Le quanton est probablement la notion la plus centrale et la plus inédite de la physique quantique. Après avoir brièvement rappelé les différentes interprétations de celle-ci (1), nous décrirons, à partir du langage commun et sans formalisme mathématique, cette entité si singulière qu’est le quanton (2) avant d’en proposer une interprétation inédite (3). Cette note programmatique s’inscrit dans le sillage des deux autres notes visant à une relecture des deux grandes théories physiques qui règnent sur la physique fondamentale depuis un siècle : la physique quantique et les théories de la relativité [1].
1) Brève topique
Alors que l’interprétation de la mécanique newtonienne et même coulombienne est relativement unifiée, nombreuses sont les interprétations de la physique quantique. Cette multiplicité déroutante tient à ce que les objets qu’elle décrit sont non seulement inaccessibles à nos sens et même à nos microscopes, mais contraires à l’intuition que nous avons des objets dans le monde mésocosmique, à savoir des entités délimitées s’inscrivant dans l’espace-temps. Nous allons revenir sur ce point. Ajoutons seulement que cette contre-intuitivité n’affecte en rien la théorie physique qui, elle, est toujours plus conforme à l’expérience. Ici, comme dans les autres sciences, il est nécessaire de découpler les faits, leur formalisation scientifique et leur interprétation.
a) L’interprétation pragmatique
En 1964, l’un des meilleurs spécialistes de la physique quantique, le physicien américain Richard Feynman, qui a reçu le prix Nobel de physique en 1965, avec Sin-Itiro Tomonagaet Julian Schwinger, pour ses travaux en électrodynamique quantique (qui est une part de la théorie quantique des champs), osait affirmer à ses étudiants sur une vidéo que l’on peut regarder sur Youtube : « Je peux dire sans risque que personne ne comprend la mécanique quantique ! [2] ». Plus d’un demi-siècle après, en 2019, un autre physicien théoricien américain, Sean Carroll, exprime à peu près le même jugement : « Même les physiciens ne comprennent pas la mécanique quantique ! [3] » Face à cette impossibilité, la grande majorité des physiciens adopte une attitude pragmatique et fonctionnaliste : expérimentons et appliquons les équations, mais ne tentons pas de faire correspondre aux résultats une représentation de la réalité. Cette correspondance est vouée à l’échec, tant le monde subatomique nous échappe.
Si une telle attitude est méthodologiquement cohérente et même féconde, elle pose toutefois plusieurs problèmes : existentiel, parce qu’elle est psychologiquement clivante et, au nom des biais cognitifs et de l’habitus, se transforme bientôt en dualisme ontologique ; philosophique, parce qu’elle contredit l’expérience commune (au sens philosophique qui n’est pas le sens courant) selon laquelle un est l’acte du sujet connaissant et de l’objet connu ; et, osons-le dire, scientifique, parce que toutes les grandes révolutions scientifiques sont toujours reparties d’une intuition portant sur le mystère de la nature (aussi est-ce sans surprise que nous constatons l’absence de grande révolution en physique fondamentale depuis un siècle).
b) L’interprétation idéaliste
Quand le physicien se refuse à cette démission qu’est la solution pragmatique, l’interprétation la plus fréquente qui est à sa disposition est celle dite de Copenhague, du nom de la ville où se trouvait l’institut de physique dirigé par Niels Bohr et que fréquentait notamment Werner Heisenberg à qui l’on doit cette interprétation. Ce n’est pas le lieu d’entrer dans le détail. Disons simplement que la physique classique distingue, plus, sépare, l’observateur de l’observé. Or, en physique quantique, qui observe les phénomènes au niveau atomique et même subatomique, l’appareil de mesure perturbe l’objet mesuré, de sorte que l’on ne peut plus séparer l’objet connu du sujet connaissant [4]. C’est ce que formalisent les fameuses relations d’incertitude de Heisenberg et, plus généralement le caractère probabiliste de la mécanique quantique.
Or, on le sait, le premier philosophe qui a systématisé cette intrication de l’esprit avec la réalité extra-mentale, affirmant que celui-ci n’accède pas à la chose en soi, mais seulement à ce qu’elle est pour moi, c’est-à-dire le phénomène, est Emmanuel Kant, le fondateur de l’idéalisme critique. Voilà pourquoi Heisenberg s’est inspiré de la philosophie kantienne pour élaborer son interprétation de la physique quantique, qui est donc idéaliste.
