La mécanique quantique soulève des questions fascinantes quant au statut de l’explication et m’a toujours intéressé à ce titre. Certains d’entre vous souhaitent – ils le disent depuis quelques temps ici – engager un débat sur la mécanique quantique, alors pour leur offrir un lieu, je vous propose un bref extrait de Comment la vérité et la réalité furent inventées, mon livre à paraître chez Gallimard en septembre dans la Bibliothèque des Sciences Humaines.
En mécanique classique, on modélise la vitesse et la position d’un corps en déplacement à l’aide d’un « hamiltonien », un modèle algébrique où ces deux attributs sont représentés sous forme de vecteurs. En fait, on n’appréhende pas à proprement parler la vitesse, mais le « moment », c’est-à-dire la résultante de la vitesse et de la masse. Penrose souligne l’une des faiblesses de cette approche : « Avec la formulation hamiltonienne, il faut sélectionner les moments des particules plutôt que les vitesses […] la position et le moment de chaque particule doivent être traités comme s’ils étaient des quantités indépendantes […] On prétend donc, d’abord, que les moments des diverses particules n’ont rien à voir avec le taux de changement des variables de leur position respective mais ne sont qu’un ensemble séparé de variables, de sorte que l’on pourrait imaginer qu’ils « auraient pu » être relativement indépendants du mouvement de leur position » (Penrose 1990 [1989] : 226-227). Penrose attire l’attention sur le fait que le modèle de l’hamiltonien suppose que le « moment » et la position de la particule sont des variables indépendantes, ce qui n’est pas le cas. En effet, le moment est une vitesse instantanée multipliée par une masse, la vitesse est bien entendu une distance parcourue en un certain temps, cette distance est mesurée sur un espace, or la position de la particule fait partie de cet espace, c’est son « bord » le plus récent dans la durée.
À l’échelle macroscopique ce modèle produit des résultats non-problématiques, il permet d’assigner à un corps en mouvement, pour toute position, sa vitesse à cet endroit de sa trajectoire. La description fournie par l’hamiltonien est complète : on ne peut rien souhaiter de plus que l’information qu’il procure. À l’échelle microscopique des phénomènes quantiques, la modélisation par l’hamiltonien se révèle cependant problématique du fait qu’on ne peut plus considérer le mouvement comme véritablement continu : il existe en effet à cette échelle une unité minimale de déplacement, la constante de Planck ħ. Il n’y a pas de mouvement de plus faible amplitude que ħ, tout déplacement s’opère nécessairement par « sauts » dont la constante de Planck ħ fournit l’unité minimale (1).
Dans l’hamiltonien, la nécessité d’envisager des « moments » plutôt que des vitesses met en évidence une particularité du calcul matriciel liée à la représentation des variables comme des vecteurs (une matrice est constituée d’un ensemble de vecteurs) : la non-commutabilité de l’opération de multiplication pour les matrices. Contrairement à ce qui se passe par exemple pour les nombres réels sous la loi de la multiplication, à savoir a*b = b*a, pour les matrices, on a A*B différent de B*A. Il existe ici une différence entre le produit des deux matrices selon l’ordre de leur multiplication et en mécanique quantique, la différence entre le résultat des deux opérations est une fonction de ħ, la constante de Planck : on a en effet A*B – B*A = ħ/2Ï€.
Du coup, l’hamiltonien d’une particule au niveau quantique ne permet plus d’assigner une valeur précise à la fois à sa position et à sa vitesse (ici son « moment »), il faut choisir : soit l’on détermine avec précision sa position et l’on ne dispose pour le moment que d’une connaissance « affaiblie » : une distribution dans un espace de probabilité, soit à l’inverse, on détermine avec exactitude le moment et la position n’est plus connue que comme une distribution au sein d’un espace de probabilité. C’est ce choix qu’Heisenberg caractérisa de « relation d’incertitude » ou « d’indétermination ».
Quelques remarques à ce sujet, toutes attestées d’ailleurs comme des objections qui firent l’objet de débats historiques en mécanique quantique. On peut, et les profanes seront très tentés de le faire, avancer la chose suivante : « Cette prétendue “relation d’incertitude” n’a manifestement rien à voir avec le comportement objectif des particules au niveau quantique : il s’agit là clairement d’une conséquence du fait que l’on modélise position et vitesse – au niveau macroscopique – à l’aide d’un modèle spécifique, l’hamiltonien, qui fait intervenir des objets mathématiques particuliers – les matrices – qui présentent une bizarrerie comportementale si l’on s’avise de les multiplier entre elles. Une faiblesse intrinsèque du modèle (le fait qu’il suppose à tort que position et moment sont indépendants) qui n’introduit pas de distorsion notable au niveau macroscopique, se révèle au contraire rédhibitoire au niveau microscopique. Qu’on représente donc la position et la vitesse à l’aide d’un modèle mathématique plus performant que l’hamiltonien, et la prétendue « relation d’incertitude » disparaîtra d’elle-même ! ».
« Non », répondent les mécaniciens quantiques, « l’hamiltonien est parfaitement adapté à sa tâche : il fournit une information complète sur la position et la vitesse ; le fait qu’au niveau quantique la connaissance de l’une des deux doive nécessairement se contenter du flou d’une distribution dans un espace de probabilités, reflète ce qui doit être une propriété objective des entités existant à cette échelle ».
Le profane sera rassuré d’apprendre qu’il n’est pas seul à exprimer ici un certain scepticisme, un physicien – et non des moindres – a défendu une position similaire. Interpellant Niels Bohr qui assurait au contraire qu’en dépit de la relation d’incertitude, l’explication fournie en mécanique quantique était complète (2), Einstein affirma en effet, que la description du comportement d’une particule élémentaire qui n’attribue pas une valeur précise à sa position et à son moment est tout simplement incomplète. Selon lui, la distribution au sein d’un espace de probabilité qui s’offre à la place d’une valeur précise signale simplement la présence d’une « variable cachée » qu’il s’agit de faire apparaître en surface pour déterminer ensuite les valeurs précises qu’elle prend dans chaque cas particulier. (3) En 1935, Einstein défendit cette thèse dans un article célèbre écrit en collaboration avec Podolski et Rosen, où il présente un paradoxe, le plus souvent mentionné sous l’acronyme de leurs trois initiales : « le paradoxe EPR ». Dans ce texte, les auteurs introduisent un « critère de Réalité » qui, selon eux, ne peut être enfreint par aucune théorie physique : « Si, sans perturber en aucune manière un système, nous pouvons prédire avec certitude (c’est-à-dire avec une probabilité égale à un) la valeur d’une quantité physique, alors il existe un élément de la réalité physique correspondant à cette quantité physique » (MacKinnon 1982 : 341).
MacKinnon résume les positions des deux parties en présence dans la confrontation :
“(1) la description de la réalité offerte par la fonction d’onde en mécanique quantique n’est pas complète ; ou (2) quand les opérateurs correspondant à deux quantités physiques ne commutent pas, les deux quantités ne peuvent disposer d’une réalité simultanée.” La position (2), la version orthodoxe en mécanique quantique est généralement justifiée par l’argument que l’information que l’on peut obtenir de la fonction d’onde constitue une description complète de l’état d’un système parce qu’elle contient toute l’information que l’on peut obtenir sans altérer cet état. L’article EPR défend la position (1). Ce qu’il propose c’est une preuve par l’absurde dirigée contre la position (2). Dans un cas au moins, la position (2), associée au “Critère de Réalité”, conduit à une contradiction. Si le “Critère de Réalité” est accepté comme valide, alors la position (2) doit être jugée incorrecte. Si les positions (1) et (2) représentent les seules alternatives, alors la réfutation de la position (2) sert à confirmer la position (1) » (ibid. : 342).
Faute pour Einstein et ses associés d’avoir pu mettre en évidence la variable cachée dont il supposaient l’existence, c’est la position (2), dite « de Copenhague » qui l’emporta historiquement dans le débat en mécanique quantique. Dans les biographies consacrées au savant, sa conviction que la mécanique quantique offre une explication incomplète, trahissant la présence de « variables cachées », est généralement présentée comme la seule erreur majeure d’une carrière intellectuelle sinon irréprochable.
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(1) Lochak dit à propos de Louis de Broglie qu’il « comprit que, lorsque Einstein imposait à l’action, le long d’une trajectoire fermée, d’être égale à un multiple de la constante de Planck, il ne faisait rien d’autre que d’imposer à l’onde associée à la particule d’être en résonance sur la trajectoire » (Lochak 1994 : 124).
(2) McKinnon écrit : « L’idée de [Bohr] est… qu’une explication scientifique est complète s’il s’agit d’une utilisation rationnelle et non-contradictoire de toutes les sources d’information disponibles. C’est ce que fait la mécanique quantique. Donc elle est complète » (MacKinnon 1982 : 345).
(3) René Thom explique cela dans un remarque déjà citée : un phénomène aléatoire, se déroulant apparemment au hasard, apparaît tel uniquement parce qu’il est envisagé au sein d’un espace d’une dimensionnalité insuffisante : «… quand un phénomène est apparemment indéterminé, on peut s’efforcer de réinstaurer le déterminisme en multipliant l’espace donné U par un espace (interne) S de variables cachées ; on considérera le phénomène initial dans U comme projection d’un système déterministe dans le produit U x S. La statistique, de ce point de vue, n’est pas autre chose qu’une herméneutique déterministe, visant à réinstaurer le déterminisme là où il tombe apparemment en défaut » (Thom 1990 : 76).
Références bibliographiques
Lochak, Georges 1994 La géométrisation de la physique, Nouvelle Bibliothèque Scientifique, Paris : Flammarion
MacKinnon, Edward M., 1982 Scientific Explanation and Atomic Physics, Chicago : Chicago University Press
Penrose, Roger, 1990 [1989] The Emperor’s New Mind. Concerning Computers, Minds and the Laws of Physics, London : Vintage
Thom, René, 1990 « Halte au hasard, silence au bruit », in La querelle du déterminisme, Paris : Gallimard, 61-78
67 réponses à “La « relation d’incertitude » et son modèle”
Bah, v’ là t y pas un gros coup de tatanne dans les glands de la doguesse fantôme !
Alors, elle est de droite ou de gauche la mécanique quantique ?
Elle est statistique…
La mécanique quantique modélise les particules comme des ondes de probabilités. Si on admet la réalité de ces ondes (après tout elles peuvent même produire des interférences), on peut comprendre intuitivement qu’une particule n’ait ni position précise, ni vitesse précise, puisqu’une onde est par définition étendue dans l’espace.
