Eugène Wigner, le physicien hongrois qui a donné à la mécanique quantique son langage mathématique

Jenő Pál Wigner naît à Budapest le 17 novembre 1902, dans une famille juive de la classe moyenne. Il fréquente le lycée luthérien classique de Budapest, le Fasori Evangélikus Gimnázium, aux côtés de John von Neumann, avec lequel il gardera des liens tout au long de sa carrière. Ce parcours scolaire hongrois le met tôt en contact avec une génération de scientifiques qui marqueront le siècle.

Une formation d'ingénieur qui débouche sur la physique

Wigner étudie d'abord le génie chimique à l'Université technique de Berlin, où il obtient son diplôme d'ingénieur en 1925 sous la direction de Michael Polanyi, avec un mémoire consacré à la formation et à la dissociation des molécules. C'est à Berlin qu'il côtoie Albert Einstein et Leó Szilárd, et qu'il assiste aux colloques de la Deutsche Physikalische Gesellschaft. Cette immersion nourrit une passion croissante pour les théories mathématiques, qui l'éloigne progressivement du génie chimique. En 1926, Richard Becker, professeur à l'Institut technique de Berlin, le prend comme assistant, avant qu'Arnold Sommerfeld ne lui propose, l'année suivante, de rejoindre Göttingen comme assistant de David Hilbert.

De Göttingen à Berlin : la théorie des groupes entre en physique quantique

À Göttingen, la collaboration avec Hilbert le déçoit, le mathématicien n'écrivant plus guère à cette époque. Wigner travaille alors essentiellement seul et applique la théorie des groupes de symétrie à la physique quantique, étudiant notamment la transformation par rotation des fonctions propres du moment angulaire, connue depuis sous le nom de matrice D de Wigner. Avec Hermann Weyl, il donne à la physique quantique un caractère algébrique nouveau, formalisé en 1928 dans l'ouvrage Gruppentheorie und Quantenmechanik. Jugé difficile d'accès par des étudiants davantage formés à l'analyse qu'à l'algèbre abstraite, ce texte pousse Wigner à en proposer une version plus pédagogique en 1931. De retour à Berlin en 1928, il soutient son habilitation et devient professeur surnuméraire de physique théorique en 1930.

L'exil aux États-Unis et la carrière à Princeton

En 1931, Wigner se rend aux États-Unis pour travailler à Princeton. L'arrivée au pouvoir des nazis lui fait perdre son poste à Berlin, et il s'installe alors définitivement outre-Atlantique. Il obtient la citoyenneté américaine en 1937. Hormis une année d'enseignement à l'Université du Wisconsin en 1936-1937, il poursuit toute sa carrière comme professeur de mathématiques à Princeton, où il devient professeur émérite en 1971. Parmi ses étudiants figurent Frederick Seitz, futur président de l'Académie nationale des sciences, et John Bardeen, deux fois lauréat du prix Nobel de physique.

Des apports scientifiques multiples, de la structure du noyau au chaos quantique

L'œuvre scientifique de Wigner couvre un vaste champ. Il contribue de façon marquante à l'algèbre par la représentation du groupe de Poincaré et, avec Leó Szilárd, explicite les mécanismes de la réaction nucléaire en chaîne. Il met également au point la théorie des matrices aléatoires, utilisée pour décrire les spectres de noyaux atomiques excités et classée selon des propriétés de symétrie, une théorie qui retrouvera un écho avec l'essor de la notion de chaos quantique. Sur le plan philosophique, sa réflexion sur « la déraisonnable efficacité des mathématiques dans les sciences naturelles » reste fréquemment citée. Il est également à l'origine d'une interprétation de la conscience dans le problème de la mesure en mécanique quantique, illustrée par l'expérience de pensée connue sous le nom de paradoxe de Wigner. En 1963, il partage le prix Nobel de physique avec Maria Goeppert-Mayer et Hans Daniel Jensen, pour ses travaux sur la structure du noyau atomique et des particules élémentaires, notamment grâce à la découverte et à l'application de principes fondamentaux de symétrie.