Peu importe ici les différences, à vrai dire, minimes, avec les lectures d’autres théoriciens, qu’ils soient contemporains des fondateurs de la théorie [5] ou nos contemporains [6], le cadre habituel à partir duquel la mécanique quantique est pensée est néokantien, de sorte que, avec cohérence, certains vont jusqu’à rejeter la notion même d’objet [7].
c) L’interprétation réaliste
En réaction contre ces deux premières tendances lourdes, de rares physiciens ont proposé une approche réaliste. Nous nous limiterons ici à une réinterprétation inspirée par la cosmologie philosophique et la métaphysique d’Aristote [8].
Tel est le cas de Wolfgang Smith [9]. S’inscrivant dans le sillage de la critique whiteheadienne du « bifurcationnisme » cartésien qui a conduit au réductionnisme scientiste, le physicien américain découple la science de son interprétation mécaniste [10] et propose en revanche de la relire à partir d’une philosophie non bifurcationniste, donc non réductrice, en l’occurrence, l’ontologie aristotélico-thomiste de l’acte et de la puissance qui, pour lui, est à même de lever les ambiguïtés de la mécanique quantique [11].
En effet, nous le redirons, le principe de superposition quantique affirme qu’une particule comme un photon est simultanément une onde et une particule ou est une particule en deux positions distinctes. Mais cette simultanéité paradoxale, voire, osons-le dire, contradictoire, vient d’une prémisse implicite : le quanton est à la fois une onde en acte et une particule en acte ; il est à la fois ici en acte et là en acte. Or, Aristote nous apprend que les êtres naturels qui sont matériels, peuvent être ou en puissance ou en acte. Plus précisément, mais ce n’est pas le lieu de détailler, la matière est principe de potentialité [12] ou d’indétermination, et la forme est principe d’actuation ou de détermination. Dès lors, la contradiction se lève si je distingue deux moments. Avant que la particule ne soit mesurée, elle n’est pas actuellement (en acte) onde ou particule (massique) ; elle n’est pas non plus rien ou néant ; ni être en acte ni en puissance, elle est en puissance à devenir une onde ou une particule ; ou bien à être ici ou là. Puis, intervient l’opération de mesure. Mais l’objet corporel macroscopique impose une détermination. Donc, son intervention actualise ce qui, auparavant, n’était que potentialité. La mesure réduit donc le paquet d’onde comme le métaphysique affirme que l’on réduit la puissance à l’acte. Pour donner une analogie, on pourait dire que, de même qu’un personne donnée possède différentes potentialités superposées (on peut en même temps apprendre une langue étrangère et marcher), de même, une particule.
Mais cette interprétation n’est pas totalement satisfaisante. En effet, toujours à l’école du Stagirite, seule est douée d’existence effective dans la nature une entité déterminée. Or, la matière pure est puissance pure, donc indétermination pure. Par conséquent, nous ne rencontrons jamais d’êtres purement potentiels ; les seuls étants naturels sont déjà actualisés (ce qui ne signifie pas achevés). Mais les entités subatomiques existent bien dans la réalité, et cela, avant même d’être connues par l’appareil de mesure. On ne peut donc affirmer qu’elles ne sont qu’en puissance avant d’être actualisées par notre observation. Autrement dit, elles possèdent un statut ontologique qu’il revient à la philosophie de déterminer, et telle est maintenant notre intention.
2) Description du quanton
Nous suivrons la description très pédagogique et très stimulante qu’offre le physicien et épistémologue niçois Jean-Marc Lévy-Leblond [13]. Rappelons que nous offrons une approche à partir du langage courant, donc sans convoquer le formalisme mathématique. La définition d’un être peut opérer par extension ou par intension. La première énumère les différents individus composant le tout universel qu’est cet être (par exemple, sont humains Pierre, Marie, Kevin, Jacqueline, etc.), la seconde tente d’en définir l’essence (par exemple, l’homme est un animal doué de raison). La définition essentielle est négative (ce que n’est pas la chose) et positive (ce qu’est la chose). Précisons aussi qu’il est bien rare d’arriver à cerner l’essence d’une chose qui n’est pas humaine ; souvent il faut se contenter de la décrire. En effet, au pire, la description s’arrête aux accidents (communs) et tente de les faire converger pour honorer l’unicité de l’essence ; au mieux, elle dessine les propriétés (accidents propres). Or, ceux-ci découlent de l’essence. Ils donnent donc de l’exprimer comme la manifestation dit le fond. Nous userons de ces différents outils logiques pour nous approcher de ce qu’il faut encore oser nommer le mystère du quanton.