Pour ceux qui la connaissent, la transformé de Fourier permet alors de comprendre intuitivement l’incertitude : une onde très localisée dans l’espace aura une fréquence spatiale imprécise (étendue dans le spectre), tandis qu’une onde ayant une fréquence spatiale précise sera étendue dans l’espace… Si on mesure sa fréquence de manière extrêmement précise, on force l’onde a adopter une fréquence précise et du coup elle n’aura plus de position précise. Si on mesure sa position, elle n’aura plus de fréquence précise.
Je trouve à titre personnel que si on considère les particules comme étant réellement des ondes, non pas des particules ponctuelles, tout ça choque beaucoup moins l’intuition. L’incertitude est reléguée au phénomène de la mesure, quand le fait d’observer « l’onde » modifie cette onde de manière imprévisible.
Bonsoir, bonjour M. Jorion,
Je ne connais rien à la mécanique quantique, mais ce domaine m’intéresse, disons, d’un point de vue simplement poétique : au même titre que toute autre discipline scientifique. De même, aussi peut-être concernant la finance, l’économie, la politique, où à mon avis, irrationnel, passions obsédantes, automatismes doctrinaires et ivresses diverses, pour l’instant règnent.
Mais pas partout et tout le temps, comme en témoignent la qualité des propos, la cohérence et aussi l’opiniâtreté à y voir clair de nombre de commentateurs(trices) intervenant sur votre blog.
Pour revenir au sujet : la « relation d’incertitude » ou « d’indétermination », cela a-t-il quelque chose à voir avec la notion « d’indécidable » ou « d’indécidabilité » dont parle quelquefois M. Albert Jacquard ; mais pas seulement lui, peut-être ?
Merci à vous et aux intervenants qui nous donnent à penser libre.
Le dernier numéro de Science et Vie aborde ces questions de la physique quantique qui heurtent le sens commun, et en effet, c’est assez dificille à avaler : dans certains cas, 2 particules, séparées d’une grande distance, auront un comportement identique, comme si elles se transmettait de l’information, immédiatement, donc plus vite que la lumière…
C’est passionnant et stimulant pour l’imagination. Mais pas plus, à mon avis, que les contemporains de la relativité générale, qui déclare que la vitesse de la lumière est constante, quel que soit le point d’observation…
@Tique,
me chaufffe pas trop les particules où je risque de me retrouver en même temps à deux endroits différents pour te foutre un coup de pied au c… et une quecla dans la g….
la magie de la mécanique quan-tique ?
ouarf,ouarf,ouarf !
Merci Paul d’ouvrir cette discussion sur la physique quantique autrement plus difficile que la monnaie , j’espère qu’il y aura des commentateurs pour cette matière passionnante.
Ce qui m’a toujours posé problème en mécanique quantique, c’est cette tentation au solipsisme liée au problème de la mesure. Il m’a toujours paru aberrant qu’au final cela soit la conscience humaine qui fasse émerger le monde physique. C’est la raison essentielle pour laquelle je n’ai jamais vraiment adhéré à l’interprétation de Copenhague.
D’ailleurs si on réfléchit à la stabilité de l’atome on voit bien que ce qui est en œuvre c’est le principe d’indiscernabilité c’est à dire le fait que l’on ait aucun moyen de connaître la trajectoire de l’électron autour du noyau, aucun moyen signifie que même la nature ne connaît pas la trajectoire et cette propriété étrange entraîne une superposition de toutes les trajectoires possibles qui interfèrent entre elles, certaines s’annulant ensemble alors que d’autres se renforçant entre elles et sous l‘influence des forces électrostatiques, ces trajectoires prennent une certaine forme, ce sont les fameuses orbitales atomiques.
Ce qui est étonnant c’est que dés que l’on a un moyen de connaître la trajectoire précise comme dans l’expérience des fentes de Young, l’effet quantique disparaît ce qui signifie que l’on a pas besoin de faire une mesure pour détruire la superposition, il suffit de savoir à l’avance qu’on a la possibilité si on le désire de déterminer la trajectoire de façon précise et la superposition n’aura pas lieu !
Certains disent que le système a laissé s’échapper une information dans l’environnement extérieur précisant sa position (ou un autre paramètre) qui détruit instantanément les propriétés quantiques.
Donc un système qui ne laisse s’échapper aucune information sur son état physique dans l’environnement extérieur se trouve dans un état de superposition quantique. Que l’objet soit microscopique ou macroscopique ne change rien à l’affaire. Ce qui change ce sont les modalités de manifestation du phénomène qui sont directement lié à la constante de planck
Il me semble que l’erreur serait de croire que la mécanique quantique ne serait que la description des objets microscopiques qui finalement seraient des ondes même vide qui accompagneraient les particules. Même les protéines qui sont pourtant des objets entre le microscopique et le macroscopique sont capable de superpositions quantiques.
Un objet macroscopique sous certaines conditions d’indiscernabilité impossible aujourd’hui à réaliser pourrait rentrer dans un état de superposition quantique. Compte tenu de la valeur numérique très faible de la constante de planck la fréquence associée à l’onde de probabilité serait énorme.
Le comportement quantique d’un objet n’est pas une propriété intrinsèque de l’objet, mais une relation entre lui et son environnement, c’est ce que je pense.
Mais pourquoi un tel comportement ? Mystère.
Si cette approche de type « paquet d’onde » semblait réservée au monde microscopique (avec pour implication directe l’inégalité d’Heisenberg), cette même approche a récemment élucidé, à l’échelle macroscopique, le « mystère » océanographique des vagues géantes (dites vagues scélérates), issues des aléas d’une fonction d’onde a la surface de l’eau.
http://www.ifremer.fr/metocean/vagues_scelerates.htm
Yves dit :
15 février 2009 à 23:47
Autre chose au sujet des ondes.
Ce n’est pas parce que je transmets ce site que « j’y crois » forcément.
Mais il « traite »(?) le versant ondulatoire. Cependant, je me méfie de ceux qui, comme ici Gabriel Lafrenière, paraissent avoir acquis « toute la certitude » sur une question décive, les corpuscules seraient finalement un concentré (qu’il explique) d’onde. Si cela permet d’autres développement théoriques non démentis par la suite, peut-être, mais il faudrait des vérifications et des confirmations. Enfin le site est bien fait, je n’y était pas retourné depuis 4 ou 5 ans.
http://www.glafreniere.com/matiere.htm
@ Ghostdog
Faut pas vous fâcher, je trouve profondement injustes les accusations de complaisance adressées à Paul, mais celles doivent bien entendu pouvoir s’ exprimer. Pierre Yves a exprimé dans cet autre billet, ce sentiment envers Paul, et vous y avez répondu très clairement, bien mieux qu’ en parlant de » mocassins a glands » comme vous l’ aviez fait.
Je pense aujourd’ hui a nos compatriotes des DOM, et j imagine les dégats que peuvent faire les propos moqueurs, dans les deux sens. « Un pas en arrière, Respect, et explications » devrait être une proposition acceptable pour tout le monde.
Pour ce qui est de la relation entre la conscience et l’ univers physique, il a été montré avec l imagerie IRM, qu’ une zone donnée du cerveau s’ active lors d’ un mouvement volontaire (ceci semble évident puisqu il faut commander les neurones moteurs puis les muscles). Ce qui est moins évident, est qu’ une telle zone s’ active, rien qu’ a l’ idée du mouvement, sans aucune influence physique. Il y a là, a mon sens, le même mystère, que celui decrit par l experience des fentes de Young.
Amicalement
Bravo et merci Paul, pour cette magnifique démonstration de l’utilité de la vulgarisation scientifique. Ramassant votre post en rentrant du restaurant où deux bouteilles de vin italien ont fini roulant sous la table, je n’ai aucun doute quant à la conversion irrépressible de tout économiste vers des sciences très très dures, expliquant enfin le « comment », après décryptage passionné du message.
Il me semblait avoir aperçu d’autres posts passant par là, évoquant les sciences cognitives.
Lorsqu’il s’agit de prouver une théorie, la physique, et encore plus fort, la physique quantique, n’est qu’une succession d’équation. Les mathématiques sont pour les profanes, l’équivalent d’une langue étrangère, dont il faut pouvoir dominer le vocabulaire avant de jouer avec les phrases. Comprendre la profondeur de la phrase plutôt que de se contenter de la répéter, est encore une étape supplémentaire accessible à un nombre plus restreint encore.
Puis, la théorie prouvée, vous pouvez utiliser d’autres images pour tenter de faire saisir, de représenter, ce qui doit bien s’être passé et traduit en équation. Celle du petit futé, fulgurante, et qui doit bien avoir une raison imperceptible de pas être passer à la gomme à décaper l’ardoise à matérialiser les tableaux des maitres.
Si on voulait amener plus de gens vers la physique quantique, elle devient plus abordable, en la présentant sous l’angle du principe de superposition, plutôt que de leur sortir du chapeau le « bidule Amiltonien » en espérant qu’il pourra être apprécié.
Le « principe de superposition » ramène aux ondes, et parce qu’on les a déjà observées à la surface d’un liquide, leur matérialisation par la pensée est plus facile. Paul voulait peut-être mettre le principe d’incertitude en avant, et il se trouve tout de suite plusieurs intervenants pour ramener vers l’illustration des vagues.
Je soupçonne d’ailleurs Shrödinger d’être passé par là pour attraper la « révélation » sur son équation, et ce qui n’est donc pas étonnant de la voir ressortir dans les calculs de probabilité d’apparition des vagues scélérates évoqués par Yves.
L’idée des vagues permet de facilité l’approche, pas de se persuader qu’on va tout subitement comprendre. L’intuition si elle reste collée à l’idée de la vague va vous jouer de mauvais tours.
Si on devait observer l’économie dans l’ensemble, c’est la logique identique à celle de la relativité générale qui va éclairée le terrain : l’espace temps est déjà déroulé, il n’y a pas de hasard car tous les événements découlent les uns des autres, et on les constate à l’évidence, au fur et à mesure que nous parcourons notre ligne de temps.
La quantique décrit le même monde, mais ses explications ne ressemblent pas aux expériences de notre vécu, entre cuisine et TV. Et donc, si vous éprouvez l’envie de vous y frotter, vous devez être vicieux quelque part.
L’approfondissement de la théorie est toujours en plein chantier, et l’outil mathématique permet d’éviter les approximations du langage descriptif, exprimant des réalités concrètes bien qu’à l’échelle microscopique, en sacrifiant de la précision par sa transformation en vocabulaire plus accessible.
J’ai d’ailleurs une question que je cherche à poser depuis longtemps à quelqu’un de compétent, celle-ci m’étant arrivée par une image certainement fausse, par laquelle je me représente les ondes.
Ma question : lorsque 2 particules quantiques se croisent, il y a intrication.
