L’ACCORD ONDE-PARTICULE

Y A-T-IL UNE AFFAIRE NEWTON ?

Francis.Sanchez@enseignement.u-psud.fr

 

 

On peut dire que la relation Onde-Particule est le mystère central de la Physique. On ne peut lui comparer que l’énigme de la signification des Paramètres Physiques. Il est probable que ces deux problèmes soient intimement liés. En particulier l’article "Quantum Topologic Invariance" montre clairement que les Paramètres sont liés aux propriétés mathématiques du rayonnement thermique, où les caractéristiques ondulatoires et quantiques du rayonnement interviennent intimement. Ainsi le rapport hc/kb = 4.96511 entre la longueur d’onde nominale hc/kT et la longueur d’onde dominante b/T, (b est la constante de Wien) intervient comme exposant dans la formule du rayonnement thermique : il y apparaît donc la constante e^(hc/kb) = 143.32492. Il ne semble pas fortuit de constater que e^(hc/kb) -2 π = 137.042, voisin du Paramètre central a. Ce qui amène à s’interroger si celui-ci n’est pas une ligne trigonométrique… On observe effectivement une telle singularité : cos a = 1/e, formule qui, en tenant compte d’une dégénérescence de 22 circonférences (probablement liées aux 22 dimensions cachées de la théorie bosonique des cordes), soit 44 π , donne 137.036, à 10-7 près. La formule suivante est probablement une piste sérieuse que devra suivre la Mathématique future pour expliquer l’origine de ce paramètre :

44 π - cos (-1)(1/e) = 137.036

Et ceci en liaison avec la remarquable formule de Constable qui relie a avec le nombre de Constable N (rapport du rayon de Hubble-Constable RHC avec la longueur d’onde Compton de l’électron), où les sommes sont appliquée à tous les entiers entre 2 et N  :

a = Σ 2,N(1/n)/Σ 2,N(1/n2)

Et l’on retrouve 4 fois les 22 circonférences dans le logarithme de N, qui apparaît naturellement dans le numérateur, puisque Σ1,N(1/n) ≡ ln N + g, (g nombre d’Euler = 0.577215665), tandis que Σ1àN(1/n)2 est simplement π2/6. Puis on observe que ln N est lui-même voisin de 226/4, et on retrouve la " droite topologique ", car le nombre total de dimensions de la théorie des cordes 26 = 22 + 4 exhibe les 4 dimensions apparentes du Monde.

Evidemment ce genre de remarques n’offre aucun intérêt pour les mathématiciens " formalistes ", et les soi-disant " physiciens " qui suivent cette laborieuse voie, c’est-à-dire des " inconscients ". Ce n’est pas parce que la tortue a la pas sûr qu’il faut couper les ailes de l’aigle disait fort justement Edgar Poe, dans " Euréka " qui damait déjà le pion aux " scientifiques " officiels par de simples raisonnements sur la cosmologie. C’est pourquoi l’ouverture d’un Forum sur la Vraie Mathématique, " l’Algorithmique ", est indispensable, pour pallier à l’évidente carence des " circuits académiques ". Il est en effet extrêmement inquiétant de constater que ces deux approximations de a, ont été obtenues respectivement par un " opticien ", et par un simple amateur ! On se demande ce qu’ont fait les théoriciens pendant un siècle.

Quelle est l’histoire du dilemme Onde-Particule ? Sur la lancée de sa " mécanique du point matériel ", Newton favorisa un modèle où la lumière est constitué de " grains ". Les interférences (le fait que deux lumières, dans des conditions spéciales, peuvent donner l’obscurité), étaient expliqués par des " accès ", une sorte de périodicité associée au grain. Par contre Huyghens soutenait la propagation ondulatoire de la lumière. Les deux modèles différaient notamment sur un point : la valeur de la vitesse de la lumière dans un milieu transparent. Pour Newton, elle devait être plus rapide que dans l’air, alors que pour Huyghens, elle devait être plus lente. Ce dilemme fut tranché en faveur de Huyghens, quand Foucault mesura effectivement la vitesse de la lumière dans l’eau (1850). Dans l’intervalle, le simple médecin Young, et surtout le simple ingénieur Fresnel avaient montré que la propagation ondulatoire expliquaient nombre de phénomènes, au grand dam des académiciens, tels Poisson, qui ne juraient que par la stature de Newton…

Ainsi, aussi bien cette " expérience cruciale " de Foucault, que les observations élémentaires de Fresnel favorisaient la " propagation " ondulatoire de la lumière… C’est ici que la précision des mots est importante. Certains vont alors dire " la lumière est une onde ". Il faut réaliser que cette affirmation est différente de " la lumière se propage par ondes ". Une grande partie du dilemme vient de cette confusion terminologique.