a) Énumération
Le quanton se rencontre dans le domaine de l’« infiniment » petit. Ainsi qu’on le sait, la physique quantique concerne la matière microscopique. Ce qu’en revanche nous savons moins, c’est qu’elle considère la matière à des échelles telles que nous n’en avons plus aucune expérience directe, même avec les instruments de mesure les plus fins. Un tableau résumera la « descente », à la fois historique et ontologique, dans la connaissance des constituants de la matière. On peut distinguer six étapes, la dernière étant à venir :
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Entité |
Date de la découverte |
Échelle spatiale (en mètres) |
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Choses matérielles « ordinaires » |
Connaissance commune |
10-3 m |
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Atomes et molécules |
xixe siècle |
10-10 m |
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Noyaux et électrons |
Début xxe siècle |
10-14 m |
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Nucléons et autres hadrons |
Vers 1935 |
10-16 m |
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Quarks et gluons |
Vers 1970 |
10-18 m |
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Le « mur de Planck » |
À venir |
10-34 m |
Les quantons correspondent globalement au niveau sub-atomique, c’est-à-dire commencent au troisième niveau.
b) Ce que n’est pas le quanton vis-à-vis des autres interprétations
Nous allons d’abord décrire négativement le quanton. En premier lieu, nous allons en écarter ce qu’en disent les autres interprétations.
1’) Le quanton n’est pas une construction de l’esprit
Plus précisément, il n’est pas une intrication de sujet et d’objet. Que l’observation perturbe l’objet observé à l’échelle microscopique ne signifie pas que celui-ci existe par celle-là, mais simplement qu’elle le modifie. Or, la modification arrive au suppôt : c’est ce dernier qui change. Donc, l’objet quantique précède le sujet et subsiste indépendamment de lui. Nous nous opposons donc à l’interprétation idéaliste (de Copenhague) [14].
Si le quanton est un corps réel, possédant une consistance extramentale, il convient encore d’écarter d’autres confusions.
2’) Le quanton n’est pas un corps ordinaire
Pour saisir l’essence du quanton, il convient d’abord d’écarter les caractéristiques des corps présents dans le monde mésocosmique, c’est-à-dire le monde ordinaire. Ces corps peuvent être décrits à partir de leurs deux accidents intrinsèques : qualité et quantité. Sans entrer dans le détail, limitons ces qualités à ce que, depuis Locke, on appelle les qualités secondes et ce qu’Aristote appelait les sensibles propres (à chaque sens externe) : la couleur, la sonorité, la chaleur, la solidité (ou fermeté), etc. La quantité (concrète, mesurée et non pas abstraite, mesurante) caractéristique des corps physiques correspond à ce que Locke nomme les qualités premières et Aristote les sensibles communs (à tout ou partie des sens externes) : la figure, l’étendue, le mouvement et le nombre [15].
Or, nous allons le redire en détail, les quantons ne présentent pas ces caractéristiques ou plutôt, possèdent « une sublimation des qualités premières », « un reliquat subtil », qui le conduit à parler de « qualités ‘antépremières’ [16] ».
3’) Le quanton n’est pas un être double
S’il n’est pas un être simple, le quanton n’est pas non plus un être double. Pour bien comprendre ce qu’est le quanton, il est aussi nécessaire de mettre de côté une terminologie qui a longtemps servi pour exposer la physique quantique et qui, aujourd’hui, s’avère obsolète : la dualité onde-corpuscule. En effet, dans le monde mésocosmique et selon notre expérience courante, les corpuscules et les ondes sont soigneusement distincts : les premiers sont solides, pesants, alors que les secondes sont fluides et dénuées de toute masse. Or, les objets quantiques ont cette particularité de brouiller cette frontière apparemment intangible en intriquant ces deux caractéristiques. Ils se comportent tantôt comme une onde, tantôt comme une particule. C’est ce que montre l’expérience princeps des fentes de Young.
Or, estime à juste titre Jean-Marc Lévy-Leblond, « il faut bien, après quelques décennies se rendre à l’évidence : les objets quantiques, les quantons, ne sont ni des ondes ni des corpuscules – même si, dans certaines conditions, ils peuvent ressembler à des ondes et, dans certaines autres conditions, ils peuvent ressembler à des corpuscules [17] ».