Il me semblait que l’équation d’onde de chaque particule avant leur rencontre pouvait s’écrire séparément. Après la rencontre, on ne doit considérer que l’équation d’onde de l’ensemble, d’où intrication. N’ayant rien inventé moi-même, je crois bien avoir assimilé cette idée d’équation d’onde avant et après, en la lisant quelque part, et impossible de me souvenir où ?? Peut-être un cours d’il y a une vingtaine d’années ??
Ma spéculation commence ici, et ma question s’adresse à quelqu’un qui aurait la gentillesse de me remettre à ma place car il a l’habitude de manipuler ces concepts sans se dire sans arrêt « mais dans quel bouquin avais-je vu ça ? »
Ma question est, si mon idée d’équation globale du système n’est pas erronée, lorsqu’une des 2 particules déjà intriquées rencontre une troisième particule, l’équation d’onde va s’écrire pour les 3 particules après la deuxième rencontre. La rencontre avec la troisième particule ne va pas défaire l’intrication avec la première particule ? ( Alain Aspect avançait le contraire dans une réponse fin de conférence )
Et donc, dans quelle mesure ne vivrions nous pas dans un monde partiellement intriqué ? Si j’ai mal compris l’équation en Psy avant et après, autant pour moi, mais sinon, pourquoi les intrications suivantes annihileraient les premières ?
C’était ma question. Je ne suis pas sûr d’être pardonnable si ma faute de raisonnement se situe dès le départ.
Pour les questions des autres commentateurs, je peux juste faire une remarque à Nadine :
Quand vous dites « … aucun moyen signifie que même la nature ne connaît pas la trajectoire… », la nature connait peut-être, vous donnez l’idée que vous vous placer d’un point de vue cartésien très arrêté, en parlant de la « nature ».
Justement, il est des projets de vouloir photographier l’électron autour de l’atome d’hydrogène. Ce ne sera pas de la photographie conventionnelle bien sûr. Méthode indirecte avec laser entre femto et atto seconde
Par exemple …
souriez, vous êtes filmé
Suite du Post :
une référence intéressante
http://editions.flammarion.com/Albums_Detail.cfm?ID=20204&levelCode=sciences
Le passage constituant le billet apparaît dans mon livre comme une illustration du danger qui existe de confondre les artefacts d’une modélisation mathématique avec la révélation d’objets existant dans le réel. Ce danger est apparu avec la conception « mystique » pythagoricienne qui s’imposa à la Renaissance, selon laquelle la réalité ultime est constituée non d’objets physiques mais de nombres. Il en résulta un auto-engendrement des modèles : les artefacts d’un modèle étant pris pour du réel et modélisés mathématiquement, engendrant à leur tour de nouveaux artefacts, dans un mouvement infini.
Pouvez-vous en dire plus sur cet ouvrage ?
@barbe-toute-bleue
« aucun moyen signifie que même la nature ne connaît pas la trajectoire… »,
Vous dites:« la nature connaît peut-être, vous donnez l’idée que vous vous placer d’un point de vue cartésien très arrêté, en parlant de la « nature ». »
Ce n’est pas moi qui le dit c’est Richard Feynman prix Nobel de physique véritable génie du 20 siècle du même niveau qu’Albert Eintein. Pour ceux qui ne le savent pas c’est l’inventeur de l’électrodynamique quantique théorie la mieux vérifiée aujourd’hui !
Pour répondre à votre question nous vivons peut être dans un monde intriqué mais nous avons aucune possibilité de le remarquer à cause de la constante de Planck qui est très petite, un simple exemple pourra peut être vous le faire comprendre.
Dans les fentes de Young pour des objets très petits comme les photons les interférences peuvent apparaître si les trajectoires sont indiscernables, par contre, faites la même expérience avec un objet d’une masse de 1 Kg se déplaçant à 1m/s et passant par les deux fentes si les conditions d’indiscernabilité sont respectées (ce qui n’est pas possible dans la pratique compte tenue de l’environnement extérieur mais supposons), la longueur d’onde associée à l’objet sera de 10p-34 bref vous ne voyez aucune interférence et pourtant elles existent mais elles sont imperceptibles à l‘œil nu (Formule pour un objet quantique se déplaçant: Quantité de mouvement = Constante de Planck x Fréquence )
Je ne connais pas ce Monsieur Gabriel Lafrenière mais si vous croyez que l’équation de Schrodinger est une onde réelle vous vous trompez lourdement, il y a bien longtemps que les physiciens ont laissé tombé cette approche qui ne permet aucunement de rendre compte de tout les aspects de la quantique.
Et puis surtout un objet constitué de centaines d’atomes peut rentrer dans un état de superposition quantiques alors qu’avant l’expérience c’était un objet tout à fait classique sans aucune onde associée.
Une précision quand je parle de nature, je parle de nature « empirique ».
@barbe-toute-bleue
Il me semble que pour expliquer pourquoi on n’observera pas une intrication de toutes les particules de l’univers entre elles, il faut faire intervenir à un moment donné la mesure qui supprime les intrications…
>Jorion
J’ai lu avec intérêt votre post, et j’ai cru y lire une imprécision à la fin. Il faut rappeler que ce qui était un différent d’ordre philosophique entre Einstein et Bohr a été tranché par l’expérience par Alain Aspect en 1983: le Critère de Réalité que vous évoquez dans ce texte est vérifiable expérimentalement, parce qu’on peut lui donner un sens quantitatif.
Cela étant dit, on peut bâtir des théories à variables cachées vérifiant ce Critère de Réalité: elles sont cependant non-locales, et présentent pas mal d’inconvénients techniques empêchant de les utiliser pour construire des théories de champs quantiques.
Ces dernières théories en effet décrivent le comportement de systèmes possédant une infinité de degrés de libertés. L’exemple classique de ce type de système est la corde oscillante, convenablement excité.
Les choses profondes en mécanique quantique sont:
– l’absence de variables cachées locales.
-l’appartenance au nombre complexe de la fonction d’onde, qui lui donne une phase. Ceci est responsable de la décohérence, qui est un phénomène d’interférences destructives des fonctions d’ondes des particules formant un objet macroscopique.
Par ailleurs, ceci est aussi à l’origine de la puissance théorique des ordinateurs quantiques, qui amène à changer notre théorie des classes de complexité informatique.
– la linéarité de la théorie, qui traduit la non violation du seconde principe de la thermodynamique et donc l’existence d’une flèche du temps (voir pour cela Quantum Theory: Concepts and Methods (Fundamental Theories of Physics) by A. Peres)
Par ailleurs, il reste le mystère de la mesure, qui pour l’instant est un mécanisme totalement incompris et rajouté à la théorie » à la main », responsable de l’actualisation…
>barbe-bleue
L’intrication n’est pas un simple croisement de particules: en fait, c’est une situation, vérifiée expérimentalement et à la base de la cryptographie quantique, dans laquelle une ou plusieurs particules se comportent comme un tout. Elles sont en effet décrite par une fonction d’onde unique, que l’on peut déduire des fonctions d’onde individuelles des particules intriquées.
En fait, cette intrication se traduit par une forte corrélation, de nature statistiques, entre des mesures faites sur les particules participant à ces paires de particules intriquées.
Un bon exposé de ces questions, bien qu’un peu technique, se trouve dans l’exposé d’Alain Aspect de:
Einstein aujourd’hui de de Claude Cohen-Tannoudji (Auteur), Alain Aspect (Auteur), Eric Brunet (Auteur), Jean Dalibard (Auteur) chez EDP.
Sur les theories à variables cachées mais aussi ses problèmes d’intrication, une excellente introduction est:
Sneaking a Look at God’s Cards: Unraveling the Mysteries of Quantum Mechanics de GianCarlo Ghirardi chez Princeton University Press.
@ Nadine
Je ne connais pas non plus ce Gabriel Lafrenière et ne suis pas compétent pour juger de la pertinence des travaux qu’il développe sur son blog. En revanche, sa prose demontre un côté, disons… caractériel et un peu… allumé ? Exemple :
« Le 21 Février 2008.
Vous aurez constaté que je n’ai pas fait la moindre modification à ces pages depuis longtemps. Vous en trouverez les raisons en date du 17 août 2007. Puisque ma théorie s’améliore sans cesse et que je peux difficilement tenir à jour les deux versions, je dois privilégier celle qui sera lue par le plus grand nombre, c’est à dire l’anglaise. Tôt ou tard, je devrai donc faire disparaître la version française.
J’ai dû prendre cette décision difficile à cause du peu d’intérêt que vous portez à mes recherches.
Votre attitude est inqualifiable. Je veux bien admettre que mes hypothèses sont souvent surprenantes (c’est le moins qu’on puisse dire), mais je présente par contre de nombreuses découvertes qui sont de la plus haute importance et qui ne sont pas discutables. C’est le cas en particulier de mon Scanner du Temps et des Transformations de Lorentz, qui ne sont finalement qu’un effet Doppler.
Il aurait donc fallu en prendre acte sans discuter.
Mettre en doute une hypothèse, c’est faire preuve de sagesse, mais encore faut-il ensuite se donner la peine de la vérifier. C’est là où l’intelligence intervient.
Par contre, si vous vous montrez sceptiques devant des évidences telles que ce Scanner du Temps, vous faites plutôt preuve de stupidité. »
Décapant, non ?
>Yves
Vous dites:
>Si cette approche de type “paquet d’onde” semblait réservée au monde microscopique (avec pour implication directe l’inégalité >d’Heisenberg), cette même approche a récemment élucidé, à l’échelle macroscopique, le “mystère” océanographique des vagues géantes >(dites vagues scélérates), issues des aléas d’une fonction d’onde a la surface de l’eau.
C’est une erreur: le paquet d’onde, qui est connu depuis longtemps, est l’objet physique que traite toute théorie ondulatoire classique et quantique, pour une raison bien précises: le paquet d’onde est une solution des équations de Schrodinger ou de d’Alembert, dont le module au carré est intégrable et donc ayant une amplitude décroissant à l’infini.
Le paquet d’onde est donc l’objet ayant réellement un sens physique dans un cadre ondulatoire: il n’existe pas d’onde monochromatique naturelle, tant à l’échelle macroscopique que microscopique, parce que ce type de solutions ne correspondant pas à la réalité de notre monde; nous ne trouvons en effet pas de grandeur infinie sur Terre. L’onde plane est donc une « pathologie » mathématique, importante, parce qu’à la base de l’analyse de Fourier, mais sans sens physique profond.
