UNIFICATION DE LA PHYSIQUE

Source: http://www.peiresc.org/DINER/Lexique.pdf

 

L'histoire de la physique n'est qu'une quête incessante d'unité et la chronique d'unifications réussies. Elle commence par un coup d'éclat anti-aristotélicien dans la réunification de la physique de la terre et de la physique du ciel, ouvrant la voie au mécanisme universel de Newton. Maxwell va non seulement unifier l'électricité et le magnétisme, mais encore l'électromagnétisme et l'optique . Sans parler du coup de pouce décisif qu'il donne à l'atomisme universel en créant la théorie moléculaire statistique des phénomènes thermiques. Les différentes théories physiques du XX° siècle font renaître avec éclat l'idéal du réductionnisme, dont les physiciens des particules élémentaires sont les plus chauds partisans et les théoriciens de l'émergence les plus ardents détracteurs. On y voit à l'oeuvre l'exploitation systématique des propriétés d'invariance et de symétrie et les formulations globales par les méthodes de la géométrie. Un des aspects de l'unification de la physique est dans la formulation possible de presque toutes les théories à l'aide d'un principe variationnel à condition de définir chaque fois une action ou un lagrangien correspondants. Presque toutes les théories de la physique peuvent s'exprimer à l'aide d'un principe de moindre action, à condition de définir chaque fois l'action d'une manière spécifique convenable. La thermodynamique dans la mesure où elle décrit des processus irréversibles échappe à cette formulation qui gomme la notion de temps ; La théorie de la relativité embrasse d'un seul regard l'espace, le temps, et les interactions gravitationnelles. La mécanique quantique fournit un cadre universel pour la description de la matière et des champs. Les théories de champs de jauge permettent l'unification des forces électromagnétiques et des interactions faibles, suivie de la grande unification qui inclut les interactions fortes. La théorie des cordes a pour ambition de rendre compte de tout l'univers. Les méthodes de la théorie quantique des champs dans la mesure où elles permettent d'étudier les systèmes à nombre infinis de degrés de liberté s'appliquent aussi bien aux particules élémentaires qu'aux transitions de phase unifiant ainsi des domaines à priori fort éloignés. Et pourtant bien des raccordements souhaités demeurent difficiles sinon impossibles. Le passage de la mécanique quantique à la mécanique classique demeure semé d'embûches même si la théorie de la décohérence semble résoudre le problème. La justification de la mécanique statistique classique à partir de la théorie des systèmes dynamiques se heurte à bien des difficultés techniques, en particulier en ce qui concerne l'évolution vers l'équilibre et l'irréversibilité. La quantification du champ de gravitation, la gravitation quantique, résiste à toutes les tentatives. Il y a entre la relativité générale et la mécanique quantique une différence radicale de point de vue qui bloque toutes tentatives de rapprochement. Les problèmes concrets d'émergence et de rapports entre le tout et les parties sont à l'origine de bien de difficultés théoriques.