4’) Le quanton n’est pas le vide
A fortiori, il n’est pas le néant. En effet, le vide est la privation du plein. Or, dans le monde matériel, ce plein prend la triple forme de la masse, de l’énergie et de l’information. Mais, nous allons le redire, si le quanton ne possède pas toujours une masse, il est toujours porteur d’une énergie et d’une information. Seule la confusion entre solidité et être conduit à identifier le quanton au rien matériel qu’est le vide.
Or, le vide est une notion centrale dans l’orientalisme, en particulier dans le bouddhisme et le taoïsme. L’on serait donc tenté de récuser l’interprétation néo-orientaliste qui, aujourd’hui, conquiert un certain nombre de chercheurs. En réalité, nous le montrons ailleurs, le vide notamment taoïste porte mal son nom et s’identifie à ce que nous appellerons bientôt pneuma [18].
5’) Le quanton n’est pas la puissance
Enfin, contre l’interprétation réaliste aristotélicienne, on ne saurait réduire le quanton à la seule potentialité, même si cette dernière dit une vérité profonde que nous étudierons dans une prochaine analyse centrée sur l’approche de Grandou et Perrier.
Pascal Ide
[1] Cf. site pascalide.fr : « Physique relativiste, physique quantique et métaphysique de l’être-amour » ; « La théorie de la relativité restreinte. Deux retombées métaphysiques ». Cf. aussi, sur le site : « Matière, énergie, information. Réflexions philosophiques à la lumière des transcendantaux » ; « La matière noire, une relecture philosophique ».
[2] Richard Feynman, « Messenger Lectures at Cornell : The Character of Physical Law, Part 6, Probability and Uncertainty », 1964. L’enregistrement du cours se trouve en accès libre sur Youtube (TalkReelTV, 10 juillet 2012, site visionné le 2 juin 2025), l’affirmation se situant à 8 minutes et 5 secondes. L’assistance d’étudiants, nombreuse et vivante, réagit en éclatant de rire.
[3] Sean Carroll, « Even Physicists don’t undersand Quantum Mechanics », New York Times, 7 septembre 2019.
[4] « L’interprétation de Copenhague de la théorie quantique prend naissance dans un paradoxe. Toute expérience physique, qu’il s’agisse de phénomènes de la vie quotidienne ou de phénomènes atomiques, se décrit forcément en termes de physique classique. Les concepts de physique classique forment le langage grâce auquel nous décrivons les conditions dans lesquelles se déroulent nos expériences et communiquons leurs résultats. Il nous est impossible de remplacer ces concepts par d’autres et nous ne devrions pas le tenter. Or, l’application de ces concepts est limitée par les relations d’incertitude et, quand nous utilisons ces concepts classiques, nous ne devons jamais perdre de vue leur portée limitée, sans pour cela pouvoir ou devoir essayer de les améliorer » (Werner Heisenberg, Physique et philosophie. La science moderne en révolution, trad. Jacqueline Hadamard, coll. « Sciences d’aujourd’hui » n° 3, Paris, Albin Michel, 1971, p. 35).
[5] Cf., par exemple, la formulation déterministe de David Bohm, La plénitude de l’univers, trad. Tchalaï Unger, coll. « L’esprit et la matière », Monaco et Paris, Rocher, 1987 ; David Bohm & Basil James Hiley, The undivided universe: an ontological interpretation of quantum theory, London & New York, Routledge, 1993.
[6] Cf., par exemple, Michel Bitbol, Mécanique quantique. Une introduction philosophique, coll. « Nouvelle bibliothèque scientifique », Paris, Flammarion, 1996 ; coll. « Champs sciences » n° 391, 1997.
[7] Tel est le cas du philosophe que nous venons de citer dont l’approche joint aussi la phénoménologie et la philosophie bouddhiste (cf. aussi Michel Bitbol, L’aveuglante proximité du réel. Anti-réalisme et quasi-réalisme en physique, coll. « Champs sciences » n° 394, Paris, Flammarion, 1998).
