La vision classique de la physique

Jusqu’au début du 20^e siècle, la vision de la physique était dite classique. Celle-ci considérait que les particules élémentaires pouvaient être vues comme des billes qui pour les électrons par exemple orbitaient autour du noyau tels des planètes autour du soleil. Si nous collisionnons deux billes, il est facile mathématiquement de prédire comment les billes seront après la collision en utilisant la physique classique : dans quelle direction elles iront, à quelles vitesses, … En réalité, lorsque deux particules entrent en collision, les choses ne sont pas aussi simples.

De plus, les physiciens de l’époque pensaient également qu’il était possible de prédire de manière exacte l’évolution d’un système à partir de son état actuel. Cette voie de pensée est connue sous le nom de « déterminisme ». Ils affirmaient par exemple qu’en connaissant l’état précis du monde à l’heure actuelle, il est possible de prédire de manière exacte l’état du monde à n’importe quel moment du futur. Il s’est rapidement avéré que ceci n’était pas le cas et qu’un grand nombre d’éléments ne peuvent être prédits dans les processus physiques, laissant une large place à l’inconnu.

Il fallut donc utiliser une théorie plus complexe que celle proposée par la physique classique : la mécanique quantique.

Néanmoins, la vision classique de la physique est encore toujours utilisée pour de nombreux cas simples. Lorsque nous voulons par exemple calculer la vitesse de rotation de la Terre autour du Soleil, il n’est pas nécessaire de tenir compte des interactions entre atomes. La Terre et le Soleil peuvent être vus comme des objets ponctuels entre lesquels agit une certaine force. Le problème est alors largement simplifié et donne une solution très proche de la solution exacte. La physique classique est encore largement utilisée lorsque nous voulons décrire de très grands systèmes.

Nous sommes plus familiers avec la vision classique de la physique car celle-ci parle en termes d’objets que nous pouvons facilement imaginer. En anticipant un peu sur la suite de cet exposé, il est plus facile de s’imaginer les électrons autour du noyau comme des planètes autour du soleil que comme un nuage de gaz dans lequel l’électron peut apparaître à certains endroits plus ou moins fréquemment.

Toutefois, le passage à la mécanique quantique est obligatoire lorsque nous tentons de décrire les phénomènes se passant à des échelles microscopiques.