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L’interprétation de la Physique quantique est souvent victime du dualisme
dimanche 17 décembre 2023, par
L’interprétation de la Physique quantique est souvent victime du dualisme
Qu’est-ce que le dualisme ? C’est une conception philosophique, notamment issue des religions, qui divise le monde en deux, d’un côté la vie et de l’autre la mort, d’un côté l’être et de l’autre le néant, d’un côté l’âme donnée par dieu et de l’autre le monde matériel, d’un côté la sainteté et le paradis et de l’autre le pêché, d’un côté l’esprit de l’autre le corps, d’un côté l’homme de l’autre la nature.
Quel rapport cette vieille question philosophique du dualisme peut-elle avoir avec la Physique quantique ? Nombre de commentateurs des expériences quantiques en déduisent que c’est l’esprit de l’expérimentateur qui a déterminé le résultat de l’expérience, niant ainsi non seulement l’objectivité des résultats mais, du coup, l’objectivité de l’existence même de la réalité matérielle.
Certains en déduisent même que nous vivons non dans un monde matériel mais dans une simulation fabriquée par notre esprit. Peut-on réellement déduire une telle affirmation des expériences quantiques les plus étonnantes (fentes de Young, expérience du type EPR, expérience d’Aspect, intrication, décohérence, réduction du paquet d’ondes, chat de Schrödinger ou autres) ?
Dans cet article, nous voulons montrer que le vide quantique, considéré comme la véritable base matérielle du monde, donne une réponse tout à fait satisfaisante qui permet d’interpréter toutes les expériences quantiques contraires à notre ancien réalisme ou matérialisme tout en rejetant le dualisme, le positivisme et l’agnosticisme (philosophie qui affirme que nous ne pouvons pas trancher). Le « virtuel » y est considéré comme réel et le « réel » seulement une construction à partir du virtuel.
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article1469
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article1324
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4519
http://www.matierevolution.org/spip.php?article4516
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article43
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article923
Rappelons en effet que la « réalité » d’une particule n’est rien d’autre qu’une question d’énergie suffisante, laquelle est transmise par le boson de Higgs à une particule dite auparavant « virtuelle ». La réalité de la particule est durable mais la particule qui l’obtient ne l’est pas. Cette « réalité » transmise par le Higgs saute d’une particule virtuelle à une autre. Et c’est cela qui est cause de tous les étonnements que l’on constate en examinant les expériences quantiques ! Mais c’est aussi le moyen de les expliquer tous sans nier la réalité matérielle, la vraie, celle des particules dites virtuelles, c’est-à-dire celle du vide quantique. C’est cela qui explique aussi bien l’expérience des fentes de Young, le caractère probabiliste de la présence d’une particule, les inégalités d’Heisenberg et autres « bizarreries quantiques »…
La physique quantique nous condamne-t-elle à ne pas décrire du tout la réalité sous-jacente aux lois de la physique ? Pas du tout !
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3835
La matière existe objectivement, eh oui !
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4427
La physique quantique nie-t-elle vraiment que la matière existe ? Disons qu’elle affirme, souvent de manière dite « positiviste » et à notre avis à tort, que l’on ne peut pas trancher sur l’objectivité de la matière.
« Bohr explique qu’il est impossible d’obtenir une séparation bien nette entre le comportement des objets atomiques et leur interaction avec les appareils de mesure qui définissent leurs conditions d’existence. Cela signifie que la vitesse d’une particule, par exemple, n’est pas une propriété de la particule, mais une propriété partagée entre la particule et l’instrument de mesure. De cela, Bohr déduit que l’on doit bien se garder de tout raisonnement sur la réalité objective non observée. » écrit Etienne Klein dans « Regards sur la matière ».