Noter que dans l’enseignement, y compris dans une grande école spécialisée comme l’Ecole Supérieure d’Optique, on commence bêtement par " l’Optique Géométrique ", avec des " rayons lumineux ", qui n’ont aucune existence physique : ce qu’on appelle " rayon ", doit être compris comme l’ analogue de " rayons de roue ", dans ce sens qu’ils doivent être compris comme des " normales aux ondes ". C’est d’ailleurs ce concept qui s’avère déterminant dans l’étude des milieux anisotropes…De la sorte, le physicien devine que les relations de base des lentilles vont faire intervenir les courbures 1/R des ondes. Il a été impossible de faire comprendre cette distinction à l’ancien directeur de cette Grande Ecole, qui pourtant avait présenté une thèse sur des questions d’électromagnétisme ! Celui-ci maintenait mordicus que le rayon lumineux avait une réalité physique ! et il reprochait à Sanchez d’écrire " rayon lumineux " entre les guillemets qui s’imposent. Non, vous ne rêvez pas, une telle anecdote ne s’invente pas…Evidemment le devoir de réserve interdisait à Sanchez de révéler qu’un âne présidait aux destinées d’une grand Ecole… Mais dans les circonstances dramatiques actuelles, où chaque jour qui passe creuse le fossé entre l’état de la science et ce qu’elle aurait été si la méthode scientifique n’avait pas été trahie, il est du devoir du découvreur d’expliquer les obscurs mécanismes qui peuvent expliquer la dramatique situation actuelle…

Et cette ânerie pédagogique est reproduite dans les Universités ! Celles-ci ont une fâcheuse tendance à imiter les Grandes Ecoles…Il est malsain de copier, surtout si c’est sur un cancre… Il s’agit réellement d’une véritable catastrophe pédagogique dans les universités, qui devraient, au contraire, tout axer sur la pédagogie active.

Il est certain que le concept de " modèle " a une grande utilité en physique : on se fait une représentation intuitive, qui permet de développer des raisonnements... ainsi, le modèle du " grain de Newton " est, à priori, très séduisant, car il explique simplement l’observation : " la lumière se propage en ligne droite ". Seulement, cette phrase, tant de fois prononcée dans tant d’amphithéâtres est fausse… Ce n’est qu’une approximation, due à la petitesse de la longueur d’onde lumineuse. Et il est facile de le vérifier instantanément. En plaçant la main droite contre votre œil droit (paume vers l’extérieur), observer la lumière d’un lampadaire lointain à travers l’étroit interstice qui sépare votre index et le doigt voisin. En faisant varier l’interstice, vous verrez une ligne lumineuse horizontale plus ou moins longue…, incompréhensible avec le modèle du " rayon lumineux ". Par contre, le modèle de la propagation ondulatoire explique ce phénomène, car les ondes diffractent perpendiculairement à toute fente qui prétend limiter son extension. C’est donc le contraire de ce qui est prévu par le modèle des " rayons lumineux " : plus la fente est fine, moins la lumière est concentrée !…Pour un certain écartement de la fente, la lumière commence à arroser tout l’espace : cette écartement mesure alors la longueur d’onde de la lumière…

Moralité : la lumière se propage par ondes, dont la caractéristique essentielle est de se propager par sphères. Un caillou jeté dans l’eau provoque cette sphère d’ondulation, car il est plus petit que la longueur d’onde (distance entre deux crêtes d’ondulation). Par contre un bâton, plus grand que cette longueur d’onde, va provoquer une émission " dirigée ", pratiquement rectiligne, suivant la direction perpendiculaire au bâton…

