Notes d'épistémologie

Notes d'épistémologie

Objet de ce blog

Mémos et réflexions épistémologiques en annexe du site de l'agronome philosophe.

Mémo 11. La réalité quantique

EpistémologiePosted by opdecamp 27 Aug, 2013 13:53:54

La réalité quantique est celle de l'infiniment petit, alors que celle de la réalité relativiste concerne plutôt celle de l'infiniment grand dans le domaine astrophysique de vitesses et de forces de gravitation extrêmes. Des centaines de particules subatomiques ont été découvertes dont la taille est de l'ordre du fentomètre (fm, millième de picomètre, millionième de nanomètre, milliardième de micromètre) et dont la nature est aussi ondulatoire.

Les aspects corpusculaire et ondulatoire d'une particule quantique coexistent, mais c'est plus qu'une superposition et il serait plus juste de dire selon NICOLESCU (1) que cette particule n'est "ni onde, ni corpuscule". Ses caractéristiques dynamiques d'énergie "E" et de quantité de mouvement "p" sont reliées par la formule d'EINSTEIN-PLANCK (E=hν) et de DE BROGLIE (p=h/λ ou p=hk, avec k comme nombre d'ondes, inverse de la longueur d'ondes λ). SCHRÖDINGER soutenait que la particule quantique était une onde de matière mais Max BORN a établi que sa fonction était en fait une onde de probabilité. Comme l'explique GREENE (2), "l'amplitude d'une onde en un point donné de l'espace est proportionnelle à la probabilité que" la particule (électron, neutron, proton, photon, etc.) "soit localisée en ce point". Et cette "onde s'étend dans tout l'espace, à travers tout l'univers", mais son amplitude "chute rapidement vers zéro en dehors d'une région assez réduite". Le caractère probabiliste des événements quantiques est le signe d'une propriété nouvelle que NICOLESCU appelle la spontanéité quantique. Elle n'est nullement le signe d'une ignorance ou d'une quelconque imprécision, la mécanique quantique fait des prévisions précises et détaillées. Ce serait "une illusion de celui qui force à tout prix les phénomènes quantiques à entrer dans le carcan du réalisme classique." Mais la liberté quantique est irréductible aux canons du déterminisme classique. Le rêve d'un déterminisme absolu de LAPLACE s'écroule: la spontanéité, l'aléatoire font désormais partie intégrante de la Physique.

Par ailleurs, la réalité quantique est fragile et s'effondre par interférence avec le monde macroscopique lors d'une mesure de son état. Une seule valeur est obtenue et correspond à une réduction du paquet d'ondes, à une abolition de la pluralité des valeurs possibles de l'observable physique, ce qui est très obscur car les lois fondamentales de la mécanique quantiques semblent ainsi cesser d'agir au cours de la mesure!

Le principe d'incertitude (mieux nommé "d'indétermination") d'HEISENBERG est également fondamental. Il établit l'impossibilité d'une localisation précise d'un événement quantique dans l'espace-temps.

De même, la non-séparabilité quantique est une autre propriété spécifique de cette réalité. Il est expérimentalement possible d'intriquer, de corréler initialement une propriété de 2 particules (leur spin par exemple) et d'observer ensuite que cette intrication persiste sur de longues distances, sans maintien d'un lien quelconque entre-elles, par une sorte de connexion durable, instantanée et de nature inconnue. Si 2 expérimentateurs séparés dans l'espace-temps déterminent en toute indépendance les conditions de leur propre expérience sur de telles particules intriquées, les résultats de l'un et l'autre seraient complètement indépendants selon les idées classiques de causalité locale et de séparabilité,. Or, l'expérience d'Alain ASPECT en 1982 a confirmé de manière éclatante, sur base des inégalités de BELL, l'existence expérimentale de corrélations non locales, de la non-séparabilité quantique. Elle se manifeste jusqu'à des grandes distances, expérimentalement confirmées (+de 20km). Est-ce la faillite de l'objectivité scientifique, la violation de la causalité? Non, d'après NICOLESCU, car la causalité locale ne doit être considérée que comme "une forme particulière, étroite de l'objectivité scientifique, basée sur la notion d'objets séparés, indépendants les uns des autres". Et de s'en référer à Bernard D'ESPAGNAT (3), quant à l'existence d'une réalité indépendante de l'homme qui doit alors nécessairement être inséparable car:"Si 2 parties localisables ont interagi, cette interaction (intrication) persistera quelque soit leur éloignement ultérieur, par le moyen d'influences instantanées." A une certaine échelle, il y a dans l'univers une cohérence, une unité des lois qui assurent l'ensemble des systèmes naturels.
A propos des influences instantanées, précise NICOLESCU, elles ne signifient pas que, à partir d'un certain émetteur, on puisse transmettre instantanément un signal à un certain récepteur. La non-séparabilité concerne l'ensemble des systèmes et non pas l'un ou l'autre considéré isolément. La spontanéité quantique est incompatible avec la manipulation macroscopique de la non-séparabilité. Elle est fragile et s'abolit en cas d'interaction avec notre monde: la cohérence se métamorphose alors en décohérence qui est un nouveau domaine de la Physique. C'est précisément cette décohérence qui nous permet de comprendre la coexistence paradoxale du monde quantique et du monde macrophysique.

----------
(1) Basarab NICOLESCU. Nous, la particule et le monde. Editions du Rocher, 2002.
(2) Brian GREENE. La magie du Cosmos. Robert Laffont; 2005.
(3) Bernard D'ESPAGNAT. A la recherche du réel. Gauthier-Villars, 1981.





  • Comments(0)//philoscience.agrophil.org/#post12