Philosophie quantique : 4 façons dont la physique va défier votre réalité
Imaginez-vous en train d’ouvrir le journal du week-end et de feuilleter les pages du puzzle pour le Sudoku.
Vous passez votre matinée à travailler sur ce puzzle logique, pour vous rendre compte que les dernières cases ne permettent pas de le terminer de manière cohérente.
« J’ai dû faire une erreur », pensez-vous. Alors vous essayez à nouveau, cette fois en partant du coin que vous n’avez pas pu terminer et en travaillant dans l’autre sens. Mais la même chose se produit à nouveau. Vous en êtes aux dernières cases et vous vous apercevez qu’il n’y a pas de solution cohérente.
La détermination de la nature fondamentale de la réalité selon la mécanique quantique est un peu comme un Sudoku impossible. Quel que soit le point de départ de la théorie quantique, nous nous retrouvons toujours face à une énigme qui nous oblige à repenser la façon dont le monde fonctionne fondamentalement. (C’est ce qui rend la mécanique quantique si amusante).
Laissez-moi vous faire faire un bref tour, à travers les yeux d’un philosophe, du monde selon la mécanique quantique.
1. Action fantôme à distance
Pour autant que nous le sachions, la vitesse de la lumière (environ 300 millions de mètres par seconde) est la limite ultime de la vitesse de l’Univers. Albert Einstein se moquait de la possibilité que des systèmes physiques s’influencent mutuellement plus vite qu’un signal lumineux ne peut les relier.
Dans les années 1940, Einstein appelait cette « action fantôme à distance ». Alors que la mécanique quantique avait déjà semblé prédire de telles actions fantômes, il soutenait que la théorie ne devait pas encore être achevée et qu’une meilleure théorie permettrait de connaître la vérité.
Nous savons aujourd’hui qu’il est très peu probable qu’il existe une telle théorie. Et si nous pensons que le monde est constitué de « trucs » bien définis et indépendants, alors notre monde doit être un monde où l’action effrayante à distance entre ces morceaux de choses est permise.
2. Relâcher notre emprise sur la réalité
« Et si le monde n’était pas fait de morceaux de “choses” bien définis et indépendants ? » Je vous entends dire. « Alors pouvons-nous éviter cette action fantôme ? »
Oui, nous le pouvons. Et beaucoup de gens dans la communauté de la physique quantique pensent de cette façon aussi. Mais ce ne serait pas une consolation pour Einstein.
Einstein a eu un long débat avec son ami Niels Bohr, un physicien danois, sur cette même question. Bohr a soutenu que nous devrions en effet renoncer à l’idée que la substance du monde est bien définie, afin d’éviter les actions fantômes à distance. Selon Bohr, le monde n’a pas de propriétés bien définies si nous ne l’observons pas. Lorsque nous ne regardons pas, pensait Bohr, le monde tel que nous le connaissons n’est pas vraiment là.
Les physiciens Niels Bohr (à gauche) et Albert Einstein étaient en désaccord sur la signification de la mécanique quantique pour la nature de la réalité. Paul Ehrenfest
Mais Einstein a insisté sur le fait que le monde doit être fait de quelque chose, que nous le regardions ou non, sinon nous ne pourrions pas nous parler du monde, et la science aussi. Mais Einstein ne pouvait pas avoir à la fois un monde bien défini et indépendant et aucune action effrayante à distance … ou le pouvait-il ?
3. Retour vers le futur
Le débat Bohr-Einstein est un sujet assez familier dans l’histoire de la mécanique quantique. Moins familier est le coin brumeux de ce puzzle de logique quantique où nous pouvons sauver à la fois un monde bien défini et indépendant et aucune action fantôme. Mais nous devrons être bizarres à d’autres égards.
Si le fait de faire une expérience pour mesurer un système quantique en laboratoire pouvait d’une manière ou d’une autre affecter ce que le système était avant la mesure, alors Einstein pourrait avoir le beurre et l’argent du beurre. Cette hypothèse est appelée « rétrocausalité », parce que les effets de l’expérience devraient remonter dans le temps.
Si vous trouvez cela étrange, vous n’êtes pas seul. Cette opinion n’est pas très répandue dans la communauté de la physique quantique, mais elle a ses partisans. Si vous êtes confronté à l’obligation d’accepter une action fantôme à distance, ou de ne pas connaître le monde tel qu’on le connaît quand on ne le regarde pas, la rétrocausalité ne semble pas être une option si étrange après tout.
4. Pas de vue de l’Olympe
Imaginez Zeus perché au sommet du mont Olympe, surveillant le monde. Imaginez qu’il soit capable de voir tout ce qui s’est passé et se passera, partout et pour toujours. C’est ce qu’on appelle la « vue de Dieu » sur le monde. Il est naturel de penser que le monde doit être tel qu’il est, même s’il ne peut être connu que par un Dieu qui voit tout.
Des recherches récentes en mécanique quantique suggèrent qu’une vision divine du monde est impossible, même en principe. Dans certains scénarios quantiques étranges, différents scientifiques peuvent examiner attentivement les systèmes de leur laboratoire et enregistrer minutieusement ce qu’ils voient, mais ils ne seront pas d’accord sur ce qui s’est passé lorsqu’ils compareront leurs notes. Et il se pourrait bien qu’il n’y ait aucun fait absolu sur qui a raison – même Zeus ne pourrait pas le savoir !
Alors la prochaine fois que vous rencontrerez un Sudoku impossible, soyez assuré que vous serez en bonne compagnie. Toute la communauté de la physique quantique, et peut-être même Zeus lui-même, sait exactement ce que vous ressentez.
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Source : The Conversation – Traduit par Anguille sous roche