Le physicien quantique Werner Heisenberg explique que c’est la séparation radicale entre l’« objet » et l’observateur à travers ses appareils de mesure qui est illusoire :
« En physique classique, la science partait de la croyance - ou devrait-on dire de l’illusion ? - que nous pouvons décrire le monde sans nous faire en rien intervenir nous-mêmes. [...] La théorique quantique ne comporte pas de caractéristiques vraiment subjectives, car elle n’introduit pas l’esprit du physicien comme faisant partie du phénomène atomique ; mais elle part de la division du monde entre « objet » et reste du monde, ainsi que du fait que nous utilisons pour notre description les concepts classiques. Cette division est arbitraire. »
Il est exact que des physiciens quantiques éminents ont dit qu’on ne pouvait confirmer l’existence d’une matière indépendante de la pensée humaine :
Heisenberg :
« Il n’y a pas de monde quantique. Il y a seulement une description quantique abstraite. Il est erroné de penser que la tâche de la physique est de savoir ce qu’est la Nature. La physique s’occupe de ce que nous pouvons dire sur la Nature. »
Bohr :
« Vous voyez, la description de la mécanique quantique se fait en termes de connaissance. Et la connaissance nécessite quelqu’un qui connaît ».
Pourquoi la physique quantique nous pose autant de problèmes philosophiques ?
Prenons une particule et examinons son cheminement à travers un trou assez étroit. La particule émise d’un côté sort de l’autre côté, mais si le trou est étroit (de l’ordre de la longueur d’onde), la particule perd sa directionnalité. Que s’est-il passé. On dit qu’elle a diffusé. Mais ce que cela signifie pour un corpuscule ou pour une onde n’est pas identique. Un corpuscule muni d’une vitesse ne devrait pas diffuser, alors que, pour une onde, c’est normal. Mais la physique quantique répond que la particule ne peut connaître en même temps sa position et sa vitesse (inégalités d’Heisenberg) et, en passant par le trou, la connaissance de la position est trop grande pour conserver l’information de la vitesse. Que signifie pour la particule cette inégalité d’Heisenberg. Où se situent ces informations dans la particule, pour la physique quantique, c’est motus et bouche cousue. Aucune sorte de réponse ! Or, nous avons là un phénomène ultra simple. C’est seulement l’image de complémentarité onde/corpuscule qui passe mal… par le trou ! Et cela pour une raison fondamentale : personne n’est capable de nous donner une image de la relation entre l’existence sous forme d’onde de la particule et son existence sous forme de corpuscule...
Dans l’effet tunnel, la particule franchit un puit de potentiel en tant qu’onde qu’elle ne pourrait pas franchir en tant que corpuscule. Dans l’effet photoélectrique, la particule de lumière détache un électron de l’atome qu’elle ne pourrait pas détacher en tant qu’onde. Dans les fentes de Young, une particule interfère avec elle-même en passant à la fois par deux fentes ce qu’un corpuscule ne peut absolument pas faire et qu’une onde parvient aisément à faire.
A chaque fois qu’un phénomène fait appel au niveau quantique (par exemple un phénomène concernant une seule particule), on trouve ces contradictions irréductibles. Le problème conceptuel se situe des deux côtés : celui du corpuscule et celui de l’onde. Il y a un indéterminisme fondamental dans le niveau quantique et il est difficilement interprétable en termes de corpuscules. Cet indéterminisme s’exprime sous forme de probabilité. Il y a un déterminisme dans les lois quantiques et cela est difficilement en termes d’ondes réelles. Au point que la quantique a renoncé aux ondes réelles pour accepter les "ondes de probabilité de présence" !
Prenons un exemple de la première contradiction. Un rayonnement atteint une surface. Une partie du rayonnement traverse et une partie est réfléchie. On peut savoir quelle part (en pourcentage calculable) du rayonnement fera quoi mais on ne peut pas savoir quelle particule de lumière fera quoi. C’est seulement une probabilité. Alors comment une particule de lumière sait-elle si elle sera réfléchie ou réfractée ? Motus ! La quantique ne sait pas répondre ou affirme que la réponse ne vient pas de la nature !
D’autres phénomènes supposent qu’une particule soit déviée vers le haut ou vers le bas dans un certain pourcentage, mais, là encore, pour chaque particule, on ne sait pas si elle sera déviée vers le haut ou vers le bas et comment elle sait ce qu’elle doit faire, ni comment l’ensemble de ces particules réalise la probabilité voulue.
