Pourquoi ne peut-on pas connaître exactement où se trouve une particule et à quelle vitesse elle va ?

On ne peut pas savoir exactement où est une particule et à quelle vitesse elle va, parce que la nature ne laisse pas les deux être nets en même temps. Ce n'est pas que nos règles et nos chronomètres soient trop grossiers. Plus on fixe précisément la position d'une particule, moins on peut connaître précisément sa quantité de mouvement (sa vitesse et sa direction), et inversement. C'est le principe d'incertitude, et aucun meilleur appareil ne le contourne.

Werner Heisenberg l'a trouvé à Copenhague en 1927. Il découle d'une percée faite deux ans plus tôt. Épuisé par des mois de recherches stériles et par un violent rhume des foins, il s'est réfugié sur l'île sans pollen d'Heligoland à l'été 1925. C'est là qu'il a posé les bases de la mécanique quantique. Il a reçu le prix Nobel de physique 1932 pour l'avoir créée.

La version la plus profonde du principe ne parle pas de perturber une particule. En mécanique quantique, une particule se comporte comme une onde, et les ondes ont un compromis intégré. Pense au son. Une note pure et longue a une hauteur précise mais aucun instant précis. Un clic bref a un instant précis mais aucune hauteur unique. Impossible d'avoir les deux, pour un son comme pour une particule.

L'argument original de Heisenberg, en 1927, était formulé autrement. Pour voir un électron, il faut faire rebondir dessus quelque chose comme un photon, ce qui déplace sa position ou change sa quantité de mouvement. Cette perturbation, l'effet de l'observateur, est réelle mais distincte. Elle nourrit aussi un mythe : il faudrait un esprit conscient pour changer la réalité. Aucune recherche ne le confirme. C'est un détecteur qui perturbe, que quelqu'un regarde ou non. Et l'effet ne compte que pour de tout petits objets.