[8] Proche de l’interprétation de Smith (ce qui ne veut pas dire dans son sillage), Thierry Grandou, physicien et spécialiste de mécanique relativiste, qui, de concert avec des philosophes thomistes, en particulier Emmanuel Perrier, a aussi proposé une suggestive relecture des physiques quantique et relativiste, ainsi que des difficultés qu’elles soulèvent, à partir de l’hylémorphisme aristotélicien. Cf. Dominique-Marie Cabaret, Thierry Grandou et Emmanuel Perrier, « Shrödinger’s Cat: From false Paradox to genuine Paradigm », 2021. En ligne ; Dominique-Marie Cabaret, Thierry Grandou et Emmanuel Perrier, « Status of the Wave Function of Quantum Mechanics, or, What is Quantum Mechanics Trying to Tell Us ? », Foundations of Physics, 52 (2022), p. 1-29 ; Dominique-Marie Cabaret, Thierry Grandou, Ghislain-Marie Grange & Emmanuel Perrier, « Elementary Particles : What are they ? Substances, Elements and Primary Matter », Foundations of Science 28 (2022), p. 727-753 ; Dominique-Marie Cabaret, Thierry Grandou, Ghislain-Marie Grange & Emmanuel Perrier, « Neither a field nor a matter: The case of energy”, Physics, décembre 2024 ; Dominique-Marie Cabaret, Thierry Grandou, Ghislain-Marie Grange & Emmanuel Perrier, « Une physique à l’ère quantique. Jalons pour une nouvelle cosmologie », Revue thomiste, 124 (2024) n° 4, p. 457-478.
[9] Seuls, me semble-t-il, cinq de ses ouvrages sont traduits en français : Wolfgang Smith, Sagesse de la cosmologie ancienne. Les cosmologies traditionnelles face à la science contemporaine, préface de Jean Borella, trad. Jean-Claude Perret et Pierre-Marie Sigaud, coll. « Théôria », Paris, L’Harmattan, 2008 ; Réponse à Stephen Hawking. De la physique à la science-fiction, trad. Ghislain Chetan, coll. « Métaphysique au quotidien », Paris, L’Harmattan, 2013 ; Science, scientisme et religion, des particules au cosmos tripartite et au-delà, trad. Marie-José Jolivet : Paris, L’Harmattan, 2024. Wolfgang Smith et Jean Borella, Physique et Métaphysique, trad. Ghislain Chetan, Paris, L’Harmattan, 2018.
L’auteur est volontiers polémique, non sans injustice. Cf., par exemple, sa croisade très radicale contre Teilhard : Wolfgang Smith, Teilhardism and the New Religion: A Thorough Analysis of the Teachings of Pierre Teilhard de Chardin, Gastonia (Caroline du Nord), Tan Books & Pub, 1988 : Theistic Evolution: The Teilhardian Heresy, New York, Angelico Press, 2012 : L’évolutionnisme théiste de Teilhard de Chardin, trad. Marie-José Joliver, Paris, L’Harmattan, 2023.
[10] Id., Cosmos & Transcendence: Breaking Through the Barrier of Scientistic Belief, Peru (Illinois), Sherwood Sugden, 1984 ; dernière édition : New York, Angelico Press, 2008.
[11] Id., The Quantum Enigma: Finding the Hidden Key, Peru (Illinois), Sherwood Sugden, 1995 ; New York, Angelico Press, 22005.
[12] Ce qui est plus que la possibilité, catégorie seulement logique, alors que la potentialité est une propriété ontologique.
[13] Cf. Jean-Marc Lévy-Leblond, De la matière relativiste quantique interactive, Paris, Seuil, 2004, chap. 1.
[14] Il faudra préciser cette critique trop superficielle.
[15] Sans le savoir, dans son énumération des cinq qualités premières (Ibid., p. 27-36), Jean-Marc Lévy-Leblond retrouve tous les sensibles communs d’Aristote (si l’on résorbe le repos dans le mouvement) et il ajoute la solidité qui semble relever du sensible propre tactile, mais qui, reconduit à la « spatialité » – « un objet solide occupe de l’espace » (Ibid., p. 28) – s’identifie à l’étendue, et enrichi de la « permanence » – « la conservation » (Ibid., p. 30) –, devient un sensible commun et, à mon avis, un sensible commun inédit irréductible à ceux qu’Aristote a inductivement et empiriquement rassemblés. Nous corrigerons les cinq notes distinguées par le physicien pour les préciser. Nous commencerons par la première et la plus importante qui est l’étendue (ainsi que Descartes l’avait bien compris), ce qui correspond à ce qu’il appelle « spatialité ».
[16] Ibid., p. 28.
[17] Ibid., p. 26-27.
[18] Cf. la longue note du site pascalide.fr : « Le Vide médian selon François Cheng. Le Tiers comme Souffle créateur ».