La lumière polarisée traversant un verre polarisateur est interprétée en physique quantique par le fait qu’une partie des photons passent et une partie sont bloqués de manière aléatoire en fonction d’une probabilité déterminée par le cosinus carré de l’angle d’incidence du rayon lumineux. Sauf que l’on ignore comment chaque photon sait qu’il va être bloqué ou pas et comment, du coup, la probabilité s’établit…
L’une des hypothèses est que la "particule" n’est rien d’autre qu’un phénomène issu d’un niveau d’organisation inférieur, mais ce niveau ne peut pas être constitué d’objets du type matière/lumière, la question dite des "paramètres cachés" ayant été résolue négativement. C’est donc le vide et les particules virtuelles qui seraient le fondement du phénomène émergent de matière/lumière. Reste à concevoir, donc à philosopher sur, cette émergence...
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2265
Certains commentateurs de la Physique quantique et même certains physiciens affirment que la matière n’existerait que pour une conscience humaine… Mais il n’est pas exact que ce soit la seule interprétation possible des expériences quantiques.
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5023
Trust my science :
« Une expérience quantique le confirme : la réalité n’existe pas. »
https://trustmyscience.com/experience-quantique-confirme-realite-objective-n-existe-pas/
Mais il n’est pas exact que la réalité n’existe que quand on l’observe ou qu’on la mesure
Le physicien Erwin Schrödinger dans « Physique quantique et représentation du monde » :
« Des systèmes microscopiques peuvent exister et posséder des propriétés définies indépendamment de toute connaissance qu’un observateur quelconque peut avoir ou ne pas avoir à leur sujet. »
Le physicien Einstein optait pour l’hypothèse réaliste.
« A la source de ma conception, il y a une thèse que rejettent la plupart des physiciens actuels (école de Copenhague) et qui s’énonce ainsi : il y a quelque chose comme l’état "réel" du système, quelque chose qui existe objectivement, indépendamment de toute observation ou mesure, et que l’on peut décrire, en principe, avec des procédés d’expression de la physique. » écrit Einstein, dans "Remarques préliminaires sur les concepts fondamentaux".
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4285
Werner Heisenberg résume ainsi la position d’Albert Einstein, qui s’opposait à l’interprétation de Copenhague :
« Cette interprétation [dit Einstein] ne nous décrit pas ce qui se passe, en fait, indépendamment des observations, ou pendant l’intervalle entre elles. Mais il faut bien qu’il se passe quelque chose, nous ne pouvons en douter ; [...] Le physicien doit postuler qu’il étudie un monde qu’il n’a pas fabriqué lui-même et qui est présent, essentiellement inchangé, si le scientifique est lui-même absent. »
Werner Heisenberg répond :
« L’on voit facilement que ce qu’exige cette critique, c’est encore une fois la vieille ontologie matérialiste. Mais quelle peut être la réponse du point de vue de l’interprétation de Copenhague ? [...] Demander que l’on « décrive ce qui se passe » dans le processus quantique entre deux observations successives est une contradiction in adjecto, puisque le mot « décrire » se réfère à l’emploi des concepts classiques, alors que ces concepts ne peuvent être appliqués dans l’intervalle séparant deux observations [...] L’ontologie du matérialisme reposait sur l’illusion que le genre d’existence, la « réaliste » directe du Monde qui nous entoure, pouvait s’extrapoler jusqu’à l’ordre de grandeur de l’atome. Or, cette extrapolation est impossible. »
En fait, il y a eu des physiciens quantiques ayant toutes les sortes de philosophie, du réalisme d’Einstein au monisme idéaliste de Schrödinger et la physique quantique est bien loin de favoriser particulièrement une thèse dualiste…
Deux exemples de déclarations de l’école de Copenhague
Le physicien quantique Born déclare :
« Le vrai positivisme est obligé de nier la réalité de l’existence objective du monde extérieur, ou, au moins, la possibilité d’affirmer quoique ce soit à son sujet. »
Le physicien quantique A. Landé affirmait :
« Il n’est pas étonnant que Sir James Jeans, après avoir étudié Bohr et Heisenberg, soit arrivé à la conclusion triomphale que la matière consiste en ondes de connaissance dans notre esprit. » (dans « Du dualisme à l’unité dans la physique moderne »)
Ces physiciens confondaient la découverte de la dynamique matérielle sans cesse changeante, d’une matière inséparable du vide quantique, sautant d’un état à un autre, capable de disposer de plusieurs potentialités, avec l’inexistence d’une matière objective. Ils confondaient également l’interaction particule-appareil de mesure avec une interaction corps-esprit. Ils découvraient que la matière n’est pas immuable et en déduisaient qu’elle n’existe pas !!! Ils ont confondu le fait qu’on ne trouve pas de brique élémentaire de la matière avec l’absence totale de la matière et la seule existence de la pensée sur la matière !!!