C’est donc une évidence…qu’on ne trouve dans aucun manuel… On se demande : pourquoi tant de siècles pour découvrir cela ? Et comment Newton ne l’a pas vu ? Pourquoi les traités d’optique n’en parlent pas? Ici se place un point de psychologie sociale…Une théorie avancée par une autorité " ne peut " être fausse… Il convient seulement de la perfectionner, de fouiller les détails. C’est la conception actuelle de la recherche dite " scientifique ", avec le " culte du détail ", et où les réputations s’établissent sur la masse des détails publiés par des revues, contrôlées par des comparses…Un système de type " maffieux ", avec sa loi de l’  " omerta " : les expertises scientifiques sont anonymes : c’est très pratique pour écarter les " découvertes gênantes "…Et l’on presse les jeunes chercheurs : " publish or perish ". Cette phrase explique tout : le jeune chercheur, s’il ne veut pas ruiner sa carrière est obligé de " perfectionner ", ou " confirmer " les " dogmes scientifiques en place ". .. Une situation qui ne pouvait que mal finir pour cette organisation " maffieuse "… Toute proportion gardée, cela ressemble à la situation du jeune policier, qui dans un milieu " ripoux " est contraint de rentrer dans la combine et d’accepter l’argent du " racket-protection " que les services de police exercent sur le public…Que feriez- vous dans cette situation ? En tout cas Francis, après sa thèse, ayant remarqué cette situation anormale, a prédit le sort de l’institution scientifique : " Publish and Perish "…

En remontant dans " l’arbre des Causes " de cet Accident monstrueux de la Culture que nous vivons actuellement, on arrive à la conclusion que c’est ce culte de la personnalité, associée inconsciemment au dogmatisme de la théorie dominante qui a perdu la Science Moderne… Newton est responsable de ne pas avoir fait l’observation élémentaire ci-dessus…Il y a donc aussi une " affaire Newton "…au fait, serait-ce la raison pour laquelle aucun traité ne parle de ce type d’observation élémentaire, qu’ un étudiant qualifie de " diaboliquement instructif " ?  Enfin ! Les mentionner serait mettre en question le génie de Newton ! Vous n’y pensez pas ? " (sic).

Tout découvreur humaniste (c’est-à-dire qui cherche des explications simples aux phénomènes), se voit confronté à la redoutable objection suivante : si c’était si simple, ça aurait été trouvé par Newton, Einstein, Bohr … Réponse : la simplicité ne s’est pas " vendue " en Histoire des sciences. On a préféré mystifier le Peuple.

Une autre cause profonde de la Crise actuelle est la stupidité de l’opposition traditionnelle qui prétend séparer l’ingénieur, expert du " comment ", et le (vrai) physicien, qui s’intéresse au " pourquoi ". C’est encore Newton qui est crédité de l’ânerie suivante : " la Science s’occupe du comment, non du pourquoi ". Les deux états d’esprits ne sont pas séparables… On va voir que la solution de l’accord entre onde et particule est immédiate, si on pose la question des " rôles " respectifs de l’onde et de la particule…

C’est en raison de cette croyance stupide à la réalité du " rayon lumineux " que les opticiens ratèrent l’holographie. L’histoire de l’holographie est d’ailleurs édifiante. Denis Gabor était un obscur physicien hongrois, en séjour à Londres, occupé à améliorer la qualité de l’imagerie du microscope électronique. Il y avait trop d’aberrations. Contrairement au domaine optique, les lentilles " électrostatiques " étaient vraiment trop difficile à corriger au niveau des aberrations. Alors Gabor repris le problème à la base : pourrait-on capter toute l’information ? Il s’inspira des observations de Bragg sur la diffraction des cristaux, et constata que l’enregistrement de la " phase " manquait. D’où l’idée que tout radioélectricien qui se respecte aurait eu : il suffirait de superposer une onde servant de référence de phase ! On voit sur cet exemple l’énorme supériorité de la propagation ondulatoire sur la propagation corpusculaire : elle permet l’holographie, c’est-à-dire l’enregistrement de toute l’information (holo = tout, en grec) , c’est-à-dire l’imagerie sans aberration !

Le rôle de la propagation ondulatoire est donc de conserver l’information…

Quel scandale chez les opticiens ! En effet, il est doctement démontré que toute imagerie est forcément entachée d’aberrations. On peut corriger certaines d’entre elles, mais pas toutes ensembles. C’est pourquoi le centre des préoccupations des ingénieurs opticiens est de caractériser les aberrations, les classifier, les mesurer, apprécier celles qu’il convient de corriger en priorité… Tout un art…

