Billet invité
Cet article propose un regard « classique » sur un pilier conceptuel de la mécanique quantique ; en considérant comme vraie l’hypothèse de Planck qui introduisit en 1900 le quantum d’action, et s’attardant sur la définition classique de l’action. Il est implicitement supposé qu’il ne faille pas attribuer au monde des particules ou phénomènes élémentaires une ontologie spécifique de nature à épaissir leur mystère comportemental. L’échelle et l’inévitable perturbation d’une observation d’ordre macroscopique sur le monde atomique est un fait indéniable à avoir présent à l’esprit. L’auteur suspecte le formalisme quantique de découpler une interprétation « classique » d’une interprétation classique, car ce formalisme repose sur une construction mathématique abstraite crée pour la circonstance et surtout ininterprétable physiquement, ces considérations constituent « l’étrangeté » quantique. Il faut cependant remarquer que le formalisme et les évolutions qu’il a subit est entouré d’une rigueur telle que les prédicats auxquels il a donné lieu ont toujours été vérifiés, Ainsi c’est forgé l’idée qu’une physique mathématique rigoureuse fondée sur la logique Booléenne et les structures de groupes puisse devenir l’outil d’interprétation du réel, en renoncant méme a ce que une compréhension d’ordre sensible ou intuitive puisse avoir un sens.
Une interprétation classique d’ordre sensible ne trouve un sens que dans le monde macroscopique qui est le notre, le passage de l’un a l’autre constituant le thème récent de la « décohérence ».
Le concept d’action et sa signification en physique est à creuser attentivement car étonnement les variables conjuguées qui apparaissent dans la définition « classique » de l’action se retrouvent dans les « inégalités » empreintes du concept « d’anti commutativité » attribut propre à la mécanique des Matrices d’Heisenberg, Jordan et Born ; mais plus encore dans le théorème d’Emmy Noether qui traite des quantités conservées quant existe une symétrie de la quantité conjuguée (ce n’est bien sur pas le sujet ici).
La condition que fait peser sur l’action « classique » la mécanique quantique est celle de la constante de Planck qui plafonne l’action à une valeur minimale, et qu’Einstein interpréta des 1905 par les quantas de lumière. La validité opérationnelle des inégalités n’est nullement remise en question dans cet article, mais plutôt son origine conceptuelle.
Planck introduisit le quantum d’action dans la théorie du rayonnement du corps noir, comme une quantité infinitésimale et discrète d’action. On dit qu’il le fit à contre cœur « Dans un acte de désespoir ». Il s’agissait pour la thermodynamique, en ce 19e siècle finissant, de trouver un modèle mathématique collant aux observations, sur le rayonnement d’un objet physique théorique ; le corps noir, que représente assez bien un four dont l’enceinte réfractaire est portée au rouge. Le corps noir est donc une cavité parfaitement isolante porté à haute température et qui ne rayonne pas sur l’extérieur, on observe l’intérieur par un trou suffisamment minuscule dont on pourra négliger les fuites thermiques vers l’extérieur. L’intérêt thermodynamique du modèle du corps noir tenait à ce qu’il permettait d’y modéliser le rayonnement/absorption des parois portées à des températures, soit des fréquences variables, du rayonnement thermique..
L’action est une entité physique particulière conceptualisée par Lagrange, suite au théorème de Fermat sur la lumière dont les implications en physique théorique sont permanentes, que ce soit en relativité, en mécanique quantique ou en cosmologie, mais en 1900, lorsque Planck introduisit son quantum d’action les conséquences conceptuelles n’étaient encore qu’au berceau. Elle s’exprime mathématiquement sous plusieurs formes, nous retiendrons ici la définition suivante pour le rayonnement : l’action est le produit d’une énergie que multiplie un temps ou que divise une fréquence, pour une particule massique l’action est le produit de son impulsion par son déplacement.
Le théorème ou principe de Fermat portera grâce aux travaux de Maupertuis, Lagrange et Euler le nom de « Principe de moindre action », on lui a associé l’idée que la nature soit paresseuse, ce raccourci lapidaire signifie que un système clos (sans échanges avec son extérieur) évolue dans le temps en adoptant une trajectoire qui minimise ou rend nul toutes les formes d’énergie qu’il contient. Le principe de moindre action n’a jamais été démenti dans quelque domaine de la physique que ce soit.
On peut soupçonner intuitivement ce comportement de la nature en regardant couler de l’eau sur une pente qui va onduler autour d’une ligne moyenne au grés des obstacles ou de la nature du terrain, ainsi l’eau va dépenser son énergie potentielle en ralentissant ou accélérant, c’est-à-dire modifiant son énergie cinétique, creusant le sol… etc . En ce qui concerne Fermat son principe fut formulé pour la lumière c’est-à-dire le chemin optique que va prendre un rayon lumineux pour traverser du verre.
Les formes mathématiques que prend ce principe se formulent à travers le concept d’intégrale de chemin qui utilise une méthode de calcul dite « variationnelle » ; Il s’agit dans une première étape d’exprimer sous forme différentielle la loi applicable au système considéré qui échange l’énergie cinétique et potentielle, dans ce cas il s’agit du « Lagrangien du système ». Ensuite on intègre la différentielle sur tous les parcours possibles que peut emprunter le système pour évoluer d’un état initial à un état final, le but est de trouver le parcours qui rende l’intégrale minimale ou nulle pour que le système étudié obéisse au principe de moindre action. Mathématiquement la méthode se résout heureusement plus simplement en se limitant à étudier les variations de la fonction de Lagrange, et à trouver ses extrema, pour autant que la fonction soit continue.
On peut noter qu’ en physique des particules la continuité fonctionnelle n’est plus assurée en raison de l’essence discrète du quantum d’action, c’est ainsi que Richard Feynman a été forcé dans la théorie dite Q.E.D. d’envisager tous les parcours possibles (discrets) d’échanges de photons lors de processus élémentaires. C’est du reste cette méthode qui porte le nom d’intégrales de chemins, en physique quantique.
Le principe de moindre action en mécanique classique (fonctionnelles continues, donc dérivables et intégrales), outre la formulation initiale De Lagrange-Euler a été étendu mathématiquement à d’autres énergies que celles potentielles et cinétiques, car dans la mécanique astrale il y a lieu de considérer l’énergie cinétique de rotation des planètes ; cette généralisation du Lagrangien est due à Hamilton ; l’Hamiltonienne aura son utilité mathématique dans l’étude des particules eu égard à la découverte en physique quantique des moments cinétiques orbitaux et du Spin propre à chaque particule élémentaire.
On peut souligner l’importance théorique du concept de système clos, qui par exemple, en cosmologie est un paramètre des modèles d’univers, l’univers est t’il clos sur lui même ou en échange avec un hypothétique extérieur ? Le modèle standard actuel, modèle régnant est celui d’un univers clos c’est-à-dire unique qui « fabrique » son espace temps conformément aux lois de la relativité générale. Mais il faut introduire des paramètres supplémentaires dans les équations pour modéliser théoriquement l’univers, a savoir une densité moyenne et son évolution dynamique, expansion, statique, contraction ; seules les observations et mesures peuvent les fournir.
En thermodynamique, le concept de système clos revient à dire qu’il n’échange pas d’énergie avec ce qui est défini comme son « extérieur », c’est le cas des transformations adiabatiques ou du modèle du corps noir pour lequel on escamote la manière dont il est monté en température : on le considère comme porté « à la température de x degrés kelvins » et parvenu à ce stade on l’isole par principe de son extérieur, pour n’étudier que la manière dont il rayonne sur lui même à l’équilibre.
Cette méthode réductionniste est implicitement utilisée en physique atomique, car isoler un atome de tout environnement, est une opération théorique contestable, contestation que les « Holistes » n’ont pas manqué de porter à un réductionnisme toujours suspecté
La mécanique ou plutôt physique quantique se distingue donc dans son formalisme par une rupture de la continuité fonctionnelle des phénomènes à étudier. L’élémentaire étant depuis Planck par nature discontinu (phénomènes discrets), les observations statistiquement réparties autour d’une valeur moyenne en raison d’un comportement ondulatoire ; sa construction nécessita un formalisme mathématique ad hoc. Elle passera par deux évolutions celle de la fonction d’onde de Schrödinger, de la mécanique matricielle puis du vecteur d’état. Ce formalisme doit respecter les règles suivantes :
- Non commutativité des variables conjuguées.
- Respect du déterminisme.
- Prise en compte de tout le protocole de la mesure.
Le concept de non commutativité fonde l’apport d’Heisenberg en 1927 à la mécanique quantique via l’approche matricielle qu’il développa avec Jordan. Deux mesures d’observables sont anti-commutatives (ce n’est pas le cas de tous les observables) si l’ordre dans lequel elles sont faites influe sur les valeurs mesurées ; ce que l’on peut formaliser sous la forme (écriture non quantique) ab-ba ≠0, a et b étant les valeurs des observables physiques A et B.
Le formalisme abstrait ne fait que traduire le fait que la valeur obtenue lors d’une mesure a un caractère statistique réparti de façon probabiliste sur une courbe en cloche de Gauss ; il n’y a donc pas de raison que lors de mesures successives la même valeur soit obtenue, c’est la moyenne des valeurs obtenues au bout de n mesures qui importe. On peut comprendre cela de manière intuitive à travers l’expérience des fentes d’Young ou l’on envoie un par un des électrons ; la manifestation sur l’écran d’un électron ne peut être prédite que de manière probabiliste ce que formalise la fonction d’onde à travers l’amplitude de probabilité. Mathématiquement le phénomène global peut s’écrire sous la forme simplifiée générale de l’équation de Schrödinger, en faisant grâce au lecteur de la forme canonique qui utilise les imaginaires.
n.Aj= ∑1,n│aj²â”‚, aj étant une amplitude de probabilité et Aj la valeur de l’observable, et n le nombre de mesures
Le symbole ∑ traduit le caractère discret des mécanismes quantiques la sommation ne pouvant plus se faire par une intégration classique, l’élément différentiel n’ayant plus de sens physique, ce qui constituait un renoncement tragique pour Planck, comme déjà évoqué précédemment.
La discontinuité de Planck, intervient mathématiquement au niveau de la quantification de l’action, h (la constante de Planck ) est une constante et a la dimension (physique) d’une action. Cela est capital car si d’aventure Planck avait quantifié l’énergie du rayonnement la physique quantique n’aurait pas pu voir le jour, retenons donc que l’action est quantifiée, c’est-à-dire n’existe que comme un multiple de h, l’énergie du rayonnement pouvant prendre toutes les valeurs continues possibles comme explicité en infra.
Le concept d’action
La mécanique classique, Newtonienne définissait l’action sous la forme dérivable et continue suivante. (les 3 définitions sont dimensionnellement équivalentes, A étant l’action.
A= E.t (avec E pour l’énergie, t pour le temps ou durée)
A= p. x (avec p pour la quantité de mouvement ou impulsion p= m.v ; x la position sur l’axe ou s’exerce l’impulsion )
A=mt.σ (mt= moment cinétique = mvr ; σ = angle de rotation).
Dans le cas d’un rayonnement quantifié selon Planck les 3 relations se réduisent à :
- h= E/η η=1/T pour un phénomène périodique.
