Erwin Schrödinger (1887-1961) est l’un des architectes de la physique du XXe siècle. Né à Vienne, il grandit dans un foyer polyglotte — son père, industriel et botaniste amateur, est autrichien ; sa mère, à moitié anglaise — et étudie la physique à l’université de Vienne. Après la Première Guerre mondiale, il enseigne successivement à Iéna, Stuttgart, Breslau, puis obtient une chaire à l’université de Zurich en 1921. C’est là qu’en 1926, il formule l’équation qui porte son nom : elle permet de calculer comment une particule — un électron, un photon — évolue dans le temps, et elle deviendra l’un des piliers de la mécanique quantique (la branche de la physique qui décrit la matière à l’échelle atomique et subatomique). Ce travail lui vaut le prix Nobel de physique en 1933, partagé avec Paul Dirac.
Mais Schrödinger ne se satisfait pas de la théorie qu’il a contribué à bâtir. Il est en désaccord avec l’interprétation de Copenhague — la lecture dominante de la mécanique quantique, défendue par Niels Bohr et Werner Heisenberg, selon laquelle une particule n’a pas de propriétés définies tant qu’on ne l’a pas mesurée. En 1935, pour illustrer ce qu’il considère comme une absurdité, il imagine sa célèbre expérience de pensée du chat : on enferme un chat dans une boîte hermétique avec un atome radioactif, un compteur Geiger, un marteau et une fiole de poison. Si l’atome se désintègre — un événement purement aléatoire selon la mécanique quantique —, le compteur le détecte, déclenche le marteau, qui brise la fiole et tue le chat. Au bout d’une heure, l’atome a une chance sur deux de s’être désintégré. Or, selon l’interprétation de Copenhague, tant qu’aucune mesure n’a été effectuée, l’atome est simultanément désintégré et intact. Et si l’atome est dans les deux états à la fois, le chat l’est aussi : à la fois mort et vivant, jusqu’à ce que quelqu’un ouvre la boîte. C’est précisément cette conclusion que Schrödinger juge absurde.
Contraint à l’exil par son opposition au régime nazi et par l’annexion de l’Autriche (Anschluss, 1938), il trouve refuge à Dublin où le premier ministre irlandais Éamon de Valera lui réserve un poste à l’Institute for Advanced Studies. Il y restera dix-sept ans (1940-1956) et s’aventurera dans des domaines inhabituels pour un physicien : la biologie, la philosophie, l’épistémologie. Lecteur assidu de Schopenhauer et des présocratiques, il incarne une figure de scientifique pour qui la spécialisation disciplinaire relève de ce qu’il appelle lui-même « la barbarie ». En 1956, il rentre à Vienne, où il meurt cinq ans plus tard.
1. Qu’est-ce que la vie ? : de la physique à la biologie (Erwin Schrödinger, 1944)
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En 1944, depuis Dublin où il a trouvé refuge, Schrödinger publie un court essai qui va transformer la biologie du XXe siècle. Schrödinger part d’une question en apparence élémentaire : comment les lois de la physique peuvent-elles rendre compte du phénomène de la vie ? Sa réponse tient en un concept frappant : le « cristal apériodique ». Dans un cristal ordinaire (le sel de table, par exemple), les atomes se répètent selon un motif régulier et identique. Schrödinger postule que le support de l’hérédité doit être, lui aussi, un solide très stable — mais un solide dont le motif varie, comme un code : c’est cette irrégularité qui lui permettrait de porter une information biologique complexe. Ce filament moléculaire, prédit-il, se trouverait logé dans les chromosomes. Il raisonne en physicien, non en biologiste, et s’appuie sur la thermodynamique — la science qui étudie les échanges d’énergie et l’évolution du désordre dans les systèmes physiques — pour poser une question fondamentale : comment un organisme vivant parvient-il à maintenir son organisation interne alors que la tendance naturelle de toute matière est d’évoluer vers un désordre croissant (ce que les physiciens appellent l’entropie) ? Sa réponse, devenue célèbre : l’organisme « se nourrit d’entropie négative », c’est-à-dire qu’il puise dans son environnement (nourriture, lumière, oxygène) de quoi compenser sans cesse la dégradation qui le menace.
L’intuition est d’autant plus remarquable qu’elle précède de près d’une décennie la découverte de la structure de l’ADN par James Watson et Francis Crick en 1953. Les deux biologistes reconnaîtront que la lecture de Qu’est-ce que la vie ? a joué un rôle décisif dans leur parcours : c’est Schrödinger qui les a convaincus que le secret de la vie devait résider dans la structure même d’une molécule, et que les outils conceptuels de la physique pouvaient guider sa recherche. De fait, l’ADN correspond presque exactement au « cristal apériodique » que Schrödinger avait prédit : une longue chaîne moléculaire stable dont les motifs varient et codent l’information génétique. Ce texte a d’ailleurs incité toute une génération de physiciens — Maurice Wilkins, Seymour Benzer, Max Delbrück — à se tourner vers la biologie moléculaire. Si certaines hypothèses se sont révélées inexactes — Schrödinger pensait notamment que les mutations génétiques résultaient directement de « sauts quantiques » dans la molécule héréditaire, ce qui simplifie à l’excès des mécanismes bien plus variés —, les idées centrales de l’ouvrage restent valides. Roger Penrose, dans son avant-propos, va jusqu’à le classer parmi les écrits scientifiques les plus importants du siècle.