Sauf que la Nature, elle, travaille sans aberration, en utilisant non seulement l’Holographie Unitaire (grandissement 1), qui est courante, mais aussi l’Holographie Gaborienne, qui n’a jamais pu être mise en pratique, avec grandissement de 5 x 1060 s.v.p, voir " Le Troisième Pilier ". Cette découverte, est l’aboutissement des réflexions de Sanchez, qui a concentré son enseignement sur l’Holographie. Avec ses étudiants, il s’est, inlassablement, posé la Question " quel est le rôle de l’Holographie ? ". On raconte que Newton aurait déclaré à propos de ses découvertes " en y pensant constamment ". Mais il y a une nuance de taille avec le cas Newton, qui déclarait aussi " s’appuyer sur des épaules de Géants ". Car, pour Sanchez, " il  n’a vu que des nains parmi les fondateurs officiels de la Physique officielle " mais il y a aussi " le cas Bohr ", tout aussi affligeant, (voir " l’Atome ", de J.P. Auffray) sans parler d’Heisenberg, Pauli, Dirac, et le cas pathologique de Born. Un siècle scientifiquement sinistré…Heureusement des personnalité comme Poincaré, Gabor, Eddington, Chandrasekhar, Pecker, ont sauvé l’honneur…

Mais personne n’a eu le courage de faire appel à la véritable révolution qui s’imposait depuis le début de la Physique quantique (qu’on peut situer avec Dalton, au début du 19ième siècle). Même Poincaré n’a apparemment pas soupçonné que la Singularité du monde physique était nécessairement liée aux singularités de l’Arithmétique. Il critiquait pourtant, fort justement, les fondements des Mathématiques non Calculables (l’Ecole Formaliste du Continu). La Croyance acharnée dans le continu, encore un héritage malheureux de Newton, est la cause profonde de la catastrophe scientifique ACTUELLE : un siècle de Physiciens incapables de s’apercevoir que la simple application des règles de base de la Physique Expérimentale, l’Analyse Dimensionnelle, donnait le Rayon de Hubble ! voir "l’exercice central sur l’analyse dimensionnelle" et "l’affaire du Big Bang".

Plus tard Leith et Upatnieks, des radioélectriciens américains, montrèrent l’intérêt de séparer angulairement la porteuse de l’onde d’éclairage de l’objet. Ensuite, suite à l’utilisation de plaques à grains très fins, le russe Denisiuk découvre par hasard le montage monofaisceau à référence arrière. Plus besoin de laser pour relire l’hologramme ! La couleur est possible ! et même la vraie couleur, ce rêve fou des photographes ! Puis le français Sanchez, en remarquant que la stabilité n’est requise qu’après séparation des faisceaux (un " détail " qui ne figure évidemment dans aucun traité), débarrasse l’holographie de la nécessité des lourdes tables anti-vibrations, en il introduit le concept de l’holographie-contact, avec possibilité de balayage. Du coup, la réalisation d’hologrammes volumineux avec des lasers miniatures est à la portée des amateurs…, ce que s’empresse de développer certains étudiants comme Thierry Garçon. Celui-ci exploite en outre dans un brevet (l "holopanoragramme "), la recommendation de Sanchez de tendre vers des hologrammes courbes, pour " coiffer " un maximum d’informations. Mais quand celui-ci demande un soutien à l’Académie, un " spécialiste " anonyme répond " l’holographie était un domaine en vogue dans les années 70, plus maintenant "… On croit rêver. Il est vrai que figure dans les rangs de l’Académie, un ancien directeur de l’Ecole supérieure d’Optique, fort capable d’être l’auteur d’un tel rapport anonyme, puisqu’il s’était caractérisé par un désintérêt pour les questions touchant l’Optique Moderne des Lasers. Son successeur non plus n’a réalisé l’importance cruciale de l’holographie, dans tous les domaines de l’Optique, sans parler de la Physique. Apparemment, la direction actuelle non plus d’ailleurs, puisqu’elle reste sans réaction devant la réfutation niveau Deug du Big Bang ". Tout individu qui ne réagit pas instantanément à la lecture de cet exercice ne peut être un véritable scientifique, et encore moins prétendre militer pour une " Vallée de l’Optique " à Orsay…

Ainsi la propagation ondulatoire est liée au principe de conservation de l’information. Ce principe est inconnu en Physique, où, au contraire, on professe une dégradation de l’information, c’est le " deuxième principe de la Thermodynamique ". Voir le Troisième Pilier, qui règle le curieux sort de ce principe historique.

Il est temps de présenter une allégorie qui va faire comprendre le magnifique accord onde-particule…On retrouve nos deux héros, Mordicus et Simplicius...dans...le pain du sage