- h= p.x
- h= mt.σ ( h est la constante de Planck)
On appelle quantités physiques conjuguées (2à2) les 6 quantités physiques calculables que défini mathématiquement l’action. On constate dans la relation (1) que l’énergie du rayonnement devient E=hη la fréquence η pouvant prendre (théoriquement) toutes les valeurs de 0 à ∞ l’énergie du rayonnement est théoriquement continue de 0 à ∞. Cette relation est celle qu’Einstein dériva du quantum d’action pour le Photon. Dans la relation (2) des lors qu’avec De Broglie l’on attribue un caractère ondulatoire à une particule de matière, la position devient la longueur d’onde associée à la particule matérielle d’impulsion p. La relation (3)
Les inégalités d’Heisenberg
La constante de Planck h est donc une action minimale, si bien que toute entité physique ayant la dimension d’une action ne peut que lui être supérieure ou au minimum égale. Prenons la relation (2) dans le cas d’un électron qui lie position et quantité de mouvement. Selon Heisenberg la nature quantique de la particule ne permet pas de lui attribuer une position précise (observable sur l’écran) autre que sous forme probabiliste, si bien que contrairement à la mécanique classique, l’imprécision d’une mesure devient un attribut quantique, que cet attribut soit ontologique ou d’ordre observationnel ; ce renoncement constitue ce que j’ai déjà désigne par un « pragmatisme » propre à l’école de Copenhague. Cela résulte me semble t’il du dualisme onde-corpuscule qui préside depuis 1905 à la construction quantique. Si bien que le couple de variables conjuguées est indéterminé lors d’une mesure, et ne peut pas se concevoir comme déterminé avant la mesure qui est le paradigme quantique (opération de mesure). Le couple (x.p) grandeurs physiques réelles échappe ainsi à la logique Aristotélicienne du tiers exclu qui présidait à la physique classique. L’incertitude Δp ou Δx attachées à l’électron (particule ponctuelle si il en est) n’est plus dans la mécanique d’Heisenberg ce qui entache d’erreur l’appareillage (et s’écrivait par exemple sous forme de résultat = p+/-Δp) ; mais une condition qu’impose l’être quantique au réel.
On a pu croire que cette attitude rendait la physique quantique indéterministe mais il n’en serait rien, l’équation de Schrödinger étant selon M.Bitbol strictement déterministe.
En définitive la relation d’indétermination d’un couple de variables conjuguées s’écrit dans le cas (2) :
Ñ›/2 ≤ Δp .Δx ( Ñ› étant la constante de Planck réduite).
Il en va de même pour (1) et (2).
Remarquons à cette occasion que la mécanique quantique stipule clairement une sorte de floue de flottabilité du réel, qui ne se réduit qu’à l’instant de la mesure, d’où l’importance dans le formalisme du concept d’observable et du protocole de la mesure. C’est la le cœur de l’argument EPR, qui consistait pour Einstein à soutenir que dans le cas ou la valeur d’un observable pouvait être prédite à coup sur et sans la mesure (perturbatrice) il existait un élément de réalité, contrairement à la mécanique quantique qui ne pouvait l’attribuer qu’à l’instant de la mesure.
Objection au paradigme
Je fais valoir ici que sur un strict formalisme mathématique, et en dehors de toute position de principe, sur l’opposition quantique/classique les expressions Δp, Δx ont une dimension physique d’impulsion et de position, si bien que leur produit a la dimension d’une action, ce que ni Newton, ni Heisenberg ne peuvent contester.
En acceptant le concept d’une action minimale, le quantum de Planck, il est nécessaire que l’action Δp .Δx ne soit pas inférieure au quantum d’action, les inégalités d’Heisenberg en résultent ainsi directement, sans autre considération que l’homogénéité dimensionnelle de l’équation.
Il reste cependant un point à régler concernant la valeur de la constante d’action car dans les équations d’Heisenberg elle est égale à Ñ›/2= h/4Ï€ au lieu de h valeur pleine de Planck.
Dans le rayonnement du corps noir le quantum d’action h est déduit d’un rayonnement spatial, les inégalités au contraire modélisent un déplacement linéaire ( sur un axe ou un rayon de cercle) .
Il semble convenable d’y répondre par réduction de la constante de l’angle solide 4Ï€ stéradian pour passer d’un modèle spatial à un axe, en divisant h par /4Ï€.
Outre une voie d’accès plus directe aux inégalités, je tiens à faire valoir une remarque à ceux qui s’y référent constamment pour parler de l’énergie du vide. Si l’énergie du vide est mathématiquement concevable via l’inégalité :
h/ 4π ≥ E/η
Son inobservabilité viole de plein fouet l’édifice quantique, tant qu’on ne peut la mesurer d’une manière directe ou indirecte ; elle reste un fantôme quantique, c’est-à-dire virtuelle.
Le principe d’incertitude, 2007 – Bernard Laget
154 réponses à “LES INEGALITES D’HEISENBERG SONT-ELLES UN PARADIGME QUANTIQUE ?, par Bernard Laget”
Désolé ,malgré mes efforts immenses et lecteur assidu de science et vie , malgré ca j’ai rien compris …………………..
le domaine quantique est AHMA » la théorie du Chaos «
Pardon AMHA je voulais dire ^^
je vais relire plusieurs fois ce billet diablement interessant et tenter de comprendre…….
Voilà un beau terrain de jeu pour nos amis physiciens et autres autodidactes doués.
Je vous épargne un commentaire idiot.
Heisenberg? Ce n’est pas ce prof de chimie qui fabrique de la meth du côté du Nouveau-Mexique?
Je pose un commentaire idiot.
De la théorie du Big Bang à la création monétaire !
Pour les migraineux comme moi qui se sont cassé les neurones sur la théorie du big bang abracadabrantesque parmi la bonne trentaine qui nous est proposée sans y avoir jamais rien compris, je rappelle pour mémoire que cette dernière se résume grosso-modo à proposer qu’à 10-43sec et des broutilles de poussière de rien avant l’instant fatidique de l’apparition du premier atome d’univers surgit de nul part, il n’y avait que du vide et du néant qui eux-mêmes n’existaient pas et ne se trouvaient nul part, vu qu’à cette époque lointaine, nul part n’existait pas non plus et que de plus il n’existait personne pour le désigner ainsi.
Mais bon ! Il est admis que ce scénario serait à l’origine du grand BigToutUnivers que nous connaissons et que nous pouvons, dans un éternel émerveillement, partiellement observer.
Big Bang théorie consensus donc, est basé pour faire simple, sur l’observation de l’expansion de la chose qu’est notre univers et que donc, par effet de la contraction de l’expansion de ce sacripant, force nous est d’admettre que cela doit nous ramener par effet feedback au GPS point initial qui se situe quelque part dans l’immensité du néant de nul part d’où a jaillit notre cosmos, notre vide sidéral, nos millions de milliards de galaxies, de trous noirs, d’étoiles, de nébuleuses et tout le toutime.
Sarkolipopette ! Me direz vous !! Tout ça à partir de rien ?
Mais ce n’est pas tout ! Car si nous voulons suivre vraiment, il nous faudra faire encore un effort et convaincre nos neurones récalcitrants que nul part existe bien quelque part et que ce quelque part se trouve forcément ….. quelque part au milieu, dessus, dessous ou sur les bords de nul part ou ailleurs, allez savoir… et tout ça dans le vide sidéral du néant qui n’est pas le vide et réciproquement et qui lui-même comme chacun d’entre vous l’avait pressentit se trouve également nul part quelque part dans le vide sidéral de l’immensité du néant du rien..
Je vois que vous suivez et vous aurez vite compris, que sans y mettre quelques particules roses ou vertes (l’inflation, le pré Big Bang ou l’univers ekpyrotique etc..) Agrémentées de quelques éléments de langage pour en faire une belle histoire que c’est un de ces trucs tellement compliqués à comprendre que seuls, quelques têtes d’œufs ont autorité pour nous compter la chose.
Mais big de bang ! Partant de là, nous admettrons donc le postulat qui veut qu’un très grand tout très grand, immense, démesurément gigantesque puisse exister à partir de rien, qu’il est venu du néant et de nul part, de même nous admettrons cette fois-ci parce que nous le comprenons, que, « rien », ne pourrait pas exister sans qu’auparavant il y ait eu quelque chose ou un tout. Hé oui ! C’est ainsi mais c’est imparable pour les cartésiens que nous sommes ! ex : J’ai une pomme sur la table, je la bouffe, y’a plus rien ! CQFD !
Au final, le big bang est aussi séduisant que les théories financières sorties de l’université des chicago-boys et c’est en raisonnant ainsi que j’ai fini par comprendre ce que voulait dire la main invisible qui dicte les marchés.
Les banquiers et les traders sont les astrophysiciens de la finance car ces gens là ont compris bien avant tout le monde la théorie du big bang en l’appliquant à la création monétaire.
L’argent est comme l’univers. Créé à partir de rien, il grossit sans cesse, explose comme des supers nova, disparaît dans la nébuleuse financière, s’amalgame à nouveau pour former des galaxies de bon pognon pour au final, être en perpétuelle expansion sur les comptes de quelques privilégiés.
L’œuvre de Dieu selon Goldman Sachs.
@ Gaelec
« il n’y avait que du vide et du néant qui eux-mêmes n’existaient pas et ne se trouvaient nul part, vu qu’à cette époque lointaine, nul part n’existait pas non plus et que de plus il n’existait personne pour le désigner ainsi. »
oui je suis d’accord. ceci correspond à la recherche de la vérité intérieure. Il suffit de relire les mystiques de toutes les religions pour comprendre cela. Platon était un mystique. Ce que vous décrivez ne correspond qu’à une mise en forme dans le langage scientifique. Le scientisme est une religion avec ses codes, son clergé et ses fidèles. La finance de même possède sa liturgie, son clergé ses curés et son troupeau.
Cependant il me semble qu’avant que j’écrive tout ce texte, il m’a fallu le penser, le mettre en mots. Je réagis à votre message qui lui même réagit au message de départ. Je l’assimile, en retire la substantifique moelle pour moi et essaie de vous apporter en retour cette réponse. Mes mots essaient d’être le plus simples possible. Aussi utilise-je ce que tout le monde connait: c’est à dire la représentation du corps. Lorsqu’un scientifique essaie de décrire ce qui est invisible, il utilise une représentation extérieure. Le système planétaire permet de comprendre, de se représenter l’atome par exemple ( ici exemple exemple exemple). Il serait possible de parler de Fregge et Wittgenstein, du langage logique, du tiers exclu d’Aristote, de Goedel et de son mysticisme…
Ainsi ma vision extérieure s’interioirise, je passe derrière le miroir. Il me parait évident d’affirmer que ma vision intérieure dès lors que le monde extérieur est coupé: l’ascèse des mystiques, correspond à la recherche du temps perdu, des souvenirs mis en memoire, d’une psychanalyse personnelle. Il s’agit de la lecture de mon livre d’antiquité. Il s’agit d’une plongée dans la mer intérieure comme un poisson chrétien nageant dans l’océan. Il s’agit du monde d’en bas avec la vision d’en haut. Je dissèque le corps de mes pensées, je les regarde d’un oeil intérieur, le troisième oeil. La trinité visuelle.
Imaginons un scientifique sur sa feuille de papier dans l’atmosphère d’une bibliothèque, d’un philosophe, un artiste, d’un chef d’ecole, que font-ils? Rodin et son penseur….
Ensuite……
Pour finir: on ne voit pas la lumière on ne voit que ce que nos trois yeux voient. Notre corps est adapté au monde et la lumière nous guide vers l’au delà. L’esprit doit-il haîr le corps? Je ne le crois pas parce que l’esprit a besoin du corps afin de s’élever. Il existe de bons virus qui s’intègrent à notre patrimoine sans nous détruire, les voyons nous? Le noyau d’une cellule est-ce un virus?
beaucoup à dire. désolé de ne pouvoir montrer qu’une poutrelle de l’architecture divine. pourquoi avoir peur de dieu? Il me semble qu’il s’agit de l’origine de tout. Il est tout et rien de visible. Il est intérieur et extérieur, présence et absence. trois en un.
comprenne qui le voudra bien. Avec un grand sourire.