2. Physique quantique et représentation du monde (Erwin Schrödinger, 1992)
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Édité et annoté par le philosophe des sciences Michel Bitbol, ce recueil réunit deux textes majeurs de Schrödinger. Le premier est un article de 1935 intitulé La situation actuelle en mécanique quantique — celui-là même qui introduit le paradoxe du chat. Le second est une série de conférences publiques prononcées à Dublin en 1950 sous le titre Science et humanisme. Le fil qui relie ces deux textes : une interrogation sur ce que la physique quantique nous oblige à repenser dans notre conception de la réalité.
Dans l’article de 1935, Schrödinger s’attache à démontrer que la mécanique quantique, telle qu’elle est interprétée par l’école de Copenhague, est « incomplète » : elle prédit les résultats des mesures avec une précision redoutable, mais elle ne dit rien sur ce qui se passe entre deux mesures. Dit autrement, la théorie décrit ce que l’on observe, pas ce qui existe. C’est exactement l’objection que formule aussi Einstein, et les deux hommes se rejoignent sur ce point. Il ne s’agit pas pour Schrödinger de rejeter la mécanique quantique — il en est l’un des fondateurs —, mais de refuser qu’on la considère comme un cadre définitif et satisfaisant. Les conférences de 1950 élargissent la perspective. Schrödinger y dénonce le cloisonnement des disciplines scientifiques et plaide pour que la physique renoue avec les grandes questions philosophiques. Il convoque les présocratiques — Démocrite, Anaximène, Protagoras — pour rappeler que la question du rapport entre ce que nous percevons et ce qui existe indépendamment de nous se posait déjà avec acuité il y a vingt-cinq siècles, bien avant que la physique quantique ne vienne la reformuler en termes mathématiques.
Longue d’une vingtaine de pages, l’introduction de Michel Bitbol retrace les étapes de la réflexion de Schrödinger sur la mécanique quantique depuis les années 1920 et situe chaque texte dans les débats de son époque. Elle éclaire en particulier la singularité de sa position : Schrödinger refuse autant l’interprétation de Copenhague (qui, selon lui, se résigne trop vite à l’impossibilité de décrire la réalité) que le retour pur et simple aux concepts de la physique classique. Il appelle à inventer de nouvelles manières de penser le réel — un chantier qui reste, aujourd’hui encore, ouvert. Les notes de Bitbol, une quarantaine de pages en fin d’ouvrage, décortiquent pas à pas les arguments les plus techniques et les controverses auxquelles Schrödinger répond implicitement.
3. Schrödinger à la plage : la physique quantique dans un transat (Charles Antoine, 2018)
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Le physicien Charles Antoine prend la figure de Schrödinger comme fil conducteur pour retracer l’histoire de la physique quantique. Le bouquin est construit en sept chapitres dont la difficulté augmente graduellement : on commence par les bases — qu’est-ce qu’une onde ? qu’est-ce qu’un photon ? — pour aboutir aux phénomènes les plus déroutants de la théorie, comme l’intrication quantique (le fait que deux particules puissent rester corrélées à distance, de sorte que la mesure de l’une affecte instantanément l’état de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare). Antoine ne prétend jamais que ces phénomènes se laissent résumer par des images simples. Schrödinger lui-même, rappelle-t-il, regrettait d’avoir proposé l’image du chat, qu’il jugeait trompeuse pour un public non spécialiste.
Antoine revient aussi sur la vie agitée de Schrödinger : ses départs successifs d’Autriche, d’Allemagne puis d’Oxford — parfois pour des raisons politiques, parfois en raison d’une vie privée hors normes (il vivait ouvertement avec son épouse et sa compagne sous le même toit) qui heurtait les conventions de ses universités d’accueil. Ces circonstances ont infléchi ses choix scientifiques : c’est à Dublin, dans un institut créé spécialement pour lui, qu’il a pu travailler le plus librement. Antoine parvient à rendre accessibles la dualité onde-corpuscule, les sauts quantiques ou le principe d’incertitude sans recourir aux équations, même s’il concède que toute description par les mots introduit inévitablement des distorsions : la physique quantique est une physique fondée sur les mathématiques, et le langage courant n’a pas été conçu pour rendre compte de ce qui se passe à l’échelle subatomique. Le dernier chapitre ouvre sur les applications contemporaines — du laser au GPS, de l’imagerie médicale à l’ordinateur quantique — et rappelle à quel point cette physique, souvent perçue comme abstraite, sous-tend déjà nos technologies les plus courantes.