Il n’était nécessaire de suivre les pensées positivistes des tenants de l’école de Copenhague pour penser que l’on ne pouvait pas suivre une particule comme un objet individuel. Ainsi, Schrödinger, qui récusait Copenhague, écrivait :
« Les particules ne sont pas des objets identifiables. (...) elles pourraient être considérées comme des événements de nature explosive (...) On ne peut pas arriver – ni dans le cas de la lumière ni dans celui des rayons cathodiques - à comprendre ces phénomènes au moyen du concept de corpuscule isolé, individuel doué d’une existence permanente. »
Erwin Schrödinger, dans « Physique quantique et représentation du monde »
Schrödinger écrivait encore :
« Si j’observe une particule ici et maintenant, et si j’observe une particule identique un instant plus tard et à un endroit qui est très proche de l’endroit précédent, non seulement je ne peux pas être assuré qu’il s’agit de « la même » particule, mais un énoncé de ce genre n’aurait aucune signification absolue. Ceci paraît être absurde. Car nous sommes habitués de penser que, à chaque instant, entre les deux observations, la première particule doit avoir été « quelque part », qu’elle doit avoir suivi une « trajectoire », que nous connaissions celle-ci ou non. Et de même nous sommes habitués de penser que la seconde particule doit être venue de quelque part, doit avoir « été » quelque part au moment de notre première observation. (…) En d’autres termes, nous supposons – en nous conformant à une habitude de pensée qui s’applique aux objets palpables (note de matière et révolution : c’est ce que croyait Schrödinger avant que l’on montre que nous ne voyons rien en continu, même à notre échelle) – que nous aurions pu maintenir notre particule sous une observation « continue » et affirmer ainsi son identité. C’est cette habitude de pensée que nous devons rejeter. Nous ne devons pas admettre la possibilité d’une observation continue. Les observations doivent être considérées comme des événements discrets, disjoints les uns des autres. Entre elles il y a des lacunes que nous ne pouvons combler. Il y a des cas où nous bouleverserions tout si nous admettions la possibilité d’une observation continue. C’est pourquoi j’ai dit qu’il vaut mieux ne pas regarder une particule comme une entité permanente, mais plutôt comme un événement instantané. Parfois ces événements forment des chaînes qui donnent l’illusion d’être des objets permanents, mais cela n’arrive que dans des circonstances particulières et pendant une période de temps extrêmement courte dans chaque cas particulier. (…) »
La différence entre Copenhague et les autres physiciens, c’est que Copenhague affirmait que c’est l’observation qui créait la réalité, que les propriétés intrinsèques de la matière n’existaient que si on les observait et que, sinon, on ne pouvait rien dire dessus, que, par conséquent, la matière elle-même ne pouvait pas se voir attribuer une existence tant qu’on ne l’avait pas observée et qu’on ne pouvait rien dire sur ce qu’était la matière avant observation. Toute réalité objective devait donc être bannie, selon ces physiciens !
A contrario, on peut lire aujourd’hui :
« Des systèmes microscopiques peuvent exister et posséder des propriétés définies indépendamment de toute connaissance qu’un observateur quelconque peut avoir ou ne pas avoir à leur sujet. »
Bernard d’Espagnat, dans "Conceptions de la physique contemporain"
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3807
Est-ce que les expériences quantiques d’Alain Aspect démontrent que le réalisme d’Einstein était erroné ?
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article6974
L’expérience d’Alain Aspect et ses implications
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4689
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article356
La décohérence contredit-elle le matérialisme ?