@francois2
Merci de vous êtes donné la peine de lire mon commentaire idiot.
Nombre de physiciens sont devenus des métaphysiciens car parmi les nombreuses questions qu’ils se posent, il en existe une concernant la création de l’univers a laquelle on ne peut apporter aucune réponse. Tout au plus, énoncer les nombreuses théories sur le sujet.
je suis mathematicien (non applique) , et j’ai toujours voulu essayer de comprendre ce que les physiciens ont dans la tete, quels sont leurs motivations et leur(s) paradigme(s).
j’avoue que j’ai du mal a les comprendre, mais tres sincerement je m’y efforce, ca me fascine.
j’en profite donc pour demander des precisions a cet article : qu’est ce vous entendez plus precisement quand vous parlez du coprs noir comme un objet theorique qui « rayonne sur lui meme a l’equilibre » ? comment sur lui meme ? quel equilibre ?
Le mathématicien doit comprendre les besoins (recherche d’outils) du physicien (entre autre), autrement il ne serre à rien.
Signé un prof de maths (non mathématicien) ;-).
Et au de-là de cela, rien d’intellectuellement élitiste dans ce billet ; un bon élève de terminal S un peu curieux comprendra tout, la plupart des notions sont dans le programme des sc physiques et les notions mathématiques évoquées sont du niveau de première.
La preuve j’ai saisi le développement et je n’ai qu’une licence de mécanique (tout sauf quantique).
Rien de très mystérieux dans le corps noir :
Si je vous donne une collection de masses au bout de ressorts idéaux, les uns avec des « sons » graves, les autres aigus (du chtououououng au zding), vous me direz que l’énergie de chacun d’eux est en moyenne sur une période 1/2 kx^2+1/mv2, les deux termes étant égaux, ca fait une certaine quantité comme kx^2, x étant l’amplitude de la position, v étant l’amplitude de la vitesse (les vitesses et positions instanténées étant sinusoidales).
Qu’est-ce que je peux dire de cette collection si je rajoute de la thermodynamique ?
Chaque ressort est autorisé à se « charger » en énergie à une source idéale avec laquelle il est en relation permanente. Si on reste à u modèle mécanique, j’ai mis dans l’enceinte un courant d’air très très brassé, et je regarde comment ça bouge.
C’est d’ailleurs assez analogue au problème de regarder bouger les feuilles dans le vent, il y en a des qui vibrent vite, des qui vibrent lentement, les branches qui vibrent encore plus lentement. Mais la complexité dans l’arbre est qu’il y a cascade d’énergie entre les degrés de libertés des différentes échelles. Point dans mes ressorts.
Les physiciens disent simplement qu’on est à l’équilibre avec un thermostat à la température T pour le cas du corps noir. Ca veut dire que le « courant d’air » échange de l’énergie avec chauqe degré de liberté de façon à ce que sa loi de probabilité soit celle de l’oscillateur à la température T .
Dans une vision de physique naïve non quantique, chaque degré de liberté peut être excité sans borne sup ou inf de son amplitude (pour parler simplement) et donc il acquiert une énergie moyenne kT (cinétique = 1/2kT, qu’on me pardonne les facteurs 2), k = cte de Boltzmann.
Pour notre boite, si il y a plein et pleins de ressorts aigus, ca fait beaucoup de kT (comme les auvergnats…y va y avoir un problème ). On sait en effet que les degrés de liberté des ondes électromagnétiques ne sont pas bornés en fréquence dans une boite. Vous caseez dans une boite à une dimension de taille L , toutes les fréquences multiples d’une fréquence fondamentale (c/L, 2c/L,…) comme les modes en 1,2,3,… fuseaux d’une corde de guitare. Comme il y en a infiniment aux hautes fréquences (surtout en 3D, plus encore qu’en 1D) c’est la « catatstrophe de l’UV : kT x infini = divergence !!! la boite de photons (les ondes e m ) en équilibre à la tempéartrue T serait d’énergie infinie !
C’est la que la quantification sauve les meubles. Les degrés les plus aigus ne sonst quasiment pas excités, kT est trop petit devant leur premier niveau excités, ils restent sur le fondamental.
Le résultat mathématique est la statistique de Bose Einstein (1/[exp(E/kT)-1) pour la probabilité d’occupation du niveau d’énergie E (= n h *f , pour n quantas du photon de fréquence f que j’avais déguisé jusqu’ici en ressort).
Le résultat est que la divergence est grandement soignée. L’énergie d’une boite de volume donnée pleine de photons en équilibre avec un thermostat à la température T est volume * T^4 (loi de Stefan). L’énergie qu’on voit par le petit trou est donc en T^4, et c’est la chaleur radiative que vous ressentez devant la braise. Ainsi que l’énergie que vous et moi rayonnons vers le vide, environ 50 mW/cm2 à l’ambiante, nous essayons d’être le thermostat de l’espace vide qui nous entoure. Et la cause de la gelée blanche, quand l’espace ne nous renvoie que un rayonnement fort faible (celui du fond du cosmos à 2,76K, donc 100^4 plus faible que celui que nous envoyons, bien sûr l’atmosphère vient troubler le jeu,…l’effet de serre ! ). La répartition en énergie du rayonnement vient diretcement de la statistique de Bose Einstein et se traduit par la loi de Wien : le pic d’énergie est à une fréquence dont la longueur d’onde associée est proportionnnelle à la température : 10 microns (IR moyen) à 300K, 3 microns à 900K=600°C (braise on ne voit que la queue rouge, sa plus haute énergie ici, du rayonnement) et 0,5 microns à 6000 K, la température du soleil.
Si vous touillez tout ça encore un peu, vous pourrez vous convaincre que le plus grand échauffement que puisse atteindre un objet noir situé sur la Terre et mis à chauffer au soleil sans concentrateur solaire est (2^1/4-1) *300K, soit environ une soixantaine de degrés, donc genre 100°C pour une ambiance à 35 °C tropicale. Gare au moment de la douche dans ce cas !
@potier
On cherche à comprendre le problème du rayonnement thermique: la relation entre la quantité de chaleur absorbée par un corps et la fréquence de la lumière émise par ce corps. Quand on met du courant dans le filament d’une ampoule électrique, le filament chauffe dans les 200° et envoie de la lumière et bien il en va de même pour tout corps, et le corps le plus facile à analyser est le corps noir. (Un peu contre-intuitivement ce qui absorbe le mieux la lumière rayonne également le mieux ) Un corps noir serait donc le parfait « irradiant ». La propriété intéressante est que tout corps noir à une température donnée rayonne de la même manière.
Avant Planck, on ne comprenait pas pourquoi une ampoule fonctionnait comme elle le fait. Plus précisément, avec nos théories classiques, l’ampoule devrait envoyer beaucoup plus de lumière à haute fréquence (ultraviolets) que de lumière visible. C’est à dire qu’on devrait attraper des coups de soleil sous notre ampoule électrique! Heureusement c’est l’inverse qui se produit l’ampoule envoie surtout de l’infrarouge, un peu de lumière visible et pas du tout d’ultraviolet. C’est ce que Planck voulait expliquer: la solution était que l’énergie était émise et absorbée en quantité discrète. L’énergie d’un quanta de lumière est reliée à la fréquence de la lumière E=hf. La lumière de haute fréquence a donc des quantum de haute énergie et un « photon ultraviolet » est donc plusdur à émettre.
@ Timiota
Vous évoquez les oscillateurs harmoniques, et la catastrophe ultraviolette; tres bien mais le modéle du corps noir a donné du fil à retordre aux physiciens et non des moindres pendant quelques décennies, ce n’était peut étre pas si simple ?
Une explication comme une autre :
http://www.youtube.com/watch?v=OBPHesOGEBA&feature=related
Objection infondée.. On peut concevoir un dispositif dont on connait l’intensité de rayonnement et mesurer la constante de Plank en divisant la mesure de l’effet obtenu par la quantité de rayonnement produit. On n’a jamais mesuré la Constante de Plank h en observant une seule particule, or le principe de Heis. vaut pour 1 particule unique Si l’on connait sa position on ignore son énergie et réciproquement.
Il y a un très beau film tchèque, ou polonais sur le sujet, dont le titre est « La Constante »….
Vous abusez du calcul Maticiel, comme Mr Klebs 🙂
Merci pour ce billet mais navré de vous contredire sur un point :
Cette énergie est observable et a été expérimentée, c’est l’effet Casimir ; http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Casimir#.C3.89nergie_du_vide .
Il faut rendre justice aux physiciens particulièrement sur ce blog; au contraire des économistes, ils ne cherchent pas à faire correspondre la réalité à leurs modèles.
A l’image de la mécanique quantique, ils sont prêt à tout remettre en cause et inventer de nouveaux objets pour s’adapter à la « réalité », « réalité » au sens ou la MQ fonctionne, je ne sais pas ce qu’est la réalité.
Effet Casimir ? Vous êtes sûr ? Il ne s’agirait pas plutôt de l’effet Babar qui aurait inspiré son célèbre alexandrin à Corneille :
« Le désir s’accroît quand l’effet se recule » ?
Ce qui pourrait être vu comme un hommage de la littérature à la mécanique quantique…
@Polyeucte
Voulez-vous dire que la mécanique quantique soit un calembour scientifique? 🙂
@ ODD
Je plaide coupable, je n’avais plus en téte l’effet Casimir, que je ne connais que de nom ! Cela mérite un détour, j’en conviens !
Cependant j’ai un mal de chien à imaginer comment un vide aussi rempli de transitions énergétiques permette à la lumiére venu du fond de l’univers de le traverser; surtout que rien n’interdit à la fréquence du vide d’etre synchrone avec celle de la lumiére qui le traverse.
En effet, Bernard, l’effet Casimir, qui résulte de l’énergie du vide et des particules virtuelles qui y sont associées, est tout à fait observable, même macroscopiquement. Il rapproche deux surfaces parallèles au même potentiel maintenues très proches l’une de l’autre. Il ne s’observe pas à pression atmosphérique parce qu’il est largement masqué par les chocs des molécules d’air résultant de l’agitation thermique, mais il commence à devenir sensible et même gênant pour beaucoup de dispositifs micromécaniques intégrés sur puce (MEMS) qui constituent une grande part des « nanotechnologies ».
Un article relativement récent de « Pour la science » ou de « La Recherche » en traitait. Je te l’enverrai.
@ Peltier
As t’on pu tester l’effet Casimir dans le vide? car l’energie du vide testée dans l’air serait « étrange »
Oui, ce n’est que dans le vide qu’on a pu le mesurer proprement , l’effet Casimir
(force entre une sphère et un plan dans un cas expérimentalement accessible, de mémoire).
@ B Laget
Je ne vois pas très bien ce qui a donné du fil à retordre pour le boite à photon simple, avec mur parfait.
