.
Certains pourraient penser qu’un tel congrès, ouvert sans réserve à toutes les théories non-orthodoxes, pourrait être l’oeuvre d’un petit groupe de marginaux, mais le fait qu’il soit directement endossé par rien de moins que l’Académie des Sciences de Russie, L’Université d’État de Saint-Petersbourg, l’Institut Minier d’État de Saint-Petersbourg et la Société Géographique de Russie, ne laisse planer aucun doute quant au sérieux de l’entreprise.
Je suis profondément convaincu que c’est de ce creuset unique au monde, version moderne de la Société Royale, où les idées peuvent de nouveau être échangées et discutées librement, au-delà des convictions profondes de chacun, qu’émergeront les solutions fondamentales qui permettront à l’humanité de reprendre sa marche vers de nouveaux horizons.
La non-orthodoxie étant la marque de commerce du Congrès de Saint-Petersbourg, il peut être attendu que la solution proposée ici soit non-orthodoxe par définition, en dépit du fait qu’elle est fondée sur les conclusions bien établies de Maxwell et Coulomb.
Donc, pour prendre pleinement plaisir à cette lecture, le lecteur est invité à laisser de côté, pour un moment du moins, toute idée préconçue qui pourrait émaner des théories orthodoxes acceptées.
Quant à la solution proprement dite, elle se voulait au départ une simple démonstration de raisonnement logique par perception de cohérences dans des ensembles ([12], p.79), qui faisait partie d’un projet destiné à raviver l’intérêt pour des conclusions négligées de la neurophysiologie, qui sont critiques pour le développement du plein potentiel intellectuel de tous les enfants humains.
Après vérification cependant, elle semble être la première hypothèse logiquement causale de mécanique électromagnétique des particules fondamentales qui ait jamais été formulée.
J'espère que cet exposé contribuera à relancer le débat sur la causalité qui s'est éteint en 1955, en même temps que son plus célèbre promoteur, Albert Einstein.
La question suivante viendra bien sûr immédiatement à l'esprit du lecteur : Pourquoi tenter de ranimer un si vieux débat après près de 50 ans?
Parce que ce débat historique sur la causalité, qui a très activement fait rage pendant la première moitié du 20e siècle entre les causalistes Einstein, Planck, de Broglie et autres, d'une part, et les promoteurs de l'école de pensée de Copenhague-Göttingen, soit Bohr, Eisenberg et autres, d'autre part, n'a toujours pas été résolu ([18]).
Pour le résumer en quelques mots, les causalistes croyaient que la réalité objective fondamentale sous-jacente aux théories que nous élaborons à son sujet n'est pas chaotique et obéit à des lois logiques qui peuvent être identifiées et comprises, pendant que les copenhagistes croyaient qu'il n'existe aucune réalité fondamentale au-delà de la description que peut en faire la Mécanique Quantique.
Le simple sens commun semble pourtant nous révéler qu'au niveau fondamental, le fondement de la réalité physique objective ne peut être constitué que de l'ensemble des événements électromagnétiques discrets en interaction constante qui existent vraiment et de l'ensemble des trajectoires de moindre action que les interactions électromagnétiques qui les animent les forcent à suivre constamment de manière très précise.
Bien sûr, il est de toute évidence impossible de connaître la localisation précise de tous les électrons de l'Univers, par exemple, mais il nous a tout de même été possible de comprendre toutes les manières dont un électron pouvait occuper les diverses orbitales de tout atome. C'est cette connaissance qui fait qu'il nous est possible de savoir comment chaque électron de l'Univers se comporte dans toute situation spécifique où il fait partie de tout atome n'importe où dans l'Univers !
Cette connaissance peut être vue comme étant l'ensemble restreint des caractéristiques objectives concernant le comportement des électrons dans les atomes qui nous donne une compréhension claire de tous les cas similaires.
Puisqu'il semble exister un ensemble restreint de caractéristiques objectives qui, de manière similaire, permet de comprendre la structure objective de tout concept, processus, etc. auquel nous voulons réfléchir, la totalité de ces ensembles restreints semble être tout à fait à la portée de notre compréhension, contrairement à l'opinion des copenhagistes.
On pourrait même penser, du seul fait de l'existence vérifiée de l'interaction coulombienne, que la quantité de mouvement qui anime toute particule élémentaire à tout moment donné, ainsi que la direction relative de son mouvement, seraient très précisément déterminées par l'ensemble des interactions qui existent entre cette particule et chacune des autres particules de l'Univers.