Au sens de la théorie des équations aux dérivées partielles, c’est une solution faible…
@Paul Jorion, et à tous bonjour,
Je me doute un peu que votre livre « Comment la vérité et la réalité furent inventées » n’est pas un cours ni une œuvre de vulgarisation sur la mécanique quantique et que son but est plus de donner un éclairage sur les mouvements d’idées, en ligne avec le titre de l’ouvrage. Le drame des incidents de mise en service du LHC ne devrait pas trop affecter le contenu de votre livre, quoi que …
Dans votre article, l’exclusion du continu, le déplacement par sauts, ressortent d’une interprétation mixte classique-quantique (notamment de la localité) qui pourrait ne pas avoir de sens en mécanique quantique, le débat reste ouvert. Mais il est vrai que ce parti pris s’inscrit dans le processus « pédagogique » visé (cf. votre commentaire).
La phrase de votre commentaire «confondre les artefacts d’une modélisation mathématique avec la révélation d’objets existant dans le réel», nous ramène à une complexité presque égale à celle du débat sur la monnaie (1) et sur le sens des mots (danger !), sachant que (si l’on vous prend au mot avant de vous lire) la vérité et la réalité sont des inventions …
Je prends cette phrase comme «confondre les artefacts d’une modélisation mathématique avec la révélation d’objets apparaissant dans notre monde sensible» ; par monde, ou univers sensible, j’entends accessible à nos sens, lesquels se développent et s’affinent au rythme de l’évolution des modélisations (conceptuelles, mathématiques …), un même objet ou phénomène acceptant (étant défini par ?) un grand nombre, voire une infinité de modèles dont nous ne voyons qu’une partie (ah ! Platon …).
Aujourd’hui un consensus semble s’établir pour dire que la vérité et la réalité absolues n’existent pas, et présentent plusieurs visages (j’allais dire projections), en tous cas sont relatives au(x) modèle(s) utilisé(s). De même on ne voit pas (ou on ne voit plus, je n’ai pas la perspective d’un historien) une explosion combinatoire sur base d’artefacts, mais plutôt leur acceptation et leur reconnaissance en tant que tels, ou leur intégration ou connexion dans des modèles élargis. Pris au pied de la lettre, un artefact peut éventuellement révéler une vérité ou une réalité (relative ! danger ! – disons plutôt prédire ou décrire le résultat d’une expérience).
1 – la lecture des échanges auxquels a donné lieu le débat sur la monnaie m’a ouvert un univers beaucoup plus vaste que je ne me le figurais, et d’un grand intérêt – merci.
@Tique,
Je vous concède que le ton et l’humour du commentaire auquel vous faites allusion n’étaient peut-être pas des plus subtiles…(schrompf).
Quant à mon petit coup de calcaire il s’explique aisément si l’on relit votre message…voyez-vous je ne mords jamais (excepté la main qui me nourrit) mais si l’on me marche sur la queue, je risque de montrer les dents…et comme vous l’avez judicieusement remarqué ma plume s’adapte au ton et aux propos de mon interlocuteur…
J’accepte bien volontiers de vous suivre sur le chemin de la paix des braves et vous retourne respectueusement votre calumet.
excellente fin de journée !
@Ghostdog
Hugh !
@Blob
A votre avis n’est ce pas le mariage de l’eau et du feu comme certains disent à savoir de la relativité restreinte et de la mécanique quantique qui au final nous bloque dans la compréhension profonde de la théorie même si ce mariage a permis de faire de grandes découvertes comme l’électrodynamique quantique par exemple.
Et que penser des nouvelles théories qui abordent le problème sous l’angle de l’information ?
@JJJ
Cette personne est vraiment bizarre !
@ Blob
Que pensez-vous de l’interprétation d’Everett en termes de mondes multiples (sans effondrement du train d’ondes mais avec divergence des mondes) ? J’en parle dans mon billet Ce que le chat de Schrödinger en pense, lui qui renvoie à mon article : Pourquoi nous avons neuf vies comme les chats (publié en 2000 par le Collège International de Philosophie).
@Blob
Personne n’imaginait en effet les vagues sous l’angle d’une onde monochromatique!! Pour autant, la solution de type paquet d’onde ne coulait pas de source!
Je pense qu’on ne parle pas de toutes les vagues mais uniquement des solitons.
@Paul Jorion
Sans vouloir répondre à la place de Blob, le principale défaut de cette théorie est qu’elle est irréfutable car elle postule l’existence d’une réalité inconnaissable par principe et puis comment expliquer que vous êtes conscient dans un monde plutôt que dans un autre, mais je reconnais que c’est la seule théorie qui ne soit pas en contradiction avec la théorie de la relativité où tout est écrit. Pour ma part je n’y adhère pas du tout, beaucoup trop simple…
@Blob et M. Jorion
Ma remarque évoquait l’effet de pompage au sein d’une distribution non linéaire.
Pour en savoir plus:
Point de vue pratique: reportage FR3 Thalassa http://ma-tvideo.france3.fr/video/iLyROoaft1sH.html
Point de vue Math/Phys: http://www.math.uio.no/~karstent/waves/index_en.html
Que tout cela ne nous empêche pas de lever un verre à la santé et à la réconciliation de Messieurs Tigue et Ghost dog.
Santé !
>Paul Jorion
L’interprétation d’Everett me fascine personnellement, mais elle ne résout rien malheureusement: en effet, si le postulat de la mesure est évacué, on rajoute cependant de nouveaux postulats métaphysique, notamment l’existence d’un multivers que nous explorons par nos choix.
Comment ce fait la transition entre les arbres, la théorie ne le dit pas, par ailleurs, quid de nos états mentaux?
Cependant, cette interprétation est très intéressante, notamment pour comprendre le calcul parallèle quantique, où en quelques sortes les calculs s’exécutent dans des univers parallèles, avec d’autres choix pour les registres quantiques de notre ordinateurs, que ce fait dans notre univers, ou pour expliquer des expériences de pensée comme celle du testeur de bombe de Vaidman-Elitzur
(voir http://en.wikipedia.org/wiki/Elitzur-Vaidman_bomb-tester et http://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/)
Un autre usage de cette interprétation est en gravité quantique.
Les cosmologistes ont essayé de définir une fonction d’onde de l’univers, dont l’évolution est décrite par une équation semblable à celle de Schrodinger stationnaire, l’équation de Wheeler-de Witt.
Dans ce cas là, la fonction d’onde de l’univers contient l’information sur toute les configurations de l’espace-temps, et il n’y a pas d’évolution temporelle: tout ce que l’on spécifie ainsi ce sont les configuration physiquement possibles dans l’ensemble des configurations possibles.
Nous sommes alors dans la situation de l’interprétation de Everett: on explore ainsi toute les configurations d’un multivers.
Cependant, si ceci est plus simple à concevoir dans ce cadre de pensée, on n’apporte pas plus d’information que l’interprétation de Copenhagues comme l’ont montré Robert B. Griffiths et Roland Omnes, au travers leur théorie des histoires consistantes, qui est une formalisation de l’interprétation de Copenhague. tenant compte de la notion de décohérence.
Pour l’instant, en toute honnêteté, je ne pense pas que l’on puisse trancher: c’est plus une question de goût métaphysique que de physique.
>Paul Jorion
Attention, les solitons ne sont pas les paquets d’ondes! Les solutions sont des solutions d’équations aux dérivées partielles non linéaires, et donc dont l’espace des solutions n’a à priori plus la structure d’un espace vectoriel.. Cependant, il existant en leur sein des quantités conservées, qui sont en nombre infini et qui assure non seulement l’existence de ses solutions mais aussi leur écriture explicite.
Pour rentrer un peu dans les détails, on cherche l’équivalent des vecteurs propres de ce systèmes, qui seraient les « vecteurs de base » de l’espace des solutions de ces équations et les valeurs propres associés ( le coefficient pondérant ces vecteurs de base « ). L’ensemble des valeurs propres a une structure géométrique et topologique bien particulière: c’est une variété abélienne, qui peut être entièrement paramétrisée par des fonctions spéciales ne dépendant que des grandeurs physiques accessibles au théoricien.
Physiquement, un solition est une structure stable émergeant de la résolution de deux contraintes en sens opposées.
Par exemple, dans le cas de l’équation KdV, qui émerge en mécanique des fluides ou en électromagnétisme, il existe une compétition entre la dispersion, du à la différence de vitesse de propagation d’une onde suivant sa longueur d’onde dans un milieu, qui a tendance donc à étaler un ensemble d’onde de longueur d’onde différente et une non linéarité ayant elle une tendance à former des ondes de choc.
>Nadine
Vous dites:
>A votre avis n’est ce pas le mariage de l’eau et du feu comme certains disent à savoir de la relativité restreinte et de la mécanique >quantique qui au final nous bloque dans la compréhension profonde de la théorie même si ce mariage a permis de faire de grandes >découvertes comme l’électrodynamique quantique par exemple.
En fait, il n’y a pas de problème de ce côté là: la relativité restreinte n’est en effet nullement violé par l’existence de paire de photons intriquées, puisqu’il n’y a pas de transmission d’information.
Par ailleurs, l’union de la relativité restreinte et de la mécanique quantique nous a donné l’équation de Dirac, qui décrit fort bien par exemple la structure électroniques des atomes ayant des noyaux lourds.
Les méthodes numériques et les mathématiques appliquées, ainsi que les progrès de l’informatique (notamment la création de cluster à bas coût) permettent désormais d’utiliser cette équation en chimie théorique: on explique ainsi la couleur de l’or grâce à cette théorie, et plus profondement la chimie des éléments lourds et leur utilisation par les êtres vivants comme catalyseurs est désormais mieux comprise en tenant compte des effets relativistes induit par la vitesse importante des électrons dans ces éléments chimiques.
@ Nadine
Peu importe que Feynman soit prix Nobel. Quand il avance « la nature ne sait pas … », c’est une allusion à l’intervention du hasard réel.
Michel Spiro du CEA y va aussi toujours gaiement dans l’affirmation genre : « le hasard fait parte de la physique quantique, c’est comme ça, parce que je le constate tous les jours … »
Désolé d’être bouché mais je comprends autre chose : « si le hasard réel existe, ceci ne pose pas de problème aux calculs par lesquels nous faisons toutes nos déductions en physique quantique » … ce qui est une nuance.
Et donc, c’est aussi la raison pour laquelle, je me pose la question à laquelle, je ne suis pas équipé pour répondre : quelle est la portée de l’intrication quantique ? Einstein et Bohr s’engueulant pendant 20 ans au sujet de la possibilité de ce phénomène, amène à dire qu’il doit être complexe, et qu’il doit y avoir d’autres effets physiques dans ce qui constitue notre monde, dont on a toujours pas perçu le moindre indice.