Qu’on ait bien du mal dès qu’on veut décrire la matière du bord avec son absorption imparfaite, (« corps gris »), ça oui. C’est très ch… de décrire les ondes e. m. dans des milieux avec absorption ou gain, il y a un « bain » thermique (ou une pompe excitatrice) à prendre en considération qui n’aime pas le reste de l’approche quantique…
Mais enfin, on a réussi récemment à modéliser quantiquement des cas particuliers de transfert thermique radiatif à petite distance sur presque toute la chaine entre une source chaude et une source froide.
these de Wu MIT
En effet, il est étrange de parler de l’énergie du vide à pression atmosphérique! J’imagine que les manifestations de l’énergie du vide sont présentes même lorsque le vide ne l’est pas. D’ailleurs, il ne l’est, physiquement, jamais. Le vide parfait n’est représenté nulle part dans l’univers…
@ Peltier
pas de vide parfait certes, mais assez bon pour qu’on soit sûr que les molécules résiduelles ne gênent pas.
Par exemple, si les molécules résiduelles se collent toutes sur la surface où elles arrivent (cas « le pire ») on sait être sûr que cela prenne en gros 24 h (« ultra-vide » obtenu avec des pompes ioniques usuelles).
De plus les surfaces utilisées pour faire la manip Casimir sont des surfaces en Or, sur lesquelles les molécules collent très peu. IL doit y avoir bien moins qu’une molécule en moyenne dans le volume utile des manips Casimir pendant le temps de mesure…
Voici la référence de 1998 de la mesure sphère plan
MOhideen Arxiv 1998 Casimir exptl
L’énergie du vide, ça me fait penser à l’éther..
…Ou bien encore une autre :
http://www.youtube.com/watch?v=INcSFm0ZhLE&feature=related
@Bernard Laget :
Sur ce coup je joue mon joker , mais j’apporte tous les encouragements solidaires et montagnards des Alpes aux Pyrénées , pour que cet article parvienne sous des yeux avertis .
En néophyte , je cherchais malgré tout un énoncé des conséquences que ces mises en question , pourraient laisser augurer .
Sur le fond et plus sérieusement je remets mes intérêts à défendre dans cettte affaire , dans les mains de l’avocat Blob dont j’avais apprécié les plaidoiries dans un autre billet qui s’était essouflé sur des histoires de trains et de chef de gare .
@ Juan et Crapaud
Je comprends que vous puissiez considerer un tel article comme une masturbation intellectuelle car vous aimeriez « toucher » un peu plus de concret, ou de spectaculaires conclusions.
Si vous repensez au concept de bifurcation (cher à notre hote), alors cet article prend un autre sens quant aux fondations de la physique contemporaine, et Paul Jorion l’a perçu tout de suite dans un échange rapide sur le le billet du soleil, ou il disait……… »Alors il faut changer de paradigme !! »
Mon article est réffutable, ce qui est une qualité en science, nous verrons bien !
Mon intuition me pousse à penser depuis mon billet sur EPR qu’il y a une « embrouille aux fondations » quantiques, en quelque sorte on a fait un amalgame entre l’etre et le paraitre du monde élémentaire, c’est ma thése ! Mais je serai attaque car je n’arbore pas une étiquette proféssionnelle reconnue chez les physiciens.
@ Juan Nessy
Ah oui, ce cher HFD était un peu obsédé par l’histoire des trains, il faut dire que l’exemple du train d’Einstein n’est pas le meilleur qu’on puisse prendre pour illustrer la relativité restreinte, sauf ceux de la SNCF pour la dilatation du temps !
Bernard, je n’ai pas pris votre billet pour de la « masturbation intellectuelle » ! Ayant passé ma vie à rêvasser sur les questions fondamentales de la MQ, en particulier les fentes d’Young, je respecte profondément les recherches des autres. Mais je ne peux pas dire qu’elles vont dans la bonne direction si je pense le contraire ! Vous avez une approche mi-interprétative mi-calculatoire qui ne peut rien donner. Soit on se plonge dans les calculs, à l’instar des spécialistes, soit on se plonge dans les raisonnements. Et tant pis si on ne fait que brasser des idées inapplicables ! Après tout, certains spécialistes en font autant, par exemple avec l’idée des univers parallèles. Le plaisir c’est de comprendre, de relier les idées entre elles.
@ juan nessy
Je pense que les activites scientifiques doivent etre accéssubles à la culture d’un honnéte homme, sans lui demander d’etre un matheux.
Je suis certain de pouvoir faire comprendre sans équations la relativité à un enfant de 10/ 11 ans, ce qui devient plus difficile avec un adulte qui en sait déja trop (via les médias) pour n’etre pas déformé, donc imperméable.
Un néophite curieux vaut mieux parfois qu’un mauvais spécialiste qui répete ce qu’il a appris, sans trop se poser de questions.
Donc vous n’avez aucun « interets à défendre » que vous alliez chercher Blob au « barreau », du reste votre position est psychanalitiquement révelatrice. Bob ou d’autres ne peuvent qu’éclairer les curieux de leur expertise, et ceux qui ne le sont pas, personne ne le leur repprochera, tous les gouts sont dans la nature; apres tout Einstein jouait du violon, et plus à ma maniere j’illustre cet article d’une toile qui me fut achetée par un promoteur immobilier amateur de peinture .
Il serait dérisoire ou dommage pour P.J ,mon cher Savoyard,que les articles du Blog ne servent qu’à compter des points, arbitres par des spécialistes ! Vous confierai je que probablement mon gout pour la physique n’est pas né en classe, mais lors d’une retraite pascale que je fis à 15 ans chez l’abbé pierre ou nous parlames de Teilhard De Chardin, dont j’avais entendu parler par un certain R.Garaudy, exegete Marxiste qui tourna bien mal plus tard.
E La Nave Va !!!
L’auteur se complaît dans la technicité de son propos et ce texte n’a aucune intention pédagogique. Si certains sont intéressés par ces sujets, ils peuvent se tourner vers Wikipedia (qui propose des articles en physique fondamentale souvent très bien fait). Conseil de physicien 🙂
…Si…Non…Une autre formule moins langoureuse mais plus difficile :
http://www.dailymotion.com/video/x1l4uv_jacques-dutronc-le-plus-difficile_music
Manifestations à Londres et Manchester contre l’austérité
samedi 29 janvier 2011, 16:11 lesoir agences
Des milliers de personnes, souvent des étudiants, ont manifesté samedi à Londres et Manchester (nord-ouest) contre l’austérité draconienne et le quasi-triplement des droits universitaires imposés par le gouvernement. Débuté en fin de matinée, un premier défilé a rassemblé à Manchester quelques milliers de manifestants à l’appel de la Confédération des syndicats britanniques, le Trades Union Congress (TUC), et du Syndicat des universités (ULU). Les protestataires brandissaient des pancartes demandant « un avenir », « la révolution » ou « le renversement du gouvernement ». « Nous n’allons pas rester les bras ballants devant toutes ces coupes », a assuré Emma Bates, 17 ans. « Une de mes amies m’a dit qu’elle n’irait pas à l’université car elle est terrifiée par les dettes qu’elle devrait contracter », a-t-elle ajouté dans une allusion au quasi-triplement du plafond des droits universitaires, récemment mis en place par le gouvernement. Plusieurs arrestations ont été opérées quand un groupe de personnes encagoulées, pourchassées par la police, s’est écarté du tracé autorisé pour se diriger vers le centre-ville. Peu après le lancement du défilé à Manchester, des milliers de manifestants ont commencé à marcher dans le calme en milieu de journée dans le centre de Londres, à l’appel notamment du syndicat d’étudiants ULU. Scandant « Non aux coupes dans l’éducation », les protestataires ont défilé au son des tambours et encadrés d’un important dispositif policier, par crainte d’une répétition des violences survenues l’an dernier lors de manifestations similaires. « Ben Ali, Moubarak… Cameron, t’es le prochain », pouvait-on lire sur une banderole, promettant au Premier ministre conservateur britannique David Cameron le même mécontentement populaire que les présidents tunisien Ben Ali et égyptien Hosni Moubarak. Les économies budgétaires prévues par le nouveau gouvernement britannique, visent à quasiment éliminer les déficits publics d’ici à 2014-15. Elles touchent la quasi-totalité des ministères. Selon des chiffres officiels, elles vont entraîner 330.000 suppressions d’emplois dans la fonction publique.
Je m’insurge ! Rien que dans la paulienne introduction, deux petits trucs me chagrinent, parce qu’ils promettent un débat polémique.
1) « Il est implicitement supposé qu’il ne faille pas attribuer au monde des particules ou phénomènes élémentaires une ontologie spécifique de nature à épaissir leur mystère comportemental. » : avec ou sans « ontologie spécifique », le mystère reste entier. On se demande donc comment il serait possible de préjuger de son « épaisseur ».
2) « Le concept d’action et sa signification en physique est à creuser attentivement car étonnement les variables conjuguées qui apparaissent dans la définition « classique » de l’action se retrouvent dans les « inégalités » » : je n’y connais pas grand chose, mais cela n’a rien d’étonnant puisque toute la MQ découle de l’hamiltonien. Je cite Wiki : « La mécanique hamiltonienne, inventée par Hamilton en 1833, est une reformulation de la mécanique classique. Son formalisme a facilité l’élaboration théorique de la mécanique quantique. »
Fin de l’insurrection. 🙂
@Crapaud
D’abord je félicite l’auteur du chapeau introductif à mon article, je ne sais si il revient à Paul ou Julien.
Le principe de moindre action admet 3 formes mathématiques, dans l’ordre historique
Lagrange
Jacobi
Hamilton
Celle d’Hamilton est la plus compléte, le Lagrangien ne prend en compte que l’énergie cinétique et potentielle, il est suffisant dans bien des cas,
•Non commutativité des variables conjuguées.
•Respect du déterminisme.
•Prise en compte de tout le protocole de la mesure.
Autant le déterminisme régit ,apparemment ,le monde macro autant il est choquant en MQ non?
Décohérence.?
@ Tartar
C’est une tres bonne remarque, selon M.Bitbol qui connait son affaire, l’équation de schrodinger est strictement déterministe ! Je traduit cela à ma façon: Si dans un sac ou il y a 10 billes numérotées de 0 à 9, et que chaque fois que on en tire une on ne la remet pas dans le sac, a coup sur vous tirerez le 4 en 10 coups maximum, n’est ce pas une forme de déterminisme ? Ce protocole est quantique, la non remise dans le sac équivalent à la réduction du paquet d’onde,
Le déterminisme fonctionne comme une chaine de causalités.
Le tirage de billes est peut-être une mauvaise métaphore car le geste de la main dans le sac est itératif et répété ad lib à partir d’une situation donnée.
La certitude de tirer le 4 en 10 cps max et aussi vraie que de le tirer en 100000 dans un sac qui en contient autant.
D’après monsieur Bitbol, et d’après n’importe qui s’y connaissant un peu d’ailleurs, l’équation de Schrödinger est déterministe. Ce qui ne signifie pas que la physique quantique soit déterministe.
C’est l’opération de mesure qui, en physique quantique, n’est pas déterministe. Cette opération ne fait pas partie du formalisme (d’où les pb d’interprétations). Si l’on s’en tient strictement à l’équation de Schrödinger, on obtient l’interprétation des mondes multiplies, qui est effectivement déterministe, parce que dans un monde vous tirez 4 boules, mais dans l’autre vous en tirez 5, etc.
de la même manière que l’homme se définit comme créateur Quelques réflexions
Les notions mathématiques de point et de trajectoire impliquent un vide ou un néant que la nature obstinément nous refuse.
Lorsqu’un quantum apparait ce n’est plus un point mais un nouveau monde. Vue de Paris une voiture sur une route Corse est une sorte de quantum dont il est impossible de connaitre à la fois la position et la vitesse et pourtant l’animal sapiens au volant, n’a aucun mal à la conduire concrètement .
Certains concept mathématiques n’existent sans doute que dans notre cerveau, et nous n’avons certainement jamais été créés.