Un curieux tournant de l'histoire semble cependant avoir fait en sorte que le débat se calme faute de combattants pour la cause causaliste. Arnold Sommerfeld par exemple, un des importants promoteurs initiaux du point de vue copenhagiste, était si viscéralement opposé au point de vue causaliste, que pendant une grande partie de sa carrière, il enseigna apparemment seulement le point de vue copenhagiste à groupe après groupe d'étudiants.
Il fut ainsi, presque à lui seul, à l'origine d'une génération entière d'éminents professeurs qui n'avaient apparemment jeté qu'un regard superficiel à l'autre face du problème et avaient conclu sans raison apparente autre que d'avoir simplement épousé par défaut la conviction de leur éminent professeur que l'idée était sans valeur, avec pour conséquence que les vue et théories causalistes cessèrent progressivement d'être expliquées dans les ouvrages de référence et cessèrent d'être expliquées aux étudiants des générations suivantes.
Le rouleau compresseur non-causaliste avait commencé à rouler et roule toujours de plus belle, à tel point que orthodoxie est maintenant devenu synonyme de copenhagisme.
Dans presque toutes les universités de nos jours, les physiciens sont formés dès le départ à la philosophie copenhagiste sans que personne ne les rendent conscients du fait, et s'ils ne remettent pas en question leur orientation philosophique personnelle par rapport à la réalité, tendent même à ne pas devenir conscients qu'ils appartiennent à cette école de pensée.
Plus aucun ouvrage de référence n'élabore le point de vue causaliste au-delà de quelques cas bien connus, comme l'expérience EPR, qui sont simplement devenus des boucs émissaires causalistes traditionnels qu'on fouette en public, présumément parce qu'il est tout simplement impossible d'ignorer complètement la contribution majeure des physiciens causalistes.
Le débat causaliste est maintenant escamoté d'un revers de la main, comme un vieux problème vaguement compris qui fut réglé il y a des décennies relativement à des théories probablement sans valeur.
En fait, si peu de considération a fini par être reconnue aux opinions causalistes au niveau international, qu'en dépit de son immense stature en tant que dernier architecte majeur restant de la physique moderne, il semble que le dernier livre ([1]) de Louis de Broglie n'a même pas été traduit en anglais!
Mais les théories causalistes sont-elles vraiment sans valeur? Pourquoi un joueur aussi important que Louis de Broglie, le plus fin théoricien en électromagnétisme du 20e siècle, n'a-t-il pas réussi au cours des 35 dernières années de sa vie à attirer l'attention de ses confrères copenhagistes sur ses réflexions?
Selon mon analyse, ce rejet plonge ses racines dans la philosophie copenhagiste qui implique l'acceptation de prémisses irrationnelles comme faisant partie intégrante de Mécanique Quantique, ce qui a pour conséquence que ses promoteurs deviennent sujets à plus facilement accepter d'autres explications irrationnelles pour rationaliser toute observation qui ne s'accorde pas aux théories acceptées, ce qui semble les satisfaire suffisamment pour qu'ils considèrent inutile toute recherche d'autres explications.
La philosophie causaliste d'autre part, implique le refus de toute prémisse irrationnelle, et la recherche de raisons sous-jacentes pour expliquer la justesse de la Mécanique Quantique, un processus dont l'aboutissement ultime devrait logiquement être une mécanique électromagnétique claire des particules fondamentales.
Cependant, l'attitude d'indifférence généralisée des copenhagistes envers la causalité semble avoir réussi à complètement immobiliser la recherche fondamentale causaliste depuis près d'un demi-siècle, ce qui pourrait expliquer le peu d'intérêt au niveau international pour les réflexions théoriques de de Broglie.
Il résume pourtant dans son dernier livre une très intéressante hypothèse, déjà publiée dès 1932, permettant de réconcilier directement les photons avec la théorie de Maxwell. Elle fut pourtant explorée par les principaux physiciens de l'époque, mais pas complètement, comme nous le verrons bientôt.
Considérant sans doute certains postulats comme étant définitifs, suite à la victoire récente totale et imposée de l'école de Copenhague au 5e Congrès de Solvey, combinée à l'adoption générale récente de la Relativité Restreinte et de la Relativité Générale, des modèles qui par nature ferment la porte à toute amélioration, il semble que l'approche la plus prometteuse n'aie même pas été considérée, pas même par de Broglie lui-même apparemment, du moins n'en ai-je trouvé aucune trace dans la littérature.
