L’atome : de l’idée à la découverte

La Conversation scientifique par Etienne Klein
L’atome : de l’idée à la découverte 09.01.2016
Avec Bernard Bonin, directeur scientifique au CEA

Les physiciens d’aujourd’hui se présentent volontiers comme les vaillants héritiers de Démocrite et de Leucippe, c'est-à-dire comme des atomistes au sens propre du mot, comme des individus qui cherchent l'indivisible, l’insécable. Bref, des particules élémentaires. Prenons n'importe quelle brochure d’un grand laboratoire : on y voit un buste de Démocrite en première page, aussitôt célébré pour avoir jeté les fondements à tout jamais solides de la physique moderne.
Or en la matière, la tradition n’est jamais invoquée que pour légitimer une pratique qui s’en détourne de façon plutôt radicale. Car les atomes, les vrais, ceux qui existent, n'ont rien à voir avec les atomes qu’avaient envisagé les grecs, ou bien encore les latins.
Dit autrement, nos atomes sont des objets ayant une structure et des propriétés qui n’avaient été préalablement imaginées par personne.
Dit encore plus autrement, l’atome tel que les Grecs l’avaient pensé n’existe pas.
Mais attention, dire cela, ce n’est pas dire que les Atomistes Grecs, qui étaient des génies, ont eu tort de penser leur atome. Car même les choses qui n’existent pas n’existent pas pour rien. Leur idée de l’atome a provoqué des discussions et des débats qui ont abouti, 2500 ans plus tard, à la découverte expérimentale, en 1906, de ce qu’on appelle l’atome, atome qui s’est vite révélé n’avoir aucune des propriétés que les Anciens lui avaient attribuées : ils ne sont pas insécables, en violation de leur étymologie, ils n’ont pas toujours été là, ils ne sont pas tous immortels….
Bien sûr, on pourrait penser qu’on s’est simplement trompé d’échelle, que finalement, les vrais atomes d’aujourd’hui, les vrais objets insécables, ce sont les particules élémentaires. D’ailleurs, très souvent, pour faire vite et ne pas faire d’histoires, nous continuons de présenter la physique des particules élémentaires comme s'inscrivant dans la longue tradition commencée par Démocrite, Leucippe, Epicure, Lucrèce et les autres.
Ce sont précisément les limites de ce type de discours que nous allons aujourd'hui repérer et commenter.
Mais d’abord, qu’est-ce qu’un atome ? Et comment a-t-on su que les atomes existent tout en étant différents de l’idée qu’on s’en faisait avant de les découvrir ?
Source : FC