Introduction
Edward Witten est une figure centrale de la physique théorique contemporaine. Bien que formé initialement en histoire et en linguistique, puis en économie, il s'est redirigé vers la physique, où il a produit une œuvre d'une profondeur et d'une influence exceptionnelles. Il est largement reconnu comme le principal architecte de la seconde révolution des supercordes dans les années 1990 et a apporté des contributions fondamentales à la théorie quantique des champs, à la gravité quantique et aux mathématiques pures. Son approche, caractérisée par une intuition physique puissante couplée à une maîtrise technique rigoureuse, a redéfini les frontières entre la physique et les mathématiques.
Jeunesse
Edward Witten est né dans une famille juive, fils de Lorraine (Wolf) et de Louis Witten, lui-même physicien théoricien spécialisé en gravitation. Après des études secondaires à Baltimore, il s'inscrit à l'Université Brandeis où il obtient un BA en histoire avec une mineure en linguistique (1971). Il se tourne brièvement vers les sciences politiques, travaillant pour le magazine The New Republic et participant à la campagne présidentielle de George McGovern. Il entame des études d'économie à l'Université du Wisconsin avant de se réorienter radicalement vers la physique. Il intègre l'Université de Princeton, où il obtient un Master en physique (1976) et un doctorat (1976) sous la direction de David Gross, futur prix Nobel. Sa thèse porte sur la dynamique des théories de jauge.
Decouvertes
Les découvertes de Witten sont nombreuses et transversales. Dans les années 1980, il apporte des contributions majeures à la théorie des champs topologiques quantiques, notamment la théorie de Chern-Simons, qui a des implications profondes en topologie des variétés en 3 dimensions (invariants de Jones). Il démontre le théorème de positivité de l'énergie en relativité générale. Son rôle est décisif dans la révolution des supercordes de la première moitié des années 1990. Il propose la notion de dualités (notamment la dualité S), révélant que les cinq théories des cordes et la supergravité à 11 dimensions sont des limites différentes d'une théorie unique et plus fondamentale : la théorie M. Il formule également la conjecture de correspondance AdS/CFT avec Juan Maldacena, un résultat pierre angulaire de la gravité holographique reliant une théorie de la gravité dans un espace anti-de Sitter à une théorie quantique des champs conforme sur son bord. Il a également introduit des concepts clés comme la topologie symplectique et la théorie des champs topologiques twistés (théorie de Yang-Mills topologique).
Methode
La méthode de Witten est caractérisée par sa capacité à identifier les structures mathématiques profondes sous-jacentes aux problèmes physiques. Il possède une intuition géométrique et topologique remarquable, lui permettant de voir des connexions entre des domaines a priori disjoints. Il ne résout pas toujours les équations dans le détail, mais conçoit des cadres conceptuels nouveaux et puissants qui redéfinissent entièrement un champ d'étude. Son travail est souvent le point de départ de décennies de recherches pour la communauté. Il combine une vision physique large à une rigueur mathématique exceptionnelle, faisant de lui un pont unique entre ces deux disciplines.
Reconnaissance
Witten est l'un des scientifiques les plus décorés au monde. Il a reçu la médaille Fields (1990), la plus haute distinction en mathématiques, étant le premier et seul physicien à l'obtenir. Il a également reçu le prix Dirac (1985), le prix Dannie Heineman de physique mathématique (1998), le prix Nemmers en mathématiques (2000), la médaille nationale de la science (2002), le prix Henri Poincaré (2006), le prix Isaac Newton (2010) et le prestigieux prix Breakthrough in Fundamental Physics (2012). Il est membre de la National Academy of Sciences, de l'American Academy of Arts and Sciences, et de la Royal Society. Beaucoup considèrent que l'absence de prix Nobel est due au fait que ses théories les plus profondes (comme la théorie M) n'ont pas encore reçu de vérification expérimentale directe, bien qu'elles soient extrêmement influentes théoriquement.
Heritage
L'héritage de Witten est immense. Il a presque à lui seul élevé la théorie des cordes au statut de cadre le plus prometteur pour une théorie unifiée de toutes les forces fondamentales, attirant une génération entière de brillants esprits vers ce domaine. Ses idées ont fertilisé les mathématiques, conduisant à des avancées majeures en topologie, géométrie algébrique et analyse. La correspondance AdS/CFT est devenue un outil central non seulement en gravité quantique, mais aussi pour étudier les systèmes de matière condensée (comme les superfluides) via le principe holographique. Son œuvre continue d'inspirer et de guider la recherche en physique fondamentale, posant des questions dont la résolution définira le paysage scientifique du XXIe siècle. Il incarne l'idéal d'un penseur unificateur, capable de synthétiser la physique des particules, la gravité et les mathématiques les plus abstraites.