Les concepts mathématiques sont des créations humaines, des outils pour « mesurer » une réalité invisible. Ce ne sont que des représentations conventionnelles formelles, on ne peut pas se représenter un photon, qui n’a qu’une dimension, et ses interactions, dans notre univers habituel à 3 dimensions. On ne peut qu’essayer de le mettre en musique sous forme d’équations, incomplètes faute de pouvoir l’observer dans son habitat.
Et si pour le photon on se débrouille avec la physique des particules réelles et l’électromagnétisme, pour la gravité on ne sait RIEN…
Monsieur Laget, ce genre de sujet me passionne, mais je me demande, comme juan nessy ci-dessus, sur quelles conclusions intéressantes vous débouchez. A mon avis aucune. Je ne vois que deux approches possibles pour résoudre l’insondable mystère de la MQ : celle que je laisse aux spécialistes patentés, juchés sur les hauteurs stratosphériques de leurs modèles, et celle au raz des pâquerettes, par la langue vernaculaire. Evidemment, si vous rêvez de toucher au Graal des physiciens, la 1ère approche est plutôt recommandée, mais si vous cherchez à comprendre la MQ, c’est-à-dire à la relier à notre monde familier, alors seule la 2nde convient. Mais pas longtemps, je dois bien le reconnaître, car il faut bien que les idées, nées de la langue, trouvent une validation mathématique.
Bref, en application de ce point de vue, je vous propose une mienne idée que je soupçonne d’être totalement inédite, à savoir : il existe une autre façon de « courber » l’espace à laquelle matheux et physiciens n’ont jamais pensé. Je n’ose pas trop la préciser ici, par peur du ridicule évidemment, mais il n’empêche, je suis sûr que c’est une nouveauté. Le nouveau type d’espace qui en résulte serait-il celui qui manque pour expliquer la MQ ? Faudrait voir. Quoiqu’il en soit, je crois que seule une idée radicalement originale, a priori totalement étrangère la MQ, pourrait un jour changer la donne et la rendre compréhensible.
@ crapaud
Je ne cherche pas à comprendre la mécanique quantique, comme l’a dit Paul dans le chapeau, je cherche à préciser sa fondation, car il y a tout de méme depuis un siécle un sérieux bémol entre elle la relativité et le sens du réel; d’autre part j’ai la conviction qu’il n’y a pas de rupture ontologique entre le macroscopique et l’élementaire, seulement une question d’échelle qui évidemment a des conséquences sur l’observation et la perception. Je peux faire fausse route, et j’ai droit sur ce théme a des objections fortes qui n’emportent pas ma conviction! Mais tant que j’ai pas compris pourquoi je creuse cette piste ,c’est la vie !
J’appuie les remarques de Crapaud Rouge concernant le style de l’expression en physique.
Einstein aurait dit : « Il y a deux façon d’être un physicien : Soit le physicien est un philosophe qui s’intéresse à une catégorie particulière de questions, soit c’est en fait un ingénieur qui calcule des résultats ».
Je crois que cette distinction n’est pas exactement celle du théoricien et de l’expérimentateur, car on peut être un théoricien et appartenir à la seconde catégorie. De même, l’exemple de Georges Charpak nous montre un expérimentateur de génie qui relevait largement de la première…
C’est pourquoi je crois que l’on peut faire de la physique sans toullier des équations mathématiques, en utilisant la langue ordinaire (qui, comme les mathématiques, recèle aussi ses pièges…). On atteint évidemment un point ou la prédiction d’observables nécessitera l’utilisation de formulations mathématiques, mais en revanche, la recherche et l’expression de nouveaux paradigmes est sans doute beaucoup moins entravée quand on évite les mathématiques.
On ne doit pas non plus considérer que la langue ordinaire est le véhicule du concret, alors que les mathématiques seraient, par essence, abstraites. Les mathématiques sont un langage, dans lequel on peut exprimer aussi bien des trivialités que des considérations très profondes et très abstaites. Elles ont cependant une aptitude à l’abstraction, et ce sens qu’elles peuvent exprimer l’abstraction de façon concise.
Enfin, j’encourage notre batracien écarlate à nous faire part de ses trouvailles : nous sommes entre nous, et il n’y a jamais de ridicule à être créatif!
@Bernard Laget : je vous dois une fière chandelle, Monsieur, car ma petite découverte, qui dormait dans un fichier, aurait pu y rester longtemps si vous ne m’aviez piqué au vif avec ce billet. Hier, imaginant que vous seriez curieux de la connaître, j’ai commencé à échafauder des explications, et j’en suis arrivé, en deux coups de cuillère à pot, à des résultats formidables, alors qu’avant je ne savais qu’en faire.
@Marc Peltier : merci pour vos encouragements, et bravo pour votre petite remarque : « On ne doit pas non plus considérer que la langue ordinaire est le véhicule du concret » : eh oui, la langue véhiculaire véhicule des abstractions bien plus gigantesques que les maths.
Mais foin de préambules, passons aux choses sérieuses : les espaces « fendus ». Prenez un disque de papier, tracez un rayon, découpez ce rayon avec des ciseaux : vous voilà devant un espace fendu. Pour savoir comment ça marche, plaquez le disque sur la table, appuyez deux doigts de part et d’autre de la fente, et écartez. Selon la nature du matériau, 4 cas peuvent se présenter.
1) Le disque conserve son aire, se courbe dans l’espace, prend la forme d’un cône, et il ne reste que les bords de la fente en contact avec la table ==> espace ordinaire de la mécanique classique.
2) Le disque conserve son aire, prend l’aspect de la tôle ondulée, ses points de contact avec la table forment un motif périodique ==> espace gondolé de la mécanique quantique.
3) Le disque conserve son aire, se courbe dans l’espace en formant un pli, des zones restent en contact avec la table, d’autres sont dans l’espace ==> espace fractal.
4) Le disque ne conserve pas son aire mais se comprime, tous ses points restent en contact avec la table ==> thermodynamique.
J’ai aussi trouver comment faire apparaître un motif ondulatoire à partir d’une figure géométrique triviale sur laquelle on applique le principe de dualité. Mais c’est trop long à expliquer ici.
@Crapaud Rouge
Vous présentez de façon très claire et très vivante l’intérêt de la topologie dans la modélisation physique. Je ne suis informé de ce champ des mathématiques que par les articles de revue, mais je crois savoir qu’il est très actif, et qu’il est probable que vos découvertes n’en sont pas.
Néanmoins, votre mérite n’en est pas diminué, car je crois vos remarques très pertinentes. Associer des entités physiques aux déformations d’un espace ou d’un champ est fécond, et j’utilise moi-même cette idée dans mon papier actuellement en évaluation.
Bernard, j’avais bien perçu que mon idée touchait aussi à la topologie, et je n’ignore pas que matheux et physiciens sont friands de « déformations d’un espace », en particulier avec les fibrés. Mais il n’empêche, à ma connaissance, il n’existe pas de principe unique qui préside à la formation de 4 catégories aussi différentes. Si tel est le cas, j’aimerais bien savoir où.
Bonjour, quel est le problème en somme ?
Les observations conduisent à une théorie et celle-ci conduit à un modèle mathématique.
Entre deux la théorie repose sur des postulats dont l’origine n’est ni observable ni mathématique mais prédictive.
Lorsque l’on certifie le modèle mathématique alors il vient confirmer les postulats et la théorie.
Mais s’il conduit ensuite au reniement (soit la suppression volontaire ou involontaire) des observations (une partie des mêmes ou bien d’autres observations nouvelles) alors celles-ci se trouvent comme moulées dans un carcan de formules mathématiques. C’est comme dire qu’il y a fraude.
En somme tout cela revient à dire que c’est truqué, comme dans la crise économique actuelle…
La seule solution est de revenir sur la théorie et les postulats ayant donnés lieu au modèle mathématique faux ou incomplet.
Quand on aura la suite des analyses de données du Large Hadron Collider de geneve on en saura plus .
faut pas oublier que dans le domaine quantique toute les lois (gravité , ect……) ne s’appliquent plus………..
il faut trouver/comprendre quelles sont les lois qui reagissent au niveau quantique……..
autant spéculer comment demarrer une voiture sans la clef (et encore faut aussi trouver la batterie) ^^
Vers la fin de sa vie, Werner Heisenberg s’est vivement intéressé au phénomène de la symétrie en tant que loi universelle. Cette trace me semble plus intéressante que le reste. Le principe de la symétrie dans la nature est en effet d’une importance primordiale, on suppose aujourd’hui même l’existence d’une supersymétrie. Ceci dit, vouloir comprendre l’économie par la voie des sciences ne peut qu’échouer. On la vu durant la crise bancaire: les modèles mathématiques soi-disants fiables à 100 pourcent ont lamentablement prouvé le contraire. L’économie est absoluement dyssémitrique, ou comme disait Benoit (Mandelbrot): fractal.
C’est marrant mais c’est justement les scientifiques en physique quantique qui ont été embauchés en masse depuis 20 ans par les banques pour concevoir les models et les produits financiers pourris de la crise (et d’avant). Une belle théorie détournée au profit de quelques uns.
« Outre une voie d’accès plus directe aux inégalités, je tiens à faire valoir une remarque à ceux qui s’y référent constamment pour parler de l’énergie du vide. Si l’énergie du vide est mathématiquement concevable via l’inégalité :
h/ 4π ≥ E/η
Son inobservabilité viole de plein fouet l’édifice quantique, tant qu’on ne peut la mesurer d’une manière directe ou indirecte ; elle reste un fantôme quantique, c’est-à-dire virtuelle. »
Comme je l’ai lu en commentaire : ben et l’effet Casimir c’est quoi ?
Certes le recours à des particules dites « virtuelles » pour expliquer l’énergie du vide n’est au fond guère plus pertinent que celui du concept de singularité de la Relativité Générale pour expliquer un trou noir ou le Big Bang. Il n’empêche, l’effet est bien observé…
Soit dit en passant, si le phénomène pouvait être totalement expliqué sans aucun recours à un concept quel qu’il soit, c’est rien de moins que l’origine de l’Univers qui le serait ! Il est donc normal que le phénomène en lui-même paraisse suspect et inexplicable…
@Tartar.
Cette necessité de déterminisme est curieuse . Il me semblait qu’une des avancées de la Th.du Chaos l’avait remise en cause avec des arguments forts .
La « flèche du temps » et le « Bifurcations » , l’ irrésversibilité du temps me semblait des acquis .(Prigogine)
Le fait que les equations , classique comme quantiques (et meme relativistes) soient réversibles pose un sacré problème .
Nous sommes d’accord, c’est à peu près l’objection que je faisais, moins bien que vous.
Fantôme :
– Personne, chose qui n’a guère de réalité
– Personne, chose qui n’existe que dans l’imagination ou existe mais ne joue pas effectivement son rôle.
Virtuel :
– Qui n’est qu’en puissance; potentiel, possible.
(source : Petit Larousse 1996.)
Lorsque l’on conclut en jouant d’une manière aussi désinvolte avec le sens des mots, je me pose pas mal de questions concernant la validité des raisonnements qui précèdent…
Vous etes prof de Français ?
tout est histoire d’echelle!!!!!
que que soit a l’echelle micro ou macro les lois changent !!
le probleme est la !!! histoire d’echelle…………….
Voilà. comme la grenouille avec la météo.
(désolé, peux pas m’empêcher de déconner, d’accord avec vous Chester)
Ben moi, je dis : « Nous créons notre propre monde » et « Tout est dans l’idée qu’on s’en fait « na !…mais y’ a personne qui suit…;-)
+1 je te suis , tu as entierement raison 🙂
Si si!