4. Le dé d’Einstein et le chat de Schrödinger : quand deux génies s’affrontent (Paul Halpern, 2015)
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Physicien à l’université de Philadelphie, Paul Halpern reconstitue les destins croisés d’Albert Einstein et d’Erwin Schrödinger — deux esprits que leur scepticisme commun face à la mécanique quantique aurait dû maintenir alliés, et que la recherche finira pourtant par opposer. Tous deux refusent l’idée que le hasard soit inscrit au cœur de la nature. Einstein le formule par un aphorisme devenu proverbial — « Dieu ne joue pas aux dés » —, Schrödinger par la fable de son chat. Leur ambition partagée est de dépasser la mécanique quantique pour l’intégrer dans une « théorie du tout » : un cadre théorique unique qui unifierait la gravitation (décrite par la relativité générale d’Einstein) et les forces à l’échelle subatomique (décrites par la mécanique quantique) — deux théories qui, à ce jour, restent mathématiquement incompatibles. Cette quête, qui s’étend sur des décennies, se soldera par un échec. Mais la question qu’ils ont posée — comment concilier la gravitation et le monde quantique ? — reste au centre de la physique théorique contemporaine.
Halpern inscrit cette rivalité intellectuelle dans le contexte tourmenté de l’Europe du XXe siècle. L’exil d’Einstein aux États-Unis dès 1933, celui de Schrödinger en Irlande à partir de 1939, la montée du nazisme qui disperse la communauté scientifique germanophone : ces événements pèsent sur la science. Halpern montre comment l’isolement géographique des deux physiciens a contribué à les enfermer dans des impasses : coupés de leurs interlocuteurs habituels (Bohr, Heisenberg, Pauli, Born), privés de la contradiction quotidienne qui stimule la recherche, Einstein à Princeton et Schrödinger à Dublin ont chacun poursuivi des pistes de plus en plus solitaires, sans le regard critique de leurs pairs pour les corriger à temps. La relation entre les deux hommes — faite d’admiration mutuelle, de collaboration épistolaire intense, puis de rivalité amère lorsque chacun tente de publier sa propre « théorie du tout » avant l’autre — est le nerf du récit. Schrödinger confiera un jour au physicien John Moffat : « Ma méthode est bien supérieure à celle d’Albert ! Laissez-moi vous expliquer, Moffat, qu’Albert est un vieil imbécile. »
5. Le chat de Schrödinger : physique quantique et réalité (John Gribbin, 1984)
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L’astrophysicien britannique John Gribbin, que le Spectator a qualifié de « plus grand vulgarisateur de notre époque », propose dans ce classique de la vulgarisation scientifique une histoire de la mécanique quantique qui couvre près de trois siècles : des premières interrogations de Newton sur la nature de la lumière (est-elle faite de particules ou d’ondes ?) jusqu’aux expériences d’Alain Aspect à Orsay en 1980-1982. Ces dernières ont constitué un tournant décisif. Aspect a mis en évidence expérimentalement le phénomène d’intrication — décrit plus haut — et a prouvé qu’il ne pouvait s’expliquer par aucun mécanisme classique : les corrélations entre particules intriquées sont bien instantanées, ce qu’Einstein qualifiait, avec un mélange de scepticisme et d’agacement, d’« action fantôme à distance ». Gribbin présente les protagonistes — Planck, Bohr, Heisenberg, Dirac, Born, de Broglie, Schrödinger — et les expériences clés qui ont, étape par étape, contraint les physiciens à renoncer à l’idée que la nature obéit à des lois strictement déterministes.
Le paradoxe du chat, qui donne son titre au bouquin, sert à Gribbin de fil rouge pour interroger la notion même de réalité physique. Si une particule peut se trouver dans plusieurs états à la fois — ce que les physiciens appellent la superposition : un électron peut « être » simultanément ici et là, un photon peut « passer » par deux fentes en même temps — tant qu’on ne l’a pas mesurée, qu’est-ce que cela signifie pour notre compréhension du monde ? Gribbin en tire toutes les conséquences. Dans les derniers chapitres, il aborde l’hypothèse des univers multiples, formulée par le physicien Hugh Everett en 1957 : à chaque mesure quantique, l’univers se « diviserait » en autant de branches qu’il y a de résultats possibles, de sorte que toutes les éventualités se réalisent, chacune dans son propre univers. Gribbin admet volontiers que cette interprétation relève presque de la science-fiction, mais il la juge au moins aussi cohérente que les alternatives. Publié en 1984, le texte n’a été invalidé par aucune découverte ultérieure — et la question qui le traverse, « qu’est-ce que la réalité ? », reste aussi ouverte aujourd’hui qu’elle l’était il y a quarante ans.