Pour illustrer le hasard, on va souvent faire appel aux ruptures de symétrie. Et alors ? Si votre photon dans votre puits de potentiel est intriqué, qui me dit que ce n’est pas cette influence qui va le faire partir d’un côté plutôt que de l’autre ? Avec combien de particules est-il intriqué ?
Toute particule quantique a tourné avec un bon paquet d’autres, avant d’arriver là où elle est, si le temps existe, et est continu plutôt que cyclique. Le temps de faire la récolte de plein de sales petites influences, d’ailleurs …
@Quentin
On ne sait pas si on n’observe pas l’intrication tous les jours. Nous ne savons peut-être simplement pas l’observer.
De même avec la perception relativité générale où le hasard n’existe pas, alors que vous ( « vous » général, pas vous Quentin ), individu, vous croyez être maitre de votre destinée, vous ne l’êtes pas ! Vous avez emprunté vos éléments constitutifs au milieu, et vous continuez à en faire partie. On l’observe tous les jours sans le voir, tout simplement.
Évidemment, vous trouverez toujours des types plus forts que les autres, et eux sont autonomes, puisqu’ils le disent … J’en rencontre souvent des comme ça. J’ai toujours du mal à bien m’intriquer avec eux
@Blob
Vous avez bien fait d’être passé.
Vous aurez remarqué que je ne baigne pas dans le formalisme quand j’enfile mes chaussons de laboratoire quantique.
Je comprends bien que l’intrication n’est pas qu’un croisement. Exemple de vulgarisation simplifié à l’extrême pour être aussi dépouillé que possible.
Sur l’intrication, on a commencer à travailler sur des paires, et les observations faites le sont bien sûr, lorsque l’on contrôle la source émettrice. La mise en évidence expérimentale n’explique d’ailleurs pas encore le pourquoi du phénomène.
Comme pour intriquer on doit exciter des électrons sur le même niveau électronique d’un même atome, plus on voudra obtenir d’électrons intriqués, non plus en paire, mais au delà, plus le défit technique va grandir. Je crois d’ailleurs que c’est par ici, que commencent les difficultés ( ou l’impossibilité provisoire ) de la conception d’un ordinateur quantique travaillant au delà d’un certain nombre de niveaux.
Ma question est plus basique. J’y suis arrivé en me demandant comment Einstein avait pu voir que la physique quantique impliquait l’intrication quantique. Ce qui le fit rejeter la physique quantique, ou plutôt « avancer » que le modèle était incomplet … excusez-moi, je suis approximatif dans ce résumé, et incapable de relier le tout à l’hamiltonien.
J’ai donc pensé que c’était en comprenant la portée de la fonction d’onde, d’où ma simplification, et l’exemple de particules quantiques qui se croiseraient, pour s’intriquer. Les particules quantiques étant indifférentiables, des deux qui arrivent d’un côté, on ne sait laquelle et laquelle repartent de l’autre, puisqu’elles sont en état superposé.
D’ailleurs l’idée qu’une particule n’est pas un corpuscule, mais plutôt une onde vibrant à sa fréquence, faciliterait la perception du « comment elles font », dans notre conception cérébrale observant d’habitude au delà du principe de décohérence, même si elle est fausse, ou faussée, ou provisoire.
Bien que les observations de la réalité de l’intrication aient été effectuées en laboratoire, et en commençant à le faire sur des paires, on ne compte pas sur ce laboratoire pour battre des records de rendement dans l’intrication universelle.
Et donc, pour en revenir à ces particules une fois intriquées, qu’Einstein avait dû voir venir en regardant simplement la fonction d’onde impliquant l’état superposé, j’aurais bien voulu qu’il repasse maintenant derrière Alain Aspect, pour me dire que l’état de superposition continue indéfiniment, quelques soient les intrications ultérieurs … ou pas.
Vous constaterez l’amateurisme de mon niveau, mais de la même façon que la fonction d’onde permet de prévoir l’intrication d’une paire de particules quantiques, je n’y trouve pas de voie de désintrication, mais une intrication continue et infinie. Et c’est de cette manière que je me décharge sur vos épaules, en vous demandant si par l’état de vos connaissances, et alors qu’il me faudrait quelques années pour accumuler ce type de bagage, on pourrait déjà conclure, ou pas ?
>barbe-toute-bleue
Vous dites:
>Et donc, pour en revenir à ces particules une fois intriquées, qu’Einstein avait dû voir venir en regardant simplement la fonction d’onde >impliquant l’état superposé, j’aurais bien voulu qu’il repasse maintenant derrière Alain Aspect, pour me dire que l’état de superposition >continue indéfiniment, quelques soient les intrications ultérieurs … ou pas.
Le portée spatiale de l’intrication est infini: il n’y a pas de limite à la portée de ce phénomène, parce que la paire de particule intriquée forme un tout, qui peut avoir une taille astronomique.
Toutefois, le phénomène d’intrication est limité par l’interaction de ces particules avec le reste de l’univers: il y alors deux phénomènes simultanées.
Le premier est la décohérence, c’est à dire un phénomène d’interférences destructives entre la particule considérée de la paire et le reste de l’univers avec laquelle elle interagit, qui sont décrit par d’autres fonctions d’onde, déphasées aléatoirement. Ceci détruit alors les termes correspondant à une superposition linéaire d’état des deux particules.
Le deuxième est le phénomène de la mesure, qui n’a pas besoin de la conscience humaine pour avoir lieu et qui cette fois ci sélectionne une valeur pour les grandeurs physiques étudié, parmis celle physiquement possible.
Ces deux phénomènes sont irréversibles, et le phénomène de mesure lui rajoute du vrai hasard, qui détruit la cohérence induite par l’intrication.
On voit donc qu’interagir une fois avec une paire de particules intriquées détruit ce phénomène, et donc on doit se limiter à l’étude de système ayant peu d’interaction avec l’univers: c’est le cas des photons dans le vide, ou en jouant sur les états de polarisation de ces particules.
@barbe-toute-bleue
Vous dites:« c’est une allusion à l’intervention du hasard réel. »
Pas du tout.
@Blob
Vous dites: « la relativité restreinte n’est en effet nullement violé par l’existence de paire de photons intriquées, puisqu’il n’y a pas de transmission d’information »
Je ne conteste pas la validité de la relativité qui est vérifiée tout les jours notamment avec le GPS mais il me semble que cette théorie doit être dépassée car quand vous dites qu’aucune information n’est transmise en parlent de la paire de photons intriquées, c’est une manière facile de sauver la théorie mais qui n’est pas prouvée.
Pour moi le principale défaut de la relativité c’est qu’elle implique un « bloc fixe » où le temps est déployé sur toute sa dimension fondu dans les 3 autres dimensions spatiales avec nos consciences qui se déplaceraient sur des lignes d’univers. C’est très bizarre et à la fois effrayant !
Bonjour, bonsoir.
@ Nadine – Vous dites « Il m’a toujours paru aberrant qu’au final cela soit la conscience humaine qui fasse émerger le monde physique. » Excellent résumé, et définitive réponse… Que deviendrait votre conception intellectuelle du problème si vous acceptiez d’élargir la notion de « conscience » ? Qu’est-ce que cette « conscience humaine », au fait / en fait ?
@ blob – Je me permets de vous soumettre la même question : que pensez-vous du débat sur lequel matérialistes, Copenhague et idéalistes se sont positionnés ? Il me semble qu’en vérité c’est la croisée des chemins, le seul vrai débat de fond, in fine, non ?
Merci de vos lumières !
Un paquet d’ondes
@Blob
OK, merci, c’est assez clair.
@barbe-toute-bleue
Je pense que Blob a répondu a ma place. C’est ce que je voulais dire plus haut : la désintrication se fait avec la mesure…
@Patrice :
Tout comme Nadine, je ne pense pas que la conscience fasse émerger le monde physique, celui-ci doit bien exister en lui même…
Mais personnellement je suis persuadé que la conscience humaine s’explique d’une manière ou d’une autre par la mesure quantique au sein du cerveau. En effet il n’y a que la mesure quantique qui puisse expliquer matériellement notre conscience (et notre supposé libre arbitre), et une théorie qui n’explique pas notre conscience est forcément incomplète (puisque l’existence de la conscience est une vérité première, même par rapport à l’existence du monde)…
Ce type d’explication implique que le libre arbitre soit présent en toute matière (et obéisse à des lois statistiques), mais que certaines conditions spéciales soient nécessaires pour qu’il prenne la forme de la conscience humaine, persistente à grande échelle, accompagnée d’une sensation d’identité et de libre arbitre.
C’est peut être ce que vous vouliez dire par « élargir la notion de conscience » ?
Un peu d’auto promo, c’est l’hypothèse que je pose et que je développe ici : http://ungraindesable.blogspot.com/2009/02/lhypothese-du-libre-arbitre-reedition.html
D’après moi on arrive ainsi de fil en aiguille à des conclusions assez intéressantes…
Bonjour,
Je souhaite attirer l’attention de ceux qui s’intéressent à ces questions sur deux « points de vue » (ou postulats) qui me semblent extrêmement féconds :
1 – Plutôt que de d’imaginer le réel et ses régularités comme reflétant des propriétés intrinsèques de la matière-énergie, et de l’espace-temps, on peut considérer que seules les relations de ces entités ont un sens physique. Le réel ne serait constitué in fine que de relations (d’interactions)…
2 – Toutes les quantités de la physique seraient des nombres entiers.
Ce sont là des approches « dures », certes, et qui obligent à reconstruire une grande partie de nos acquis conceptuels, mais quels puissants outils intellectuels!…
>Nadine
Vous dites:
>Je ne conteste pas la validité de la relativité qui est vérifiée tout les jours notamment avec le GPS mais il me semble que cette théorie doit >être dépassée car quand vous dites qu’aucune information n’est transmise en parlent de la paire de photons intriquées, c’est une manière >facile de sauver la théorie mais qui n’est pas prouvée.
Vous faites une petite confusion entre la relativité restreinte et la relativité générale me semble-t-il: la première concerne les référentiels en translations uniformes et étends l’invariance des équations de la physique par translations à l’électromagnétisme.
Elle est très bien vérifiée expérimentalement.
La deuxième, s’intéresse au cas de référentiels non galiléen car soumis à l’accélération due à la pesanteur: elle passe brillamment tout les test expérimentaux imaginé et nous donne une théorie de la gravité.
L’absence de transport d’information par des paires de particules intriqués et la compatibilité de ceci avec la relativité restreinte a été rigoureusement démontrée: une preuve simple se trouve dans Bell’s theorem: Does quantum mechanics contradict relativity? de Ballentine, L. E.; Jarrett, Jon P. dans American Journal of Physics Volume 55, Issue 8, pp. 696-701 (1987),
Le principe de leur preuve est le suivant.