Maman a compris.
Monte dans ta chambre !
Martine
Je ne suis pas tres loin de ce que vous dites à la nuance suivante:
En physique la création théorique est objectivable c’est à dire vérifiable par tout le monde, c’est ce qui fait sa force.
Mais tout philosophe peut la mettre en défaud, cela fait son charme !
Mais si Martine on vous suit.
L’idée que vous défendez – et qui trouve sa pleine justification – est celle prônée par le philosophe Georges Berkeley (1685-1753) :
« L’immense voûte du ciel et tout ce qui orne la Terre, en un mot tous les corps qui composent la puissante forme du monde, n’ont de substance que dans notre esprit [ … ]. Aussi longtemps qu’ils ne sont pas perçus par moi ou n’existent pas dans mon esprit ou dans aucun autre esprit créé, on peut considérer qu’ils n’ont aucune existence ou subsistent seulement dans quelque esprit étemel. » (Philosophical Works).
Ce passage est tiré d’un ouvrage remarquable qui, à mon grand étonnement, a été assez peu cité sur ce blog – mais n’ayant pas lu tous les commentaires, je peux me tromper – : « Les grandes représentations du monde et de l’économie à travers l’histoire, De l’univers magique au tourbillon créateur » de René Passet. Ce livre d’une érudition remarquable met en lien, dans une vision trandisciplinaire, toutes les connaissances acquises, notamment en physique, avec la pensée économique.
Par rapport au thème de ce billet, il est intéressant de lire le lien que fait Passet entre la théorie quantique et la pensée keynésienne.
Je dois préciser aux autres lecteurs du blog que je connais Bernard Laget depuis 40 ans, et que nous avons beaucoup discuté de physique! Je connais donc ses orientations intellectuelles, et la résistance persistante qu’il a toujours manifesté au formalisme quantique, qui rend le « réel » incompréhensible. Je la partage d’ailleurs largement.
Son idée centrale s’exprime le mieux dans le commentaire suivant :
C’est donc la nature de la modélisation qui ferait problème. On modélise le paraître et l’être échappe. Un modèle mathématique abusif, certes parfaitement opérationnel, mais déconnecté du sens physique, ferait obstacle à une compréhension satisfaisante. Pire encore, cet appareil mathématique pourrait introduire des artefacts, qui font courir le risque d’étudier les bizarreries du modèle mathématique et croyant traquer celles du « réel ». J’ai l’impression que c’est ce point qui intéresse Paul Jorion : il est en partie le sujet de son livre « Comment la vérité et la réalité furent inventés ».
Je reconnais, quant à moi, la pertinence de cette critique. Elle agace très marginalement les physiciens, qui ont tellement avancé et conforté leur modèle, et obtenu tant de résultats si probants, qu’elle semble désormais relever de l’histoire ancienne. De plus, l’étude de la transition classique/quantique et le travail d’ingénierie sur les ordinateurs quantiques a permis de préciser ce qu’est la décohérence, et beaucoup de mystères semblent se dissiper.
Les résultats opérationnels de la théorie quantique sont là, très précis et très complets. Mais le sens manque toujours…
Lorsque Bernard se préoccupe de l’être et du paraître, je pense qu’il est implicite pour lui que l’être appartient au paradigme réaliste. La physique parle d’objets tangibles, dont le caractère objectif est la base de notre expérience. Or cette conception du réel objectif est plus qu’en crise : après les dernières expériences d’Alain Aspect, et celles qui ont intriqué des photons sur 140 km, on peut dire sans grand risque qu’elle est désormais condamnée.
Bernard le sait bien, mais il cherche à montrer qu’une autre formulation « aux fondations » permettrait de sauver le réalisme auquel il croit. Il cherche à dissiper l’embrouille initiale pour retrouver une physique sereine dans sa description des objets, et de ce qu’il advient lorsque nous intéragissons avec eux. Il dit donc qu’un autre paradigme est nécessaire, mais je comprends qu’il s’agit d’un paradigme formel, d’une nouvelle expression d’un rapport entre nous et l’Etre, mais qui reste d’une part dans l’ordre de l’intelligible, et d’autre part ne remette pas en cause ce qu’il appelle le « physique », que je n’ai jamais pu distinguer, dans nos discussions, du réalisme local tel que le concevait Einstein.
Je pense aussi qu’un autre paradigme est nécessaire, mais qu’il ne suffira pas de corriger le formalisme pour retrouver le réalisme heureux. Le réel objectif lui-même est perdu, et il faut accepter de prendre au pied de la lettre le « Free will theorem » qui est l’expression la plus récente et la plus claire de son acte de décès.
Nous devons l’admettre, il n’existe pas de réel stable antérieur à l’expérience, et ça n’est pas qu’une question de formulation. Seule la relation entre les systèmes physiques a un caractère de réalité, et le réalisme doit être déplacé des objets aux relations. Nous devons reconsidérer et réexprimer la contingence physique dans ce cadre.
J’espère que vous pourrez lire bientôt ici un billet où je développe cette idée, comme l’expression d’un principe de relativité informationnelle.
Avant toutes choses, je me réjouis d’un retour, sur le Blog, de sujets autres que l’économie et la crise; et il n’y a pas que la physique; loin s’en faut à qui veut se cultiver !!
Donc, Merci à Paul de son ouverture culturelle.
Merci aussi à Marc Peltier de compléter un peu mon article, je dois dire que j’ai réduit mon texte initial pour ne pas prendre trop de place sur le Blog, et me suis éfforcé d’étre clair sans trahir les auteurs auxquels j’ai eu acces : Heisenberg, De Broglie, Einstein, Feynmann, Aspect, Prigogine………mais il manque Bohr dont on trouve peu de trace en librairie.
Je pense profondément que la physique est d’abord conceptuelle, compréhensible par un enfant de 10 ans sans mathématiques, sans 10 pages d’équation qui noient le poisson !
Je persiste à penser, comme l’a exprimé Aspect, que l’objection EPR en dépit du désaveu expérimental , reste fondamentale à qui s’intérroge sur le réel. Nous sommes d’accord les inégalites de Bell sont violées et partant il n’y a pas de variables cachées aux particules intriquées, c’est tout ce que l’on peut dire; en faisant remarquer qu’il n’y a pas une violation physique de la localité; en effet on ne peut pas tirer parti d’une information transmise certes instantanément, car et Aspect l’explique sans ambiguité il faut prévenir l’autre observateur du résultat à attendre, et cela ne peut se faire que au mieux , à la vitesse de la lumiére./
Je lis en ce moment « Le tout et la partie » d’Heisenberg, ou il raconte un entretien qu’il a eu (jeune doctorant) avec Einstein alors que commençait la construction quantique j’ai retenu l’idée suivante émise par Einstein à un changement de paradigme. « Il est impossible de changer de paradigme et de concepts sans s’appuyer sur ceux qui existent préalablement, une nouvelle theorie ne peut sortir que des anciennes, et cette dérivation assure leurs compatibilité »
J’attire l’attention de Marc, en particulier, sur ce point; et trouve un encouragement à ma propre démarche à creuser et recreuser minutieusement ce qui précede, c’est ainsi que je suis arrivé au concept d’ »etre et du paraitre » qui bien analysé pourrait étre utile à un nouveau paradigme, je dis « pourrait ».
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Voilà une sage remarque qui replace l’intérêt du débat et rejoins, en un sens, la judicieuse remarque de Crapaud Rouge :
L’observation des objets n’a d’intérêt, à mon sens, que si elle est replacée dans un contexte interactif, relationnel, un cadre de pensée écosystémique dans lequel pourront dialoguer efficacement sciences physiques et sciences humaines.
J’attends votre billet avec hâte. 🙂
L’être et le paraître ? Non, trois fois non ! Faux problème. Que les atomes soumis à interférences se disposent réellement en suivant une onde, ou qu’on les voit seulement ainsi alors qu’ils se disposeraient autrement, ou qu’ils soient ontologiquement des ondes, ou qu’ils ne peuvent faire autrement qu’engendrer une onde, ou que cette onde ne soit qu’un artefact, c’est-à-dire le fruit d’une illusion, etc. etc. c’est kif-kif : il y a là du réel incontestable, d’où qu’il nous vienne, quelque soit la façon dont on l’interprète. Je persiste et signe : le distinguo être/paraître est un a priori négatif et stérile qui suppose qu’une autre réalité se trouve comme cachée par la réalité constatée.
@Marc : « la résistance persistante qu’il a toujours manifesté au formalisme quantique, qui rend le « réel » incompréhensible. » : d’après votre phrase, c’est le formalisme qui serait la cause de l’incompréhension. Non, c’est l’incompréhension qui est la cause de ce formalisme, une incompréhension qui vient du fait que l’on a plaqué le modèle de l’onde sur la lumière pour expliquer les franges d’interférences de Young.
« Lorsque Bernard se préoccupe de l’être et du paraître, je pense qu’il est implicite pour lui que l’être appartient au paradigme réaliste. » : rien n’assigne l’être à l’existence. Les licornes n’existent pas, ce n’en sont pas moins des êtres. Grégoire Samsa n’existe pas, c’est pourtant un être dont toutes les caractéristiques peuvent être vérifiées dans La Métamorphose.
« une autre formulation « aux fondations » permettrait de sauver le réalisme auquel il croit. » : la littérature est souvent « réaliste » et pourtant : rien de ce qu’on y trouve n’existe, ou rarement, ou seulement par bribes, ou déformé, ou mensonger, etc. Le seul moyen de « sauver le réalisme » c’est d’arriver à comprendre. Mais il a dit qu’il ne cherchait pas à comprendre.
« Il dit donc qu’un autre paradigme est nécessaire » : tout le monde est d’accord sur ce point…
« Seule la relation entre les systèmes physiques a un caractère de réalité, et le réalisme doit être déplacé des objets aux relations. Nous devons reconsidérer et réexprimer la contingence physique dans ce cadre. J’espère que vous pourrez lire bientôt ici un billet où je développe cette idée, comme l’expression d’un principe de relativité informationnelle. »
Tout à fait d’accord comme disait Landauer, « Information is physical » et je pense qu’il faut maintenant aller plus loin et poser l’information comme fondement de la physique.
@ Crapaud rouge
J’ai bien précisé les limites que je donne à mes réflexions sur la physique, et je ne doute pas que d’autres esprits puissent avoir plus de hauteur de vue que les miennes.
Je ne peux que vous dire qu’il s’agit d’un travail intellectuel sérieux, et que je me méfie viscéralement de ceux qui comprennent trop vite; et en écrivant travail sérieux j’accepte qu’il puisse ne pas étre brillant.
A ce stade de nos échanges, je maintiens la distinction entre « etre et paraitre »
« le réalisme doit être déplacé des objets aux relations » : mais n’est-ce pas ce que font déjà les spécialistes à travers tous les opérateurs qu’ils inventent ? (Entre autres choses.) Quant à l’information comme nouveau paradigme de la physique, tout le monde en parle mais personne n’en fait.
@ crapaud rouge
On ne peut que vous remercier de plier du papier sur votre table, et vous remercie des idées profondes qu’il en résulte !
Merci et bravo
@Crapaud rouge
Je ne vous comprends pas bien. Toutes les conceptions du réel ne sont pas équivalentes! Ou bien faites-vous du réel, affecté de la propriété « incontestable« , un postulat tel que toute question à son égard est vaine?
Admettriez-vous, par exemple, que l’on puisse voir dans ce « réel incontestable » un empilement de représentations, incontestables peut-être, mais relatives?
