Pourquoi la physique théorique?

La physique théorique est une pierre angulaire de la science quantitative moderne, sur laquelle beaucoup de choses reposent. C’est peut-être le domaine de la recherche fondamentale qui a le plus d’impact tout en étant le moins coûteux. Elle nous permet de mieux comprendre l’univers et est à l’origine des technologies de demain. Les piles solaires, les ordinateurs, les technologies sans fil et l’imagerie diagnostique, entre autres, résultent de percées réalisées en physique théorique.

Maintes et maintes fois, les percées réalisées dans notre compréhension fondamentale du fonctionnement de l’univers ont engendré des technologies ayant un pouvoir transformateur, pour le plus grand bénéfice de notre société. La raison en est simple : Comme toute technologie repose sur les lois de la nature, mieux nous comprenons ces lois, plus nous pouvons mettre au point des technologies puissantes. À titre d’exemple, on croyait autrefois qu’il n’y avait pas de lien entre les forces électrique et magnétique. S’appuyant en grande partie sur les expériences réalisées par Michael Faraday, le théoricien James Clerk Maxwell a découvert l’électromagnétisme – une théorie unique plus générale unifiant ces deux forces. Les travaux de Faraday et de Maxwell ont conduit à la mise au point des moteurs électriques, des génératrices et d’un système sûr (en « réseau ») de distribution du courant électrique, la forme d’énergie la plus propre et la plus souple que le monde ait jamais connue. Pour donner un autre exemple, lorsque Guglielmo Marconi a mis en application l’électromagnétisme de Maxwell pour envoyer le premier message sans fil entre deux continents, cela a donné naissance à l’ère des communications, où la radio, la télévision, les téléphones multifonctionnels et Internet sans fil ont transformé nos vies. En réfléchissant à la nature de l’espace et du temps, Albert Einstein a découvert de façon inattendue que la matière est une forme concentrée d’énergie, ce qui a bientôt permis de comprendre le processus de fusion nucléaire à la base du fonctionnement de notre Soleil et des autres étoiles. Ces idées sont actuellement approfondies ou appliquées dans certains des plus grands projets de science et de génie de l’humanité, dans le but d’exploiter la puissance de ce processus. Au cours du XXIe siècle, ces projets pourraient contribuer à résoudre nos problèmes énergétiques, tout en réduisant l’empreinte de l’humanité sur l’environnement et sa contribution au réchauffement climatique. Plus encore, la compréhension profonde que nous a donnée Einstein à propos de la nature de la gravité a permis de mettre au point le géopositionnement satellitaire (GPS), technologie extrêmement utile pour une grande variété d’activités humaines. Pour éclaircir les mystères de l’atome, les physiciens théoriciens ont élaboré la physique quantique, qui a donné naissance à d’innombrables outils technologiques allant du transistor (au cœur des ordinateurs et de presque tous les appareils électroniques de la planète) au laser (utilisé autant dans les lecteurs de DVD que dans les réseaux mondiaux de communication par fibre optique), en passant par l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et d’autres appareils médicaux qui permettent de sauver des vies. Voilà comment la physique fondamentale est le moteur de l’innovation. Celle-ci repose toujours sur la physique théorique. Il n’y a probablement aucun autre domaine de la science qui ait des répercussions aussi profondes et étendues sur la société et sur notre compréhension de l’univers. Au-delà des technologies issues de la physique, il y a l’aventure intellectuelle de la découverte. La recherche scientifique est une entreprise mondiale, et la recherche de nouvelles connaissances – de la théorie à l’expérimentation – fournit un cadre dans lequel les leçons du passé et de nouvelles idées sont transmises dans une grande chaîne humaine. Notre compréhension profonde de l’univers se transmet à de nouvelles générations de penseurs issus des universités, des entreprises et de toutes les composantes de la société. Ces jeunes esprits innovateurs mettront en œuvre leurs propres compétences analytiques et techniques – en physique ou dans d’autres domaines – et pousseront plus loin le savoir humain, pour le bénéfice de tous.    

La physique théorique d’aujourd’hui est la technologie de demain.