Supposons que nous construisons un pantographe quantique, dont les états 0 et 1 sont associés à une grandeur quantique pouvant prendre deux états comme la polarisation d’un photon.
Dans le cas d’un paire de photons, si l’on mesure 1 sur le photon A, on sait que l’autre, noté B sera dans l’état 0.
En mesurant la polarisation du photon d’une paire, on pourrait donc transmettre instantanément une information binaire et en répétant ce processus, n’importe quelle chaîne de bits.
Le problème est que lorsque l’on fait la mesure de la polarisation, sur un photon de la paire, nous ne savons pas ce que nous allons obtenir: ce n’est qu’après que la mesure soit faite que l’on connaît le résultats sur l’autre paire.
Si l’on répète l’opération, on obtient du côté de A une chaîne parfaitement aléatoire de 0 et 1 et en B une autre chaîne en anticorrélation absolue , mais totalement aléatoire aussi.
Il est donc impossible de transmettre la moindre information par ce moyen là: si l’on stocke de l’info dans la paire, on ne peut y acceder qu’en comparant les deux chaînes résultants, et donc il faut transmettre l’information par un autre canal, classique et donc soumis à la contrainte de la vitesse finie de la lumière.
@ Blob
Mais la mesure n’est qu’une des formes que peut prendre l’interaction, c’est en tant qu’interaction qu’elle force la particule à un « choix ». Deux questions donc à mon sens :
1) toute interaction du même type que celle qui intervient dans la mesure provoque-t-elle désintrication ?
2) l’interprétation d’Everett en termes de bifurcation d’univers lors de la désintrication n’est-elle pas la plus économique – même si elle ne permet pas de test expérimental ?
@ Marc Peltier
Comment justifier le postulat que seuls des entiers soient impliqués ? (j’ai ma petite idée mais j’aimerais vous entendre).
>Marc Peletier
Vous dites:
>Plutôt que de d’imaginer le réel et ses régularités comme reflétant des propriétés intrinsèques de la matière-énergie, et de >l’espace-temps, on peut considérer que seules les relations de ces entités ont un sens physique. Le réel ne serait constitué in fine que de >relations (d’interactions)…
Ce point de vue, qui est notamment celui de Carlo Rovelli, mais aussi semble-t-il celui de Zeilinger est effectivement intéressant: il permettrait d’intégrer plus facilement la mécanique quantique à la relativité restreinte d’après Rovelli ou Lloyd, et il serait assez fertile en théorie de l’information quantique.
Grosso modo, l’interprétation de Rovelli repose sur deux postulats:
– Il n’y a que des systèmes quantiques, et donc pas de distinguo macroscopique et microscopique
– Il n’y a pas de variables cachées.
L’état d’une système physique, partant de cela est alors le résultat d’une série de réponse oui/non (auquel se ramène toute mesure quantique), et donc l’état d’un système est donc totalement dépendant d’un observateur, tout comme en relativité restreinte il n’y a pas de référentiel absolue.
Je renvois à la page de la wiki sur le sujet, qui est très bien faite (n’en déplaise à ceux qui s’en prennent de plus en plus souvent à cet outils).
http://en.wikipedia.org/wiki/Relational_quantum_mechanics
Et l’article de Rovelli:
http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/9609002
@ Marc
vous dites : » Plutôt que de d’imaginer le réel et ses régularités comme reflétant des propriétés intrinsèques de la matière-énergie, et de l’espace-temps, on peut considérer que seules les relations de ces entités ont un sens physique. Le réel ne serait constitué in fine que de relations (d’interactions)… »
Cela me rappelle une théorie « exotique » rapportée par le chercheur JeanPierrePetit, au sujet de la représentation de la matière, de l’ espace ou du temps, par un couple d’ objets ne pouvant exister individuellement, mais dont la relation « spatiale », l’ angle, détermine si il y aura matière, espace ou particule (photon par exemple).
Ces objets ressemblent à un couple de repères (o, i, j, k, …., n) dans un espace n-dimentionnel, les rotations angulaires relatives du couple, déterminant le type de « particule » ainsi matérialisé.
Seules les relations de ces objets ont un sens physique. Cette théorie serait, d’ après ce chercheur très controversé, très féconde.
je voulais écrire:
>il permettrait d’intégrer plus facilement la mécanique quantique à la relativité générale
et non la phrase écrite…
>Paul Jorion
Vous écrivez:
>Mais la mesure n’est qu’une des formes que peut prendre l’interaction, c’est en tant qu’interaction qu’elle force la particule à un « choix ». >Deux questions donc à mon sens :
>1) toute interaction du même type que celle qui intervient dans la mesure provoque-t-elle désintrication ?
Il y a une subtilité avec la notion de mesure:
La mesure n’est pas une simple interaction avec le système quantique: en effet, son action assigne des valeurs à des grandeurs physiques.
Il n’existe pas, en effet de valeurs pré-établies aux observables physiques, qui nous serait cachés, comme pourrait l’être le nombre de symboles décorant une carte retournée sur une table par exemple. Cette façon de voir les choses nous est interdit par le résultat d’Alain Aspect, confirmant l’absence de variables cachées.
C’est du moins ce que dit l’interprétation de Copenhague, que l’on pourrait résumé par le Koan suivant:
Les questions que l’on ne pose pas n’ont pas de réponses.
Je dois dire avec un peu de mal avec cette notion, qui heurte quelque peu ma conception naïve du monde.
Ma compagne, qui est chinoise ( et qui tout comme vous a une formation en finance et en sociologie), n’est pas contre pas du tout choqué par cela…
Par ailleurs, l’intrication est détruite à partir du moment que l’on a une interaction avec l’extérieur: il n’y a pas besoin d’avoir une mesure pour faire disparaître cet état, parce que l’intrication est un état correspondant à une superposition linéaire d’états particuliers.
Comme je l’ai dit plus haut, cette superposition disparait du fait de la décohérence.
>2) l’interprétation d’Everett en termes de bifurcation d’univers lors de la désintrication n’est-elle pas la plus économique – même si elle ne >permet pas de test expérimental ?
Vous posez une bonne question: effectivement, en apparence cette interprétation est la plus économique dans pas mal de situations, mais pour l’instant, on n’a pas trouvé de situations où elle serait la seule à expliquer une expérience. Il n’y a donc pas de raison de la privilégier par rapport aux autres.
C’est très ennuyeux, par ailleurs, pour un physicien de faire reposer ses résultats sur un postulat impliquant l’existence d’entités inobservables expérimentalement.
@ Blob
Non je n’ai pas fait de confusion, c’est parce que j’ai lu un article que je reproduis ici par deux physiciens tout à fait sérieux:
« Deux physiciens allemands de l’Université de Coblence prétendent avoir fait l’impossible en découvrant des photons qui ont transgressé [le mur de] la vitesse de la lumière.
Si leurs affirmations sont confirmées, ils auront démontré la fausseté de la théorie de la Relativité Restreinte d’Albert Einstein, qui exige une quantité d’énergie infinie pour propulser un objet à plus de 186.000 milles par seconde (soit 299.792,458 Km/s, la vitesse de la lumière).
Cependant, Gunter Nimtz et Alfons Stahlhofen ont dit avoir probablement ouvert une brèche dans la doctrine clef de cette théorie.
Ils disent avoir conduit une expérience dans laquelle des photons de micro-ondes — des paquets énergiques de lumière — voyageaient « instantanément » entre une paire de prismes qui étaient changés de place depuis quelques millimètres jusqu’à un mètre de distance.
Quand les prismes étaient accolés ensemble, les photons tirés sur un bord passaient directement à travers eux, comme prévu.
Après qu’ils aient été écartés, la plupart des photons étaient réfléchis par le premier prisme qu’ils rencontraient et étaient recueillis par un détecteur. Mais quelques photons semblaient « percer un tunnel » à travers l’espace les séparant comme si les prismes étaient toujours maintenus ensemble.
Bien que ces photons aient parcouru une plus grande distance, ils sont arrivés sur le détecteur exactement en même temps que les photons réfléchis. En réalité, ils ont voyagé plus vite que la lumière.
Gunter Nimtz, l’un des physiciens de l’Université de Coblence, a dit au magazine New Scientist : « C’est la seule violation de la Relativité Restreinte, je sais. »
Il faut que cette expérience soit reproduite et confirmée mais peut-être qu’une brèche est ouverte…
@Patrice
« Il m’a toujours paru aberrant qu’au final cela soit la conscience humaine qui fasse émerger le monde physique. »
Je dis cela parce que sinon on se retrouve enfermé dans le solipsisme c’est à dire que je suis la seule à exister dans l’univers vous même n’existez pas, vous n’êtes qu’une pure création de mon esprit et cela je n’y crois pas.
>Nadine
C’est un effet bien connu que l’effet tunnel électromagnétique: il est par exemple utilisé en microscopie à champ proche et repose sur l’équivalence formelle entre les équations de Maxwell décrivant la propagation d’une onde électromagnétique et l’équation de Schrodinger.
Effectivement, dans ses expériences il semble y a avoir transport très rapide de la lumière, mais là encore, il n’y a pas de transport d’information, comme on peut le montrer en étudiant l’évolution du paquet d’onde électromagnétique associés.
En fait ce qui se propage instantanément ce sont les composante de phase, qui ne peuvent transporter d’information.
Le paquet d’onde, qui est la somme de ses composantes de phase, que l’on peut moduler et qui transporte donc l’information, est caractérisé par une vitesse de groupe, qui elle se propage à une vitesse inférieure à celle de la lumière, parce que les composantes allant plus vite interfèrent destructivement avec celle allant moins vite.
Ce type d’erreur d’interprétation est malheureusement courant et elles sont souvent relayées par des journaux plus soucieux de spectaculaires que d’informations scientifiques rigoureuses.
New Scientist a d’ailleurs eu pas mal de soucis de ce genre: le fort brillant écrivain de science fiction Greg Egan , de ce fait, s’était ainsi fendu d’une lettre assez méchante contre ce magazine scientifique.
Voir sa lettre:
http://golem.ph.utexas.edu/category/2006/09/a_plea_to_save_new_scientist.html
>Nadine
Par ailleurs, le GPS repose à la fois sur des corrections dues à la Relativité Restreinte et à la Relativité Générale. C’est ce qui m’a fait pensé que vous aviez fait une confusion.
>Nadine
Pour finir, voilà un démontage de l’article que vous me citez:
http://arstechnica.com/old/content/2007/08/faster-than-the-speed-of-light-no-i-dont-think-so.ars
Par ailleurs, le sujet de l’agrégation externe de physique, option physique de 1998 portait sur la microscopie à champs proche et faisait faire le calcul explicite de la vitesse de propagation d’une onde évanescente.
