Relativité, physique quantique et santé : distinguer la science des analogies
Dernière mise à jour : 31 août
Résumé
La relativité et la physique quantique constituent deux piliers de la physique moderne. La relativité décrit la structure de l’espace-temps et la gravitation. La théorie quantique décrit la matière et les interactions à l’échelle atomique et subatomique. Leur rapprochement a permis le développement de technologies comme les semi-conducteurs, les lasers, l’imagerie médicale et le GPS. En revanche, ces théories ne démontrent pas l’existence d’une énergie vitale ni le fonctionnement de pratiques dites « quantiques ».
Deux cadres majeurs de la physique
Au début du XXe siècle, la relativité et la théorie quantique ont profondément modifié notre compréhension de la matière, de l’énergie, de l’espace et du temps.
Ces théories ne décrivent pas simplement deux tailles différentes de l’Univers. Elles reposent sur des cadres mathématiques distincts et répondent à des questions différentes.
La relativité restreinte
En 1905, Albert Einstein formule la relativité restreinte à partir de deux principes :
les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels inertiels ;
la vitesse de la lumière dans le vide possède la même valeur pour tous ces observateurs.
Cette théorie conduit notamment à la dilatation des durées, à la contraction des longueurs et à la relativité de la simultanéité.
L’équation E = m x c² exprime l’équivalence entre la masse au repos et une quantité d’énergie. Elle ne signifie pas que toutes les formes d’« énergie » évoquées dans le langage courant correspondent à une énergie physique mesurable.
La relativité générale
En 1915, Einstein étend sa théorie à la gravitation. Dans ce cadre, la gravité n’est plus décrite comme une force agissant à distance, mais comme une manifestation de la géométrie de l’espace-temps.
La matière et l’énergie influencent cette géométrie. En retour, la géométrie détermine les trajectoires suivies par la matière et la lumière. Ce cadre permet d’expliquer la trajectoire des planètes, les lentilles gravitationnelles, les trous noirs et les ondes gravitationnelles. Einstein Online
La relativité intervient aussi dans notre vie quotidienne. Les horloges embarquées dans les satellites GPS subissent à la fois les effets de leur vitesse et ceux du champ gravitationnel terrestre. Sans correction relativiste, les erreurs de localisation atteindraient rapidement plusieurs kilomètres. NIST
La physique quantique
La théorie quantique décrit les propriétés de la matière et du rayonnement à l’échelle microscopique.
Dans certaines situations, l’énergie ne peut être échangée que par quantités discrètes. Pour un photon, elle est donnée par :
E=hf
où hh est la constante de Planck et ff la fréquence du rayonnement.
Le principe d’incertitude d’Heisenberg concerne notamment la position et la quantité de mouvement :
Il ne s’agit pas simplement d’un défaut des instruments. Cette relation appartient à la structure mathématique même de la théorie.
Les objets quantiques ne sont par ailleurs ni de petites billes classiques ni de simples ondes. Ils sont décrits par un état quantique permettant de calculer les probabilités des résultats expérimentaux.
Superposition et intrication
Une superposition correspond à une combinaison de plusieurs états quantiques possibles. Lors d’une mesure, un résultat déterminé est observé selon les probabilités prévues par la théorie.
L’intrication concerne plusieurs systèmes dont les résultats de mesure présentent des corrélations impossibles à expliquer par certaines théories classiques locales. Ces corrélations ont été confirmées par de nombreuses expériences.
Elles ne permettent cependant pas d’envoyer un message plus vite que la lumière. L’expression « connexion instantanée » est donc trompeuse. Prix Nobel de physique 2022
Les théories sont-elles incompatibles ?
La mécanique quantique et la relativité restreinte ont déjà été réunies dans la théorie quantique des champs. Celle-ci constitue le fondement du modèle standard de la physique des particules.
La difficulté concerne surtout la relativité générale. Aux échelles où les effets quantiques et gravitationnels deviendraient simultanément importants, les méthodes actuelles ne fournissent pas encore une théorie complète et vérifiée.
La théorie des cordes et la gravité quantique à boucles figurent parmi les pistes étudiées. Aucune n’est actuellement confirmée expérimentalement comme théorie définitive de la gravitation quantique.
Applications médicales et technologiques
La physique quantique intervient directement dans plusieurs technologies :
les semi-conducteurs et les composants électroniques ;
les lasers ;
la résonance magnétique nucléaire utilisée en IRM ;
les détecteurs employés en imagerie médicale ;
la physique nucléaire utilisée en médecine nucléaire et en radiothérapie.
L’IRM repose notamment sur les propriétés quantiques du spin nucléaire et sur l’interaction des noyaux d’hydrogène avec un champ magnétique et des impulsions radiofréquences. NIBIB
Physique quantique et « énergie vitale »
En physique, l’énergie est une grandeur définie, mesurable et exprimée en joules. Son emploi dans les expressions « énergie vitale », « énergie subtile » ou « énergie spirituelle » relève d’un autre registre.
Le fait d’utiliser le même mot ne démontre pas que le Qi, le prana ou l’énergie invoquée par le Reiki correspondent à une énergie physique connue. L’équation E = m x c², la superposition et l’intrication ne fournissent aucun mécanisme validé à ces pratiques.
Certaines approches complémentaires peuvent néanmoins être évaluées par des essais cliniques, sans recourir à une justification quantique. L’acupuncture semble apporter un bénéfice modeste pour certaines douleurs. Ses effets possibles sont étudiés au niveau du système nerveux, des tissus et des mécanismes contextuels. NCCIH
Pour le Reiki, aucune efficacité clinique spécifique ni aucun champ énergétique associé n’ont été clairement démontrés. NCCIH
Conclusion
La relativité et la physique quantique ont produit des prédictions précises, vérifiées expérimentalement et traduites en technologies concrètes.
Elles peuvent nourrir une réflexion sur notre représentation du réel. Elles ne doivent cependant pas être utilisées comme caution scientifique pour des concepts thérapeutiques qui n’ont pas été démontrés.
Une pratique de santé doit être évaluée selon ses résultats cliniques, sa sécurité et la qualité des études disponibles, indépendamment du vocabulaire employé pour la présenter.
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