Avec l’électromagnétisme et la gravité, les interactions forte et faible constituent les quatre interactions fondamentales connues à ce jour. Les deux dernières pos-sèdent d’emblée des formulations qui respectent à la fois les exigences de l’in-variance relativiste einsteinienne et de la théorie quantique, ce qui en fait des théories quantiques relativistes. L’électromagnétisme de Maxwell, aussi connu sous le nom d’électrodynamique, respecte, comme nous l’avons mentionné, l’invariance relativiste, mais n’est pas formulé dans un cadre quantique. Ce n’est qu’entre 1920 et 1950, avec les travaux de Dirac, puis, plus tard, ceux de Feynman, Schwinger et Tomonaga, que l’électrodynamique quantique voit le jour. Un intense travail est alors entrepris pour établir un cadre unifié des interactions faible, électromagnétique et forte. Ce travail aboutit, dans les années 70, notamment grâce aux contributions de Glashow, Salam et Weinberg, à l’élaboration du modèle dit « standard », qui unifie les deux premières interactions. Les théories, dites de « grande unifica-tion », développées également dans les années 70, ont cherché et continuent de chercher à unifier les trois interactions dans un ensemble cohérent. Cela reste, en partie, encore prospectif, car des modèles concurrents n’ont pas été départa-gés, principalement en raison des très hautes énergies nécessaires pour les tester expérimentalement.

Quant à la gravité, bien qu’Einstein lui ait donné une formulation relativiste, il reste encore à la concilier avec les principes de la théorie quantique. Cette gravité quantique représente le Graal pour de nombreux théoriciens de la physique des hautes énergies. On peut parier que cette théorie, si elle se concrétise un jour10, conduira également à une révolution conceptuelle dans notre compréhension du monde. En effet, étant donné qu’Einstein a établi une correspondance profonde entre gravitation et espace-temps, la quantification de l’une devrait entraîner, ipso facto, celle de l’autre, à l’échelle caractéristique de la gravité quantique, la longueur de Planck, LP = 10−34 cm. Cela impliquerait un bouleversement radical de notre conception de l’espace-temps qui, perçu comme continu à notre échelle, se révèlerait discret à l’échelle LP. Des approches telles que la théorie des cordes, la gravité quantique à boucles, ou encore la gravité émergente11 ont été proposées, mais aucune n’a encore reçu de confirmation expérimentale, les échelles de lon-gueur ou d’énergie pertinentes étant totalement inaccessibles avec les moyens techniques actuels.

La mécanique quantique : quelle révolution ?

Après avoir esquissé une vue d’ensemble des grandes révolutions de la physique, il est temps de se concentrer sur la situation particulièrement singulière de la méca-nique quantique. Singulière, d’abord, car, comme nous l’avons déjà mentionné, elle est la théorie qui permet de réaliser des prédictions d’une précision inégalée dans toutes les sciences. Singulière, ensuite, parce qu’elle bouleverse en profon-deur les fondements de la physique classique et, par conséquent, nos conceptions du monde qui en découlaient. Singulière, enfin, en raison des ambiguïtés qu’elle laisse planer sur la nature de la relation qui opère entre les éléments du forma-lisme mathématique et la réalité physique qu’ils sont censés décrire, ce qui rend très difficile de répondre clairement à la question de la nature de la révolution qui a suivi l’avènement de la théorie.

En effet, bien que la théorie de la relativité ait transformé de manière radicale nos conceptions de l’espace et du temps, qui, auparavant absolus, deviennent relatifs, elle conserve néanmoins une caractéristique fondamentale : l’objectivité. Dans le cadre de la relativité, les éléments de réalité physique, tels que les intervalles d’es-pace, de temps et les vitesses, dépendent certes du mouvement relatif de l’obser-vateur par rapport aux événements considérés. Cependant, ils n’en demeurent pas moins des grandeurs objectives, ne serait-ce que parce que leurs variations d’un observateur à l’autre, suivent des lois universelles (les fameuses transformations