vendredi 28 novembre 2014

Le Cantique des Quantiques (1984) de Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod




Deux grands noms de la vulgarisation scientifique proposent en 1984 de rendre les théories de la physique quantique accessibles au grand public. La progression se fait en plusieurs étapes. Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod ne semblent pas avoir oublié la curosité de leurs premiers pas dans le domaine scientifique et restituent efficacement le processus d’une démarche d’immersion quantique. Ils ne négligent pas l’aspect poétique de cette science nouvelle extirpée de l’ancienne physique mécanique. Ils parsèment leurs explications de mises en situation aussi intrigantes que l’exemple des poissons solubles, répartis non pas ponctuellement dans un plan d’eau mais l’envahissant entièrement sous forme d’un champ de probabilités, ou l’exemple des Papous à Paris, permettant ainsi de comprendre la différence entre les variables cachées locales (un projecteur de cinéma assimilé ponctuellement à une salle obscure) et les variables cachées non locales (les ondes électromagnétiques partant d’un endroit défini et qui permettent de diffuser les informations télévisées sur une surface étendue).


Les poissons solubles a écrit:

« Supposons maintenant que la mare représente une boîte absolument vide, à l’exception d’un électron solitaire figuré par le poisson […]. Le dispositif de pêche […] symbolise une sonde introduite dans la boîte et pouvant, d’une façon ou d’une autre, interagir avec l’électron et produire alors un signal visible par un observateur. Quand le signal apparaîtra, l’observateur normalement constitué en conclura que l’électron a rencontré la sonde, et qu’auparavant, il se déplaçait dans la boîte. Il aura tort. Avant d’interagir, l’électron occupait toute la boîte, avec une probabilité plus ou moins grande d’être détecté en tel ou tel endroit. C’est comme si avant de mordre le poisson occupait toute la mare, avec des endroits où il était plus dilué et d’autres où il était plus concentré. »


La physique quantique se sert des ondes et des probabilités pour décrire le monde, se montrant ainsi incompatible avec la théorie atomique des corpuscules. Surtout utilisée pour décrire les situations microscopiques, elle est parfois déployée à l’échelle macroscopique. Les phénomènes s’expliquent alors par la réduction d’un paquet d’ondes (des probabilités) en un corpuscule (une onde dominante réductible à une vitesse et à une position).


En nous faisant comprendre les clivages théoriques qui scindent dès le début des années 80 les scientifiques partisans de la physique quantique, les auteurs relèvent l’audacieux pari de mieux définir ses enjeux en soulignant ses dissensions. On trouve d’un côté les idéalistes, qui estiment que l’état de probabilité se réduit seulement à partir du moment où un observateur devient témoin, et de l’autre côté les matérialistes qui associent la réduction du paquet d’ondes à son interprétation par un appareil de mesure non-humain. Entre ces deux opposés, les partisans positivistes, empiristes et opérationnalistes admettent que la physique quantique ne porte pas sur la réalité, mais sur la connaissance que nous en avons, lorsque d’autres scientifiques tels que David Bohm, Fritjof Capra ou Bernard d’Espagnat se refusent de choisir entre matérialisme et idéalisme, persuadés de l’existence d’une réalité mystérieuse dont esprit et matière ne seraient que deux manifestations complémentaires.


La possibilité d’une élucidation des mystères quantiques surviendrait peut-être à condition de renouveler nos concepts de temps et d’espace, ou de remodeler notre configuration de l’univers. Lorsque Feynman, Prix Nobel de physique en 1965, aboutit à des résultats graphiques dans lesquels la flèche du temps se fige ou s’inverse, la science-fiction devient réalité, la philosophie est profond bouleversée et des phénomènes apparemment extérieurs au domaine de la science méritent d’être pris en compte dans un processus de réflexion global.


Depuis la publication de ce petit livre efficace, la physique quantique a encore eu le temps de s’éparpiller en de nouvelles réflexions stimulantes. L’assimilation nécessaire du contenu de cet ouvrage permettra à ceux qui se sont sentis enivrés de s’acheminer vers le volume suivant : Métaphysique quantique : Les nouveaux mystères de l’espace et du temps.