@Blob
Vous dites que l’intrication est détruite par la décohérence.
Je me trompe peut être, mais il me semblait plutôt qu’avec la décohérence les intrications ne disparaissent jamais, si bien que chaque état possible d’une particule se retrouve intriquée avec un état de l’univers tout entier…
>Quentin
La décohérence détruit la superposition linéaire d’états constituant l’état de la paire intriquée, du fait des déphasages aléatoires induits par le couplage avec l’univers.
Comme le dit très bien Haroche, la « mauvaise intrication » des particules avec l’univers tue la « bonne intrication » de la paire.
je vous renvoie aux cours de Serge Haroche du College de France à l’ENS Lyon:
http://www.cqed.org/college/collegelyon.html
@ blob
Vous semblez faire autorité dans ce fil : je me permets donc de vous soumettre à nouveau ma question, n’ayant pas vu *votre* réponse : comment vous situez-vous dans le débat matérialistes/Copenhague/idéalistes ?
Merci
>Patrice
Oh excusez moi! Merci de me rappeler que je ne vous ai pas répondu: je me situe personnellement du côté de l’interprétation de Griffith et Omnes, qui étend celle de Copenhague (même si celle de Everett a une grande valeur pédagogique et heuristique): j’estime qu’il y a une réalité extérieur à nous, mais qu’il n’y a pas de différence de nature entre le monde microscopique et macroscopique.
Je me situe donc loin de l’idéalisme.
Quand au matérialisme, j’estime qu’il faut le compléter par la notion d’émergence.
@Paul Jorion
Ne considérer que des quantités entières écarte naturellement les difficultés liées à la quantification.
Par ailleurs, les singularités un peu obscures qui apparaissent en relativité générale deviendraient, me semble-t-il, impossibles, si l’on pouvait décrire la métrique de l’espace-temps en n’utilisant que des entiers.
Il existe en mathématiques un courant de pensée dit « constructiviste » qui affirme (en substance et de mémoire) : « Dieu a créé les entiers naturels; tout le reste est l’oeuvre de l’homme ». Même en laissant Dieu de côté, ce point de vue radical m’a impressionné. Je le trouve solide et puissant…
Les nombres réels sont associés aux équations différentielles, et leur utilisation en physique a permis d’immenses avancées. Mais à vrai dire, sont-ils parfaitement légitimes? Prétendre pouvoir diviser toutes choses à l’infini, n’est-ce pas un acte de foi? La mécanique quantique nous suggère plutôt une nature « a-tomique »…
Les réels, les complexes et d’autres concepts plus exotiques peuvent servir à construire des modèles très utiles, opérationnels, mais il ne faut pas oublier qu’il s’agit d’outils ad-hoc. Le progrès dans la pensée ne consiste-t-il pas souvent, peu ou prou, à débusquer des implicites abusifs?
En outre, l’utilisation exclusive d’entiers en physique est de nature à permettre une convergence avec la physique « computationnelle », qui envisage les manifestations du réel comme le résultat d’un calcul, la traduction des états discrets d’un algorithme abstrait sous-jacent (Wolfram, Fredkin…).
@blob
Un vif merci pour ces liens!
>Marc Peltier
Votre point de vue corresponds effectivement à une voie un peu exotique mais vivace de la physique théorique actuelle: le travail de Carlo Rovelli est par exemple totalement dans cette perspective.
Il en remplace en effet l’espace-temps continu que nous connaissons par un espace-temps discret, associé à des opérations quantiques, ceci afin de résoudre des problèmes de divergence existant lorsque l’on quantifie la relativité générale.
Voir: http://arxiv.org/abs/gr-qc/9505006 et surtout http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-1998-1/
Seth Lloyd, qui travaille au MIT en calcul quantique a lui ,en raisonnant de cette manière, obtenu des résultats tout à fait intéressant en gravitation quantique: il retrouve notamment la formule de Bekenstein à partir d’arguments de nature informationnel.
Voir en effet cet article:
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0501135
@Nadine
Soit ! « la nature ne connait pas ! » Faudra expliquer le concept de nature alors.
@comment la réalité fut inventée
Je ne veux pas faire un parallèle impropre avec la médecine, mais depuis le XIV-XV siècle, l’empirisme a permis d’encadrer au mieux la recherche et la pensée dans le champ.
L’intuition naturelle ne permet pas d’atteindre spontanément la physique quantique. Bien qu’il puisse n’apparaître parfois d’autre issue aux savants ordinaires, que de faire appel au surnaturel, pour expliquer la venue sur terre de certain calibre du genre Ettore Majorana.
Tout argument, y compris sur cet insignifiant fil, doit se référer à l’arsenal répertorié suivant la taxinomie d’équations emboitées.
Et si Paul, vous vouliez souligner les risques d’un danger d’autisme sur le genre, la progression théorique raisonnable dans le domaine, ne semble pas pouvoir se couper d’un sens de la réalité, figurée par l’expérimentation et les mesures, autant que d’un sens de la philosophie aidant encore à stabiliser l’esprit du chercheur.
D’ailleurs si philosophie et métaphysique aident à remplir les grands vides avant la conquête, il faut aussi une dose d’inconscience ou de folie pour envisager toutes les impossibilités évitant d’oublier le passage vers l’étage des connaissances supérieur.
Nous ne sommes pas trop de quelques milliards sur la terre.
@Paul Jorion
Si vous me le permettez, je souhaiterai réagir à une question qui ne m’était pas adressée : Que pensez-vous de l’interprétation d’Everett en termes de mondes multiples ?
Personnellement je vois dans l’interprétation d’Everett un simple refus d’accepter l’a-causalité que la nature nous offre à voir.
Notre cerveau, formé à voir les causes et les effets en toute chose par des millénaires d’évolution (jusqu’à imaginer une influence des planètes sur les événements ici bas, c’est dire), a du mal à admettre que, si on observe minutieusement la matière, celle ci ne réagit pas du tout de manière causale. Pire : les réactions de causes à effet ne sont finalement que des approximations, une valeur moyenne sur un très grand nombre de particules, quand les fluctuations individuelles deviennent suffisamment négligeables pour dégager un mouvement d’ensemble… Même si des régularités existent derrière tout ça, la causalité stricte est finalement une illusion à grande échelle.
C’est assez difficile à concevoir, nous préférons voir des choses déterminées, chaque effet ayant une cause (sinon pourquoi cet effet ?), mais la nature est bornée.
L’interprétation d’Everett nous dit que cette a-causalité est en réalité elle même une illusion. Personnellement j’y vois l’ultime tentative d’évacuer l’a-causalité hors de nos modèles déterministe. C’est un peu ce que vous décriviez quand vous parliez des artefacts du modèle que l’on confond avec une réalité objective, avec ici le principe de causalité lui même jouant le rôle d’artefact du modèle. .
Mais finalement cette interprétation ne résoud rien (et c’est en cela je pense qu’elle est économe 😉 ). Elle ne fait que déplacer le problème ailleurs, car l’a-causalité est observé lors des expériences sur le monde physique, et dans l’interprétation d’Everett rien ne m’explique que moi, être conscient, je puisse observer cette a-causalité, rien ne m’explique pourquoi j’observe un résultat et pas un autre, pourquoi je me déplace vers tel élément du multivers et pas un autre, si ce n’est par une tautologie : j’observe ceci parce que je suis celui qui observe ceci… Circulez, ya rien à voir.
J’ai l’impression qu’il manque un bout dans le raisonnement pour vraiment expliquer totalement ce qu’on observe.
@ quentin
Il me semble que vous n’avez pas lu mon Pourquoi nous avons neuf vies comme les chats ?
Wikipedia : Science et conscience
Effectivement, j’avoue que je ne l’avais pas lu… Autant pour moi.
L’idée d’une conscience parcourant les mondes multiples est assez intéressante. Mais si je comprends bien, vu la multiplicité des mondes, j’ai une chance infiniment faible que le moindre de mes congénère soit réel, puisque sa conscience à lui aura sans aucun doute emprunté un autre chemin ? D’ailleurs qui anime mon corps dans les mondes que ma conscience n’a pas suivit ? Autant de questions digne d’inspirer pas mal de scénarios de science fiction… 😉
Blob dit :
@ 17 février 2009 à 17:11
Entre autres, vous dites:
« »Il n’existe pas, en effet de valeurs pré-établies aux observables physiques, qui nous serait cachés, comme pourrait l’être le nombre de symboles décorant une carte retournée sur une table par exemple. Cette façon de voir les choses nous est interdit par le résultat d’Alain Aspect, confirmant l’absence de variables cachées.
C’est du moins ce que dit l’interprétation de Copenhague, que l’on pourrait résumé par le Koan suivant:
Les questions que l’on ne pose pas n’ont pas de réponses.
Je dois dire avec un peu de mal avec cette notion, qui heurte quelque peu ma conception naïve du monde.
Ma compagne, qui est chinoise ( et qui tout comme vous a une formation en finance et en sociologie), n’est pas contre pas du tout choqué par cela… » »
Je vois avec intérêt que vous avez déjà ausculté longuement le champ quantique et « taté » de nombreux paramètres en la matière. La logique, notre logique occidentale, par ailleurs très efficace en maint domaines, ne freine-t-elle pas, à son corps défendant l’approche de la mécanique quantique?
C’est l’épistémoloque Stéphane Lupasco, l’un des plus attentifs aux développements de la mécanique quantique et leurs conséquences possiblement déterminantes sur les modes cognitifs qui m’a le plus stimulé par l’interrogation qu’on est en droit d’avoir sur le type de logique qui préside à toute connaissance. Ça me semble d’une importance considérable pour risquer le moins possible de « passer à côté » d’avancées très fécondes dans toutes sortes de recherches et de connaissances.
Stéphane Lupasco (1900-1988) n’a cessé de prendre comme référence les développements de la mécanique quantique d’où il tire le principe d’antagonisme. Ce principe d’antagonisme répond (mais en est la cause) à une logique qui s’en dégage et qui est celle-là même de l’énergie constitutive du monde depuis la physique subatomique jusqu’aux galaxies et systèmes de galaxies. L’énergie structure tout ce que nous connaissons de la matière et de l’univers, et ce, jusqu’aux structurations plus « élaborées » de la matière vivante, biologique, et jusqu’à notre psychisme. Ainsi, les révélations de l’expérience microphysique, biologique et neuropsychique amènent Stéphane Lupasco à modifier les notions en chaîne acquises par la pensée humaine.