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3131
La réponse de Futura science :
https://nospensees.fr/est-il-vrai-que-la-realite-nexiste-pas-jusqua-ce-quon-lobserve/
Ce qui est vrai c’est que ce que l’on appelait autrefois la réalité matérielle a profondément changé de nature :
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4047
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3115
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2932
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article2865
La propriété de dualité de la particule élémentaire (se comportant à la fois comme un corpuscule et comme une onde) a été l’une des interrogations les plus difficiles de la physique quantique. L’onde et le corpuscule sont deux descriptions très opposées de la réalité et pourtant la matière comme la lumière se sont révélés être à la fois corpusculaires et ondulatoires. A la fois ne signifie pas que l’on peut effectuer en même temps une expérience qui donne les deux résultats. Par contre, dès que l’on effectue une expérience donnant un résultat du type onde, on obtient une onde. Et, à chaque fois que l’on effectue une expérience du type corpuscule, on obtient un corpuscule. De là a découlé une interprétation selon laquelle c’était l’observation par l’homme qui décidait de la nature du réel…
En fait, la dualité provient du caractère fractal de la particule. Celle-ci existe à plusieurs échelles. Si l’on mesure à une échelle, on obtient un résultat à cette échelle. On perd, du coup, le résultat trouvé à une autre échelle.
Si l’expérience effectue une mesure sur le nuage de polarisation, on obtient un résultat ondulatoire. Si on interagit avec le point matériel, on obtient un résultat corpusculaire qui prouve que l’électron est bien ponctuel et est bien un seul être. Mais cet être existe simultanément aux différents niveaux. Par contre, dès que le corpuscule est capté, dans un temps extrêmement court, le nuage disparaît. En effet, au niveau où se situent les particules virtuelles, la limite de vitesse de la lumière n’a plus cours. C’est la « réduction du paquet d’ondes » qui a tellement compliqué la vie des physiciens quantiques.
On peut interpréter ainsi l’ensemble des propriétés, souvent apparemment étranges, de la particule dite élémentaire, l’électron.
Les physiciens avaient, depuis longtemps, remarqué qu’il y avait un problème pour en comprendre la nature. Comme le relève Abraham Pais dans « Subtle is the lord », probablement la meilleure biographie d’Einstein, « Tout ce qui reste de ceci (des travaux de Abraham, Lorentz, Poincaré, Einstein,… sur l’auto-énergie de électron), c’est que nous ne comprenons toujours pas ce problème. » Certains physiciens théorisent même l’impossibilité de se le représenter Margenau (1961) : « Les électrons ne sont ni des particules, ni des ondes (…) Un électron est une abstraction, qui ne peut plus être décrite par une image intuitive correspondant à notre espérance de tous les jours mais déterminé au travers de formules mathématiques. » Mais, comme Einstein le disait à Wheeler : « Si je ne peux pas l’imaginer, je ne peux pas le comprendre. » Et Einstein affirmait : « Vous savez, il serait suffisant de réellement comprendre l’électron. » En 1991, la conférence internationale sur l’électron de Antigonish écrivait encore : « Nous sommes réunis ici pour discuter de nos connaissances actuelles sur l’électron. (…) Il est étrange de constater quelle masse énorme de technologie est fondée sur l’électron sans que nous soyons capable de comprendre cette particule. »
Ces remarques provenaient de nombreuses difficultés théoriques pour interpréter les phénomènes observés. L’interprétation qui en est donnée ici est celle du caractère fractal de l’électron. Elle explique notamment les sauts quantiques de la particule et de l’atome. Il y a un saut à chaque interaction entre niveaux de réalité de la particule. Le saut d’échelle explique le saut du phénomène. Par exemple, l’électron ne suit pas une trajectoire, mais saute d’une position à une autre. Cette discontinuité provient du fait que l’électron ne se déplace pas dans un espace continu, mais interagit avec les particules virtuelles du vide. Le « simple » déplacement est déjà le produit de ce caractère fractal. Il en va de même sur les interaction entre particules de matière, entre matière et lumière, et, plus généralement, entre matière et vide.
Quant au caractère probabiliste de la particule, si étrange que son découvreur Einstein n’arrivait à l’accepter, il n’existerait pas si on était capable d’étudier simultanément la réalité à toutes les échelles.
Le dualisme corps/esprit
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5420
Le dualisme onde/corpuscule
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article882
Le dualisme homme/univers
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3678
Le dualisme expérience/expérimentateur
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4299
Le dualisme réel/virtuel c’est-à-dire matière-lumière et vide
L’émergence du réel n’est pas un dualisme
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5131
La fin des oppositions diamétrales
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3098
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5589
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3678
« La théorie quantique des champs a donc conduit à une vision plus unifiée de la nature que l’ancienne interprétation dualiste en termes de champs et de particules. »