La même négligence s'est d'ailleurs produite pour une découverte importante de Abraham et Kaufmann concernant l'insensibilité des quantités de mouvement aux interactions transversales, une question que nous allons aussi réexaminer dans le présent ouvrage.
Toutes les théories physiques passées nous ont permis de tirer des conclusions qui n'étaient pas immédiatement évidentes à partir des simples données physiques précédemment accumulées. Plusieurs de ces conclusions furent ensuite confirmées, augmentant ainsi notre bagage de données physiques vérifiées. Ces théories cependant n'avaient pu être initialement élaborées qu'à partir de conclusions tirées de l'observation de l'ensemble des données physiques disponibles au moment de leur élaboration.
Le Principe de Moindre Action, par exemple, fut déduit exactement de cette manière de l'analyse des données accumulées à ce moment, ainsi que le 2e Principe de la Thermodynamique, la loi de l'inverse du carré de l'interaction coulombienne, et ainsi de suite. Des théories successives furent déduites fondées sur l'ensemble en évolution de ces principes et de plusieurs autres.
Mais ces théories ne pouvaient pas couvrir plus de terrain que le degré de validité et de précision des conclusions sur lesquelles elles étaient fondées le permettait. C'est pourquoi, au fil de l'histoire, une succession de théories a vu le jour, chacune cherchant à mieux expliquer les phénomènes observés.
Un indice certain qu'une théorie avait atteint ses limites prédictives fut toujours une période de temps subséquente étendue qui passait sans découvertes majeures pendant que de nouvelles données inexplicables par les théories courantes s'accumulaient.
Dans cette optique, n'est-il pas remarquable qu'aucune découverte fondamentale majeure ne se soit produite depuis l'avènement de la Chromodynamique Quantique dans les années 60, une théorie assez peu satisfaisante et non concluante, en dépit des avancées notables qu'elle permit momentanément? Même le Modèle Standard est mis en doute par plusieurs!
Le temps ne serait-il pas venu de re-déduire à partir des fondements une nouvelle théorie plus précise basée sur l'ensemble plus complet et plus précis des données expérimentales dont nous disposons maintenant?
Par curiosité, pourquoi ne réexaminerions-nous pas cette hypothèse de de Broglie au sujet du photon, mais cette fois-ci sans laisser aucune idée préconçue limiter nos horizons, pour observer enfin le panorama extraordinaire qui s'offre à nous suite à ses conclusions?
À la lumière de son intuition géniale sur la structure interne des photons, et sans remettre en question les admirables progrès réalisés dans l'exploration de comment les divers états complexes de la matière peuvent s'expliquer à partir de ce que l'on sait des particules élémentaires, nous allons ici plonger dans une direction diamétralement opposée, c'est-à-dire en direction des fondements ultimes, à partir du même point de départ, soit ce que l'on sait maintenant de ces mystérieuses particules élémentaires.
Comme fondation, nous allons partir d'un sous-ensemble prouvé très restreint, qui inclue seulement les propriétés connues des particules élémentaires stables, la triple orthogonalité démontrée de l'énergie électromagnétique et la loi démontrée de Coulomb.
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BIBLIOGRAPHIE · [ 1] Louis de Broglie. LA PHYSIQUE NOUVELLE ET LES QUANTA, France, Flammarion, France 1937, Second Édition 1993, avec nouvelle Préface de 1973 par L. de Broglie · [ 9] John C. Eccles. COMMENT LA CONSCIENCE CONTRÔLE LE CERVEAU, Fayard, 1997. · [10] André Michaud. Élite en faillite, Canada, Les Éditions SRP, 1999. · [11] Efimov A.A., Klyushin Ya.G., Smirnov A.P.. CONGRESS-98 PROCEEDINGS, Fundamental Problems of Natural Sciences, Volume 1, St.-Petersburg, 1999. · [12] André Michaud. Théorie des attracteurs discrets, Canada, Les Éditions SRP, 1999. · [13] Isaac Newton. DE LA GRAVITATION, et, DU MOUVEMENT DES CORPS, France, Gallimard, 1995. Présenté et commenté par François De Gandt · [15] Henri Poincaré. LA SCIENCE ET L'HYPOTHESE, France, Flammarion, 1902, Édition de 1968 · [18] Franco Selleri. LE GRAND DEBAT DE LA THÉORIE QUANTIQUE, France, Flammarion, 1994, Préface par Karl R. Popper |
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