Ceci dit à part, je pense personnellement que les investigations de Stéphane Lupasco, épistémoloque occidental, qu’il l’ait su ou non, supposé ou non, retracent la logique chinoise, celle que recèle le Y King, le Livres des transformations. Il y aurait là, chez Stéphane Lupasco, l’explication méthodique et argumentée, donc l’essence de la logique, de la pensée chinoise.
Ci-dessous, ces passages, ici comme des « échantillons » pris dans deux ouvrages de Stéphane Lupasco:
les Trois Matières et la Tragédie de l’Énergie.
tiré de: Les trois matières
extrait du Chapitre IV: Les Dialectiques de l’Énergie
Les présocratiques (Héraclites, Anaxagore, Empédocle, etc) ont conçu l’Univers en fonction des contraires; et les philosophes contemporains qui ont une connaissance superficielle et même inexacte de la microphysique ont cru y voir une géniale intuition prémonitoire. S’il en avait été ainsi, il n’y aurait pas de crise de la physique et de toute la pensée scientifique du XXème siècle. Le – quantum – de Plank, dont nous avons tant parlé, n’est pas fait de contraires, mais de contradictoires: continu et non-continu, valeur ondulatoire – v -, et – h – valeur non ondulatoire, c’est à dire corpusculaire; une chose ne peut être à la fois fois onde et corpuscule, selon la logique classique (et même toutes les logiques nouvelles en dehors de celle que j’ai tenté d’élaborer), et pourtant, c’est ce qu’est tout événement macrophysique expérimentalement; et, par voie de conséquence, les relations d’Heinsenberg montrent, comme nous l’avons vu, que lorsque certaines grandeurs s’affirment et se précisent de plus en plus, d’autres grandeurs, intimement associées à la définition même de tout être physique, sont niées par là-même et progressivement rejetées dans le possible. Plus encore, la coexistence, dans la même énerige d’un principe d’homogénéité et d’hétérogenèse, constitue une contradiction, car une chose ne peut être, en vertu de notre entendement usuel, à la fois identique et non identique, la même et une autre, pareille et différente. C’est pour quoi le Principe d’exclusion différenciatrice de Pauli, on s’en souvient, a aggravé une situation déjà assez scabreuse du fait du Deuxième Principe de la Thermodynamique, qui, bien qu’indiquant une homogénéisation progressive de l’énergie, n’en postulerait pas moins, de ce fait même, l’existence en son sein, d’une hétérogénéité contradictoire.
tiré de: La Tragédie de l’Énergie,
extrait du: Chapitre IV: Systèmes et Structures énergétiques
Une loi qui n’est valable que stastistiquement et probabilitairement – j’ai plus d’une fois insisté là-dessus –, signifie que, logiquement, quelque chose l’empêche d’être rigoureuse, c’est à dire que quelque chose vient altérer minoritairement – et aussi petite que soit cette minorité – sa permanence, son identité, c’est-à-dire encore que quelque chose vient la contredire, l’empêcher d’être toujours elle-même, et c’est bien évidemment la contradiction quantique.
Si donc il y a toujours un élément contradictoire dans un comportement stastitique et probabilitaire des phénomènes, puisqu’il ne peut être nié minoritairement – négation inscrite, avec l’affirmation majoritaire, dans les lois mêmes de cette nature statistique et probabilitaire des phénomènes –, si donc il y a toujours là un élément contradictoire, il y a également un élément de non-contradiction, un processus non contradictoire, qui se réalise statistiquement et probabilitairement. Si la contradiction est fondamentale, une non contradiction l’est également en tant que statistique et probabilitaire. Si un non peut intervenir dans le oui, si le oui et le non sont inscrits dans les mêmes données, le oui qui se réalise, qui est probable, constitue une contradiction, mais celle-ci n’est pas pure, n’est pas absolue, puisqu’on aurait pu et pourrait, de par la nature même de la chose, intervenir à son tour. Une loi statistique et probalitaire, qui est la règle du comportement des événements, signifie que cette règle implique l’actualisation, dans le plus grand nombre de cas, de l’une de ses éventualités contradictoires, par la potentialisation de l’autre.
extrait du: Chapitre VI: Principe et logique d’antagonisme
Le principe d’antagonisme, originellement induit, est simple et résume un fait physique indéniable, bien que passé inaperçu dans sa signification et sa portée. Ce fait est le suivant: pour que quelque chose arrive, se modifie dans le monde, une certaine énergie est non seulement indispensable, mais doit passer, d’un certain état de réserve énergétique, de capacité, de potentialité, à un certain état d’efficacité, d’actualisation – parce que si toute énergie, dans le monde était rigoureusement et définitivement actualisée et consommée, tout serait définitivement statique et comme mort. S’il n’y avait pas de possibilité d’états potentiels, il n’y aurait pas de possibilité d’actualisation, c’est-à-dire de dépense, de consommation de l’énergie; tout serait déjà consommé, épuisé depuis toujours – comme il adviendrait, du reste, si le principe de Clausius pouvait aboutir à son terme, installant une mort définitive de l’univers, et comme il adviendrait également si toute l’énergie atomique et nucléaire était dispersée, sans retour, dans une désintégration totale.
(….)
En bref, s’il y a de l’énergie dans le monde, et afin qu’il en existe, du moins qu’elle se manifeste à nous, il faut que tout état, tout élément, tout événement énergétique comportent un état, un élément, un événement antagoniste, et tels que l’actualisation relative de l’autre. Relatives seulement, parce qu’absolues, l’antagonisme disparaîtrait, et par là l’énergie elle-même, de par une potentialisation infinie, équivalant à son inexistence, permettant une actualisation définitive.
Tel est le principe d’antagonisme dans son expression intuitive.
@barbe-toute-bleu: deux particules qui se croisent ne signifie pas intrication.
Il n’y a intrication que si le vecteur d’etat du systeme particules A+B ne peut pas s’ecrire comme un produit de vecteurs dans chaque espace des etats qui decrit chacune des particules A et B.
En français pour simplifier: si on ne peut plus decrire individuellement l’etat de chacune des particules A et B, elles sont intriquees.
L’intrication implique la correlation d’observables, mais la reciproque est fausse (autrement la physique quantique serait classique)
Exemple d’intrication: deux photons, dans le meme mode spatiotemporel et a la meme longueur d onde, qui se croisent sur un miroir semireflechissant.
Exemple de non intrication: la meme situation mais les deux photons sont a deux longueurs d’onde franchement differentes.
Il y a aujourd’hui des dizaines d’experiences qui mettent en evidence ce phenomene d’intrication.
L’intrication quantique est « relativement facile » a produire experimentalement, en particulier en optique (avec de la lumiere).
Elle est juste tres dure a proteger des interactions avec l’environnement (decoherence).
A propos de la mesure de particules intriquees, celle-ci ne detruit pas forcement l’intrication ! Tout depend du type de mesure.
En fait les ordinateurs quantiques usent et abusent de ce principe.
Un tres bon exemple et le celui de la teleportation quantique:
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_teleportation
L’astuce est grosso-modo de ne surtout pas mesurer directement l’etat d’une particule intriquee, mais seulement ses correlations avec autre chose.
Comme dit Blob, tant qu’on n’a pas poser la question, la reponse n’est pas encore determinee.
En mecanique quantique les concepts d’onde et de particule ne sont pas tranches definitivement.
En effet la theorie quantique a ete construire, consciemment ou inconsciemment, pour pouvoir rendre compte des deux aspects a la fois.
Bref on peut poser des questions type particule: par ou est passe le paquet d’onde ? et on peut poser des questions du type onde: comment l’amplitude de probabilite de presence de la particule interfere avec elle-meme ?
On parle dans le jargon de « dualite onde-corpuscule ».
Je suis d’accord avec Blob: la distinction entre monde quantique et classique est completement artificielle.
En quelque sorte c’est un paradoxe car le probleme initial est mal pose (ce qui pourrait etre une definition du mot paradoxe)
D’ailleurs, il existe un tas de manifestations macroscopiques de la mecanique quantique, la plupart en physique du solide:
les metaux conducteurs, la supraconductivite, le magnetisme, la suprafluidite de l’helium, les naines blanches etc etc
La quete d’un ordinateur quantique n’est rien d’autre que de construire un objet quantique macroscopique qui ne decohere pas (pas encore pour demain!).
Au sujet des points de vue de Copenhague et de Einstein, la question a ete tranchee experimentalement comme le dit Blob:
En 64 un certain Bell sort un theoreme qui explique qu’il existe une mesure physique qui sera differente si on predit le resultat avec une theorie a variable cachee locale ou une theorie quantique.
Il permet de ramener le debat purement metaphysique entre Bohr et Einstein a un niveau scientifique et permet d’envisager une experience qui decidera qui a tord.
L’experience a ete faite 20 plus tard, notamment par Alain Aspect, et ne laisse aucun doute quand au triomphe de la mecanique quantique sur cette question precise.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_Theorem
Il n’existe en general pas de prediction faite en mecanique quantique qui est ete contredite experimentalement.
Si Einstein n’aimait pas la physique quantique c’est parce qu’il etait « deterministe ».
Il ne supportait pas l’idee qu’on ne puisse prevoir en mecanique quantique que les distributions de probabilite et non les resultats d’evenements individuels.
Ceci lui semblait etre un defaut de la mecanique quantique en tant que theorie physique.
D’ou sa celebre phrase: « dieu ne joue pas aux des! »
Enfin au sujet de la veracite d’une theorie physique, en dehors de toute consideration metaphysique, tout bon physicien vous dira qu’une theorie est vraie jusqu’a ce qu’elle soit fausse !
Bref on ne peut pas dire qu’une theorie est vraie, on peut juste dire qu’elle n’est pas encore fausse.
Et le moyen de le dire et justement de tester experimentalement ses predictions une a une.
On peut prendre le « cas d’ecole » de l’electromagnetisme classique de Maxwell qui a fait triompher le model ondulatoire de la lumiere dans la seconde moitie du 19eme siecle.
Jusqu’a ce que Planck puis Einstein au debut du 20eme siecle ne reinventent la notion de photon.
@tos
Bonne synthèse, je crois.
De plus vous rappelez qu’il ne s’agit pas d’être trop approximatif, ou simplificateur, lorsqu’on décrit un modèle pour représenter une réalité physique.
Je crois que l’on a le droit de citer cet article intéressant de Etienne Klein, extrait d’un ouvrage plus important et aisément accessible sur le net.
« Pour citer cet article :
– Klein E., La physique quantique et ses interprétations. A l’occasion d’un centenaire, Études 2001/5, Tome 394, p.
629-639.
Distribution électronique »
Il m’apparaît en ligne avec les différents commentaires sur ce fil (surtout, mais sans exclusive, à partir de la page 636).