Pour ce qui est de votre second commentaire de 15h18, vos observations sont justes, mais leur rigueur est mal venue : chacun aura compris qu’avec ce modèle on ne comprend rien, et que Bernard est dans l’état d’esprit que défendait Einstein auprès de Niels Bohr : le réalisme local…
@ Crapaud Rouge
« Je persiste et signe : le distinguo être/paraître est un a priori négatif et stérile qui suppose qu’une autre réalité se trouve comme cachée par la réalité constatée. »
Mmh, pas d’accord, je vais prendre un exemple d’astrophysique tout bête, celui des effets de lentille gravitationnelle. Petit rappel : certains objets comme les quasars peuvent créer des illusions d’optique en déviant la lumière émise par un autre objet situé « derrière » le quasar. Je résume grossièrement la chose, hein…
Avant que le phénomène ne soit compris – ce qui ne prit certes pas trop de temps car Einstein l’avait prévu – il y avait bien une réalité cachée, celle de l’objet situé derrière le quasar, et une autre réalité, faussée celle-là, d’objets tout à fait virtuels pourtant issus d’observations irréfutables. Un superbe exemple ici : http://hubblesite.org/gallery/album/pr1998037b/
Mais il en va de même pour l’infiniment petit, où l’observation même empêche toute certitude concernant la réalité de l’objet observé.
@Marc : « Ou bien faites-vous du réel, affecté de la propriété « incontestable« , un postulat tel que toute question à son égard est vaine? » : oui ! La seule chose qu’on puisse tirer du réel ce sont des données, tout le reste n’est que modèles ou représentations qui servent à les faire tenir ensemble.
« Admettriez-vous, par exemple, que l’on puisse voir dans ce « réel incontestable » un empilement de représentations, incontestables peut-être, mais relatives? » : ah ça, pour être relatives, elles le sont ! Relatives à leur histoire qui aurait pu suivre d’autres bifurcations. Relatives à l’épistémologie qui est tellement contestable qu’une physicienne a élaboré une méthode de rationalisation, la MCR, qui pose que le réel est un postulat. Je rangerais d’ailleurs les travaux de Bernard dans la catégorie épistémologie : c’est un courant fort honorable mais auquel je ne crois plus.
Pour moi, il y a deux mondes : celui du le réel que nous percevons en captant des données comme si nous étions dans une grotte, et la mémoire au sein de laquelle les données deviennent de l’information puis des théories. Les paradoxes viennent du fait que l’information n’obéit pas aux lois de la physique, ( et ce, bien qu’elle en dépende à 100%), mais de celles de la mémoire. Qui n’intéresse pas grand monde. Sauf votre serviteur, évidemment, mais qui n’a pas le temps d’y réfléchir. 🙂
@Crapaud Rouge
Dire que nous ne pouvons tirer du réel que des données, le considérer comme un postulat, revient à dire que seule l’expérience du réel est le réel. De cette expérience, incontestable en elle-même, nous tirons des représentations. Si je résume bien votre pensée, nous sommes entièrement d’accord.
Cependant, l’usage du mot réel est alors source de malentendus, car le « réalisme local » est un concept historiquement très bien formé par les dialogues Einstein/Bohr, le paradoxe EPR, les expériences d’Aspect, etc… et vous conviendrez qu’il ne s’agit plus de la même chose…
Le réel dont vous parlez n’est plus celui d’objets extérieurs à toute expérience, porteurs de propriétés dont la permanence explique les régularités des phénomènes. C’est un réel de la cohérence des représentations, appuyées sur les « prises de données » qui sont postulées « incontestables ». Vous appelez « prise de données incontestables » ce que j’appelle « relation considérée comme seule réelle ». Je pense que c’est la même idée, et qu’il ne s’agit plus du tout de réalisme local au sens d’Einstein. Il vaut mieux, dans ce cas, ne plus utiliser les termes « réel », ou « réalisme ».
C’est bien ce que je voulais dire par : « il faut déplacer le réalisme des objets aux relations, et reformuler la contingence physique dans ce cadre ».
@Crapaud Rouge
Merci pour le lien sur la MCR. J’avais déjà croisé ces idées, mais elles m’étaient sorties de la tête, bien à tort!
@Marc : réalisme local ? Ah d’accord, je commence à comprendre ! Viser à rétablir le « réalisme local » est une approche de la MQ à laquelle je ne pensais pas du tout. Mais justement, avant de découvrir votre post, je comptais dire que le pb fondamental est finalement qu’une corrélation faite entre particules se maintient envers et contre tout. Mais, au lieu d’y voir une fausse réalité cachant une vérité voilée, je préfère la prendre pour un fait, et chercher une compréhension satisfaisante. Googlant « réalisme local », j’ai trouvé ici (pdf) un texte intéressant qui abonde dans votre sens. Voici un extrait de son introduction (c’est moi qui souligne) :
« En revanche cette mécanique quantique est extrêmement difficile à interpréter en tant que description des choses. Et quand on tente de le faire on tombe immanquablement sur des descriptions dans lesquelles certains événements ont des effets considérables se produisant instantanément à des distances arbitrairement grandes: on est donc obligé d’admettre quelque chose d’entièrement nouveau, à savoir l’existence d’influences instantanées ne décroissant pas avec la distance. Pour faire bref, on parle, à leur sujet, d’influences non locales. Il est vrai que ces influences ne peuvent servir à transmettre de l’énergie ou des signaux. Mais elles n’en sont pas moins là. De sorte qu’on aboutit à une description de la réalité fondamentale qui la rend totalement différente des phénomènes que nous observons: lesquels, par conséquent, doivent être considérés comme n’étant que des apparences. Pour parler de cette réalité fondamentale Bohm dit qu’elle satisfait à un ordre implicite. A son sujet, je parle, moi, de réel voilé. De toute manière ces influences non locales semblent conférer à la réalité fondamentale un caractère de globalité tout à fait contraire à cet atomisme philosophique dont nous parlions. Bref, celui-ci est une description trompeuse de celle- là. »
Pour rétablir le « réalisme local », je ne vois guère qu’une solution : faire intervenir… l’intervention humaine ! En effet, les corrélations n’existent pas en soi dans la nature, ce sont nous les humains qui les établissons. Pour le singe qui voit la lune dans le ciel, celle-ci a un comportement parfaitement aléatoire. Pour deux photons corrélés dont on ne saurait pas qu’ils le sont, et pour lesquels on ne chercherait pas à prouver leur corrélation, on ne constaterait aucune influence mystérieuse. Il faut en conclure que ce que l’on constate provient, non pas de la réalité, mais de notre mémoire : l’on peut prédire le comportement de la lune parce que l’on a auparavant identifié cet objet comme étant unique, ce que le singe ne sait même pas. De même pour les photons corrélés : si l’on ne savait pas qu’ils ont une même origine spatio-temporelle, il n’y aurait pas de problème, on interprèterait les résultats en évoquant une influence normale de l’un sur l’autre. Donc, ce que l’on observe dans l’expérience d’Aspect, c’est la corrélation d’origine : on a l’impression qu’elle se maintient à travers l’espace-temps mais cela vient du fait que c’est elle que l’on observe !
Il y a belle lurette que j’avais trouvé une cause au paradoxe d’Aspect, mais pas d’argumentaire pour l’expliquer. Cette cause, c’est que la corrélation ne se constaterait pas si l’on ne faisait pas un rapprochement des résultats des 2 branches de l’expérience : elle est donc dû à l’intervention humaine, ce qui justifie d’y voir un artefact. (Bravo Paul !) Mais pour convaincre, il faut trouver un modèle logique de l’expérience où la distance entre les appareils ne joue aucun rôle, (ou devient comme nulle), à cause de l’intervention humaine susdite. Pas facile.
Ah, qu’il est difficile d’éviter les malentendus!
Je ne cherche pas du tout, quand à moi, à retrouver un réalisme local, ou même un réel « voilé » ou « non local ».
Le changement de paradigme serait, à mon idée, de ne plus se référer à ces diverses conceptions du réel. La relation (ou, dans votre formulation, « prise de données ») est. Vous la dites incontestable, et vous pensez qu’il est vain d’y voir autre chose que ce qu’elle est. Soit. J’agrée complètement.
Tâchons alors de voir s’il est possible de rendre compte de la contingence physique que nous subissons, de la régularité des phénomènes que nous observons, et donc de la capacité de les prévoir, à partir de ce principe : la seule référence, le seul point d’appui, c’est la relation incontestable entre deux systèmes. Relativité universelle, en somme.
Absolument tout ce que la physique considère ou manipule est le produit d’intéractions « antérieures », ou, pour éviter d’impliquer le temps, quelque chose d’hérité. Chaque être physique est ainsi, implicitement, une « histoire ».
Dans le paradigme courant, cette « histoire » est celle de propriétés transmises, de quantités conservées, de transformations comportant une invariance, etc…, affectant des entités réelles, dans le temps et dans l’espace.
Dans un paradigme, à construire, basé sur la considération des seules relations, rien ne peut se transmettre, car on ne suppose pas, par hypothèse, d’entité permanente entre les relations, qui se transmettrait de relations en relations (ce serait une autre façon d’introduire un « réel d’objets » extérieur aux relations). Il faut alors considérer que la majorité des relations se font entre représentations, par un traitement de nature informationnelle, qui crée une nouvelle représentation, laquelle constitue un nouveau système capable d’entrer en relation, etc…
L’héritage qui constitue les systèmes en relation est alors d’essence informationnelle, et récurrente, et la relativité est partout. Les termes de base des récurrences informationnelles ont nécessairement un caractère ontologique de réalité, mais il peuvent éventuellement être inaccessibles à la physique par des effets d’horizon (comme on en connait dans toutes les théories de relativité).
Peut-on reconstruire une physique au moins équivalente à celles issues de conceptions réalistes dans leurs différentes variantes, dans ce paradigme relationnel et informationnel? Vaste programme, j’en conviens!!!
quant à moi… pardon!
@Marc Peltier
Je n’ai jamais pensé que les attributs de masse, force, d’énergie, fréquence, durée soient quintéssentiels du réel, bien au contraire, ce sont des artefacts utiles et abstraits, ce n’est pas parcequ’ils sont devenus familers qu’ils nous en disent plus d’une réalité ontologiquement inaccéssible. Je leur attribue un « etre » au titre précisémment de cette familiarité. Pour illustrer ce fait, les inégalités d’Heisenberg justifient l’impossibilité de définir une trajectoire à l’électron car sa position est indéterminée, ce faisant les inégalités utilisent les attributs classiques de position , quantité de mouvement, énergie fréquence pour mettre encause ces attributs mémes. Les concepts Newtonniens restent chez Heisenberg !
En relisant ce billet et la remarque suivante de Marc Peltier :
« C’est donc la nature de la modélisation qui ferait problème. On modélise le paraître et l’être échappe. Un modèle mathématique abusif, certes parfaitement opérationnel, mais déconnecté du sens physique, ferait obstacle à une compréhension satisfaisante. Pire encore, cet appareil mathématique pourrait introduire des artefacts, qui font courir le risque d’étudier les bizarreries du modèle mathématique et croyant traquer celles du « réel ». J’ai l’impression que c’est ce point qui intéresse Paul Jorion : il est en partie le sujet de son livre « Comment la vérité et la réalité furent inventés ».
Je pense à l’ ouvrage de René Thom « Prédire n’est pas expliquer » – ne peut t’on mieux résumer les insatisfactions que suscite, en dépit de ses succés la physique quantique !
Bernard Laget
Au fait qu’y avait-il avant le Big Bang ?