Explication de l'assimilation physique quantique/classique lorsqu'on passe de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique :
Citation :
Comment la physique classique a-t-elle pu pendant des siècles se passer de cette notion [que toute particule est associée à une onde] ? […] La réponse est simple : la longueur d’onde associée à des objets macroscopiques (qui se voient à l’œil nu, par opposition à microscopiques) est forcément infime, puisque, dans la formule λ = h/p, p est extrêmement grand ; de telle sorte que l’aspect ondulatoire de leur mouvement est indécelable. Voilà pourquoi la physique classique est presque toujours une excellente approximation pour l’étude des mouvements à notre échelle, les seules exceptions étant les supraconducteurs et les superfluides, dont nous reparlerons plus loin.


Pourquoi l'observation détruit l'objet observé ? 
Citation :
« Aux débuts de la physique quantique, on avait coutume de dire que, dans le domaine de l’infiniment petit, le physicien se trouve un peu dans la situation d’un homme qui voudrait étudier un oiseau de nuit inconnu. Pour ce faire, il a deux possibilités : ou bien il braque un projecteur sur le volatile et peut alors décrire parfaitement sa morphologie, mais pas son comportement, car l’oiseau, ébloui, se tiendra immobile ; ou bien il n’utilise pas de projecteur et peut alors observer dans la semi-obscurité le comportement de l’animal, mais pas sa morphologie. […] Donc, toute opération de mesure d’un système microphysique provoque automatiquement une altération de ce système. »


La physique quantique n'est pas applicable aux objets complexes (sauf éventuellement dans une de ses variantes : la théorie quantique généralisée) :
Citation :
Les objets que nous connaissons, les êtres vivants, ne sont pas des assemblages de micro-objets, mais des combinaisons d’entités élémentaires qui, elles, ne sont pas des objets.


Positions intellectuelles quantiques :

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Malgré les divergences, tous semblent d'accord concernant le phénomène d'intrication (une piste pour explorer certain phénomènes d'extra-perception sensorielle ?) :
Citation :
« La non-séparabilité exprime le fait […] que deux systèmes quantiques qui ont interagi sont décrits par une fonction d’onde unique, quel que soit leur éloignement ultérieur, et cela jusqu’à ce que l’un des deux fasse l’objet d’une mesure. »


L'intrication fait naître des interrogations concernant la nature du temps. Y a-t-il arrêt du temps ou remontée du fil du temps pour qu'une telle intrication soit toujours réalisée ?
Citation :
« Dans l’expérience d’Aspect, les deux photons sont émis par la source sous forme d’ondes retardées à un temps que nous prendrons pour origine, soit donc au temps t=0. Le photon 1 atteint l’appareil de mesure 1 au temps t, sa polarisation est alors fixée ; l’appareil 1 émet alors une onde avancée qui remonte le cours du temps pour retrouver au temps 0 le photon 2 à la source ; elle peut à ce moment communiquer au photon 2 la polarisation que celui-ci doit avoir pour que les lois quantiques soient vérifiées. »



Et une belle analogie pour conclure sur le refus (beaucoup plus violent en 1984 qu'aujourd'hui) d'admettre la légitimité de la physique quantique :
Citation :
« Une poule couve dix œufs. Un gamin facétieux remplace en cachette un de ces œufs par un œuf de cane. Lorsque les œufs éclosent, la poule est bien forcée de s’apercevoir que l’un de ses poussins n’est pas du tout comme les autres. Elle a alors le choix entre trois attitudes.
Tout d’abord, elle peut s’efforcer de repousser le caneton à coups de bec : c’est ce que font tous ceux qui essaient de remplacer la physique quantique par une autre théorie.
Elle peut aussi décréter : « c’est un poussin », et ignorer superbement la différence. C’est ce que font les physiciens qui déclarent qu’il ne s’est rien passé, qu’il suffit de « penser la non-séparabilité ».
Elle peut enfin reconnaître que ce poussin n’est pas du tout comme les autres, mais l’adopter quand même. Elle dit alors : « Il est vraiment différent des autres, je ne comprends pas pourquoi, mais il est là et je le garde ». C’est, à notre avis, la bonne attitude vis-à-vis de la physique quantique. »


*peinture de Patrice Cudennec / peinture de Lukas Kandl

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