Je pose cette question limite hors sujet,mais puisqu’on à la chance d’avoir des scientifiques sur ce blog,j’en profite.
Certains me dirons : La question ne se pose pas puisque ni l’univers ni le temps n’existaient avant le Big Bang.
D’autre me dirons que le temps a toujours existé d’un point de vue humain,mais comme nous n’existions pas à ce moment là,inutile de poser la question ( comme si on ne pouvait pas considérer l’infini temporel d’un point de vue humain )
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C’est là que la science se contredit : les scientifiques nous disent qu’on ne peut rien créer à partir du « rien »,mais sont incapable de nous dire pourquoi l’univers s’est constitué à partir du « rien ».Il y avait forcément quelque chose avant ce Big Bang !
Pourquoi nier systématiquement l’opération Divine alors que nous ne conceptualiserons jamais l’infini du temps d’un point de vue humain,que cela nous dépasse,et que par conscéquent cette logique est supérieure à nous,donc Divine.
Voilà,mon coup de gueule à la communauté scientifique.
Adepte du Dessein Intelligent??
Jean Staune et ses théories auraient-elles « contaminées » votre esprit? 🙂
Horizon, achetez le dernier bouquin d’Etienne Klein!
Qu’est ce qu’il y avait avant Dieu?
@Horizon
Votre question revient à poser la suivante : pourquoi y a t’il quelque chose plutôt que rien ?
La science n’a pas l’ombre d’une réponse à l’heure actuelle, la religion par contre … 🙂
Les physiciens aujourd’hui préfèrent le principe d’indiscernabilité qui est bien plus profond que le principe d’incertitude d’Heisenberg.
Par exemple avec l’expérience des fentes de Young si rien dans le dispositif expérimental nous permet de déduire par quel chemin passe la particule, celle ci aura un comportement quantique.
Si on change le dispositif expérimental de manière à savoir par où passe la particule sans perturber celle ci, l’effet quantique disparaît. On va dire qu’on perturbe forcement la particule et bien non comme le prouve l’expérience de Constance réalisée avec un interféromètre Mach-Zehnder et des atomes de rubidium.
Ce qui est étonnant c’est que notre simple ignorance puisse induire un effet physique.
Je dirais intuitivement que la décohérence nous laisse seulement mesurer des états « propres », pour lesquels la mesure donne les incertitudes bien connues, liés aux relations d’anticommutation, et généralisées dans les manips EPR dans la mesure ou des états propres à deux particules sont des choses pas évidentes.
Mais si on se demande ce qui se passe « avant » l’état propre, comment on y est arrivé, et c’est ce qu’on taquine en ce moment en chimie par des « sondes atto-seconde », on retrouve des ondes noyées dans les tourments qu’elles doivent connaitre, sans référence, dans les états transitoires, aux états propres (ou seulement par le truchement de projections sur iceux, ce qui n’ajoute rien au contenu d’information). C’est l’ensemble des décohérences qui suivront ces premiers transitoires, et qui sont des transitoires avec un système plus grand, qui feront passer aux états propres et oublier les origines de la formation d’un atome à partir d’un électron et d’un proton par exemple. Il faudrait déjà bien s’habituer à ça pour « refaire la MécaQ de li’ntérieur »,
… un avis en passant qui ne vaut que de façon floue je l’admets.
La decoherence est le résultat de l’environnement qui contraint le système à avoir des états discernables (en opposition à la notion d’indiscernabilité dont je parlais plus haut).
@ CHR
J’ai du mal à comprendre comment on peut détecter le passage sans la moindre perturbation, mais si cela est possible; alors il faut en déduire qu’une cognition d’ordre mental influe la réponse ou le comportement de la particule, tout au moins jusqu’a la décohérence quantique., et la nous changeons non pas de paradigme, mais de monde.
Bernard Laget
vous avez du mal à comprendre comment on peut détecter le passage sans la moindre perturbation..eh bien c’est normal l’expérience n’est pas facile à réaliser mais elle a été réalisée, pour en savoir plus rapprochez-vous du physicien Valerio Scarani.
Je ne sais pas si on change de monde mais ce qui est certain c’est que cela va au-delà de la conscience de l’observateur puisque celle ci n’est même pas nécessaire puisque vous pouvez faire réaliser ce type d’expérience par des automates qui enregistreront le résultat.
@CHR
Détection sans aucune perturbation? Vous nous intriguez! Il y a là de quoi saper les fondements même de la M.Q.!
Pourriez-vous développer un peu plus, ou nous fournir un lien?
Pour la détection sans interaction, lire dossier La Recherche n°68 juillet/sept 2010, article : « voir sans regarder », de Paul Kwiat, Herald Weinfurter, Anton Zelinger. D’après un encadré, ces recherches relèvent du domaine de « l’interrogation quantique ». Ca semble hallucinant à première vue, mais quand on a le courage de suivre pas à pas les mécanismes, c’est bête comme chou.
@ CHR
Alors pour le coup c’est encore plus fort car la « nature » saurait qu’un appareil de mesure non perturbatif a voulu l’enregistrer, je dirais méme plus……..c’est encore plus fort!
Je vais aller voir si je peux trouver sur la toile votre physicien, sans le perturber !
Marc Peltier
Ref de l’expérience de Constance réalisée avec un interféromètre Mach-Zehnder et des atomes de rubidium publiée dans Nature:
S.Dürr, T.Nonn, G.Rempe, Nature 395 (1998) 33
Mesures sans perturber :
vous faites peut être allusion à ça
Quantum_nondemolition_measurement
C’est quand l’état final est exactement l’état mesuré. Donc pas de panique sur l’axiome de projection. Je crois que ça a été fait avec des atomes et des cavités, bientôt du « business as usual » ?
Le principe de la manip:
Pour les gros atomes il est relativement facile de modifier l’etat physique d’un électron surtout les électrons périphériques. C’est en modifiant sur un chemin l’etat d’un électron notamment son énergie que l’on pourra introduire la discernabilité et faire disparaître les interférences sans influencer le mouvement du noyau.
Oui, Centre Hospitalier Régional.
Je profite de l’influence de la mesure pour reprendre un récent principe de « perturbation volontaire » dans l’action.
Soit, dans l’anneau d’accélération de particules entre la Suisse et la France, ITER, je pense, a été introduit de façon volontaire une variation alternative des champs magnétiques afin d’obtenir une moyenne des imperfections. (différences même minimes d’intensité)
Ainsi, ça gagne en stabilité par compensation. Du bancor, en gros.
Pour une fois que la finance peut apporter quelque chose à la Science, ce serait dommage de passer à coté 🙂
Ce principe peut, je pense, être donc étendu à la mesure en faisant varier volontairement son action.
@CHR
Ce qui est étrange c’est que le sujet de la MQ chauffe très fort sur ce blog depuis que Paul a lancé sa phrase « La vérité sur le soleil » et que quasiment en simultané, je viens de publier un article qui tente de faire la synthèse de ce qu’est la MQ à destination des non spécialistes et maintenant l’article de B. Laget.
Dans mon chapitre sur les bases de la MQ, je mets en tête le principe d’indiscernabilité trouvé dans le livre de Scarani « »Initiation à la physique quantique ».
Il est énoncé comme suit :
« Les interférences quantiques (IQ) apparaissent lorsqu’une particule peut emprunter plusieurs chemins pour arriver au même détecteur et que ces chemins sont indiscernables après la détection »
Scarani précise que les physiciens ont renoncé à expliquer les IQ
@Bernard Laget
Oui Valério Scarani répond aux mails car je lui ai écrit récemment.
Il n’est peut être pas judicieux que je note ici son adresse mail mais je peux vous l’envoyer si vous m’écrivez sur zevengeur[arobase]free.fr
(Et si vous ne l’avez pas trouvée sur le net !)
Je me suis un peu renseigné ; il y aurait des articles qui clonent les travaux d’Anton Zeiilinger, d’origine du sud est asiatique, en gros des doctorants « géniaux » d’une université qui veut se mettre en valeur ( Singapour ou autre) déposent sans controle d’un comité scientifique des clonages de véritables articles en faisant varier les expériences dont bien sur les conclusions sont concluantes.
Il semble en définitive que ce soient les revues scientifiques qui filtrent le mieux à travers leurs propres comités scientifiques, bref ! le site de l’universté de Cornell xarchiv ne filtrerait pas tout, prudence donc. Personnellement je vais sur » perimeter institute » (PI) de l’université d’ottawa ou le staff de profs dont Lee Smollin fait partie, controle plus sérieusement ce qui est produit par les postsdoc.
Zevengeur
« Ce qui est étrange c’est que le sujet de la MQ chauffe très fort sur ce blog depuis que Paul a lancé sa phrase « La vérité sur le soleil » et que quasiment en simultané, je viens de publier un article qui tente de faire la synthèse de ce qu’est la MQ à destination des non spécialistes et maintenant l’article de B. Laget. »
Peut-être une corrélation mystérieuse? En tout les cas cette notion d’indiscernabilité qui est au cœur de la MQ nous révèle que la réalité n’est pas indépendante de la structure de notre esprit puisque l’effet se produit (interférence) lorsque c’est « nous » et (non pas la particule) qui sommes incapables de discerner un chemin plutôt qu’un autre.
Je reconnais tout le travail que vous avez fourni pour la conception de cet article, et sans vouloir le remettre en cause il manque juste une synthèse conceptuelle en introduction avant de se plonger dans les calculs et les liens réalisés entre les équations (nombreuses) du domaine de la TQ.
Car en effet, à première lecture on a du mal à percevoir l’idée forte de votre travail.
@ zevengeur
merci , BL
« Pourquoi nier systématiquement l’opération Divine alors que nous ne conceptualiserons jamais l’infini du temps d’un point de vue humain,que cela nous dépasse,et que par conscéquent cette logique est supérieure à nous,donc Divine. »
Peut être qu’au contraire nous conceptualiserons tous l’infini un jour, dans la mort???
Comme disait Prévert
Être où ne pas être c’est peut être aussi la question ……
Intriquant non?? 😉
« Pourquoi nier systématiquement l’opération Divine alors que nous ne conceptualiserons jamais l’infini du temps d’un point de vue humain,que cela nous dépasse,et que par conséquent cette logique est supérieure à nous,donc Divine. »
Ce qui me dépasse, c’est surtout que l’on puisse encore écrire ceci en 2011 !
@ DUP
J’ai entendu dans la bouche de Jean D’Ormesson l’idée suivante : « que nous soyons athés ou croyants, nous avons la certitude d’un infini, celui qui suivra notre mort » je trouve cela assez fin et délicieux.
Tiens, étonnant ! De vieux souvenirs pour ce qui me concerne. Et je partageais aussi une interrogation devant cet artifice quantique. Je me demandais si on n’éludait pas une autre difficulté, à savoir la causalité, remplacée par cet espèce de synchronisme probabiliste. Si l’outillage mis en oeuvre ne s’intéressait pas finalement plus à l’interaction observée (et réduite) qu’à la nature des phénomènes. Si la disparition de l’éther, contoverse du 19ème siècle n’était pas dissoute dnsa un vide si plein d’énergie. Si un mode de pensée essentiellement matérialiste, et donc tourné vers la particule, n’était pas à l’oeuvre, une nostalgie du saillant sur le prégnant; si, enfin, on ne devait pas considérer tout phénomène physqiue comme l’aboutissement des mécanismes matériels, d’une part, mais aussi d’une matérialisation venant d’une autre direction, moins soumise au temps et à la causalité, mais certainement avec ses propres règles, que nous ignorons encore.
J’arrête de boire.