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Chat de Schrödinger

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1 Chat de Schrödinger le Ven 15 Fév - 20:01

Beaucoup de choses ont été dites à propos de la physique quantique, et pas que par des connaisseurs... Je ne vais d'abord exposer que la célèbre expérience de pensée du Chat de Schrödinger, qui illustre parfaitement les bizarreries du monde sub-atomique. Bien sûr, si j'ouvre ce fil, c'est pour que chacun donne sa vision des choses, mais tâchons de ne pas nous égarer dans le vocabulaire technique, dans des points spécifiques qui nous dépassent et de ne pas confondre spéculation d'amateur et déduction scientifique. Ce qui nous intéresse ici est l'enjeu philosophique/spirituel de la mécanique quantique.

Contexte :

- Cette expérience n'a jamais été effectué réellement, ne peut pas l'être techniquement, et n'a pas besoin de l'être. Il s'agit uniquement d'une expérience de pensée.

- Il ne s'agit pas de vulgarisation. Cet exemple s'adressait à d'autres scientifiques.

- Il ne s'agit pas d'une tentative de décrédibiliser les conclusions de la mécanique quantique. C'est là une confusion avec une autre expérience de pensée, celle du baril de poudre de Einstein.

- Cette expérience s'adressait aux adeptes de "l'interprétation de Copenhague". D'après cette dernière, les bizarreries quantiques ne sont que de purs abstractions mathématiques, sans aucun lien possible avec la réalité à notre échelle et donc sans conséquences philosophiques. Par son expérience de pensée "toute simple", Schrödinger a montré que l'on pouvait très bien "tirer" jusqu'à notre échelle les étrangetés du monde subatomique.

Connaissances préliminaires :

En mécanique quantique, si une particule peut se comporter de deux manières possibles, peut être dans deux états différents (même s'ils s'excluent l'un l'autre), elle est dans les deux états simultanément, jusqu'à ce que quelqu'un l'observe. Elle "choisi" alors au hasard l'un des deux états.

Par exemple, une "bille quantique" qui peut être soit bleu soit rouge est bleu ET rouge (sans être violette) jusqu'à ce qu'on l'observe. Et si, en l'observant, elle nous apparaît bleu, elle nous réapparaîtra bleu à chaque fois que nous la regarderons.

Toutes les conséquences possibles de l'état de la particule sont elles aussi "superposés" jusqu'à ce qu'une observation soit faite. Par exemple, si on installe un dispositif faisant aller notre bille quantique indéterminé à gauche si elle est rouge et à droite si elle est bleu, elle sera à gauche ET à droite jusqu'à ce qu'une observation soit faite.

Description de l'expérience :

On place dans une boîte totalement hermétique un chat vivant, une particule radioactive ayant une chance sur deux de se désintégrer durant l'expérience, un compteur Geiger ne réagissant que si la particule se désintègre, une capsule contenant un gaz mortel et un mécanisme brisant la capsule si le compteur Geiger se déclenche.

Tant que nous ne regardons pas à l'intérieur de la boîte, la particule est à la fois désintégré et non-désintégré. Le compteur Geiger est donc à la fois déclenché et non-déclenché. La capsule est donc à la fois brisé et non brisé. Et enfin... le chat est donc à la fois toujours vivant et tué par la gaz mortel...

Mais bien sûr, dès que l'on ouvre la boîte (ou que l'on "regarde" à l'intérieur d'une manière ou d'une autre) la superposition prend fin, et le chat devient soit vivant soit mort.



Tout ça est bien sûr ce que dit la science, objectivement (les hypothèses divergentes sont assez marginales).

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2 Re: Chat de Schrödinger le Sam 16 Fév - 19:02

Il me semble que cette expérience mentale ressemble à celles qui concernent notre libre arbitre humain, celles qui mettent en jeu le choix entre, soit voir son ami mourir et sauver plusieurs personnes, soit le sauver et voir mourir les autres. Pour un humain il semble que le choix soit évident: si aucune punition n'est en jeu, il choisira toujours ses proches. Alors pourquoi nous les humains attribuons-nous un choix aléatoire aux atomes? Selon moi, les particules fonctionnent exactement comme nous, elles sont d'avantage liées à leurs proches qu'aux chats, et elles vont agir pour conserver ce lien, comme nous. Encore une fois, que les scientifiques n'arrivent pas à expliquer un paradoxe autrement que par des ajouts qui relèvent de l'impalpable signifie selon moi qu'ils n'ont pas encore trouvé la bonne théorie et qu'ils cherchent à conserver l'ancienne, donc à conserver leur ancien lien.

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3 Re: Chat de Schrödinger le Dim 17 Fév - 8:57

Et bien, pas exactement...

L'atome radioactif n'a pas plus de raison de tuer le chat que de l'épargner. Si on avait les moyens techniques de réaliser l'expérience, et qu'on la réalisait un grand nombre de foi, le chat aurait été tué une fois sur deux.

Au niveau subatomique, le hasard existe réellement...

Mais le plus grand "problème" philosophique est cette histoire de superposition d'état : comment notre bille atomique peut-elle être à la fois "rouge et à gauche" et "bleu et à droite" ? Comment notre chat peut-il être à la fois tué et non-tué ?

Ce n'est pas la subjectivité des chercheurs qui les ont amené à ça. Au contraire, avant que Schrödinger ne les trolle, il cherchait à évacuer toutes ses bizzareries de leur réflexion par la fameuse hypothèse de Copenhague.

Mais les calculs sont intraitable au sujet de cette "superposition d'état"... Difficile à concevoir, n'est-ce pas ?

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4 Re: Chat de Schrödinger le Dim 17 Fév - 17:25

Ménandre a écrit:Mais les calculs sont intraitable au sujet de cette "superposition d'état"... Difficile à concevoir, n'est-ce pas ?
Ce concept n'est pas le seul à demeurer inconcevable depuis des lustres en physique moderne: il y a aussi l'espace-temps courbe, la matière noire, l'énergie sombre, le ralentissement du temps, ....etc., tous des concepts reliés à la manière dont nous percevons le mouvement à notre échelle. Dans son expérience de pensée concernant l'horloge lumineuse en mouvement constant, Einstein n'avait pas imaginé que la lumière puisse servir à faire avancer alternativement par bonds constants les atomes d'une horloge en mouvement. En l'imaginant, on comprend que la longueur de leurs bonds peut augmenter leur vitesse commune sans que leur fréquence ait besoin de changer. Avec le ralentissement du temps d'Einstein, leur fréquence ralentirait, et leurs bons devraient augmenter d'avantage en longueur pour pouvoir justifier la même augmentation de vitesse, ce qui complique inutilement un concept qui, tel quel, explique déjà très concrètement la masse. Je ne vois pas encore comment relier la Reptation à la superposition d'états, mais si elle est juste, elle devrait en simplifier la compréhension.

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5 Re: Chat de Schrödinger le Lun 18 Fév - 13:55

Ce concept n'est pas le seul à demeurer inconcevable depuis des lustres en physique moderne: il y a aussi l'espace-temps courbe, la matière noire, l'énergie sombre, le ralentissement du temps, ....etc.
Matière noire et énergie sombre ne sont pas de "profonds concepts"... Ce ne sont pas de choses que l'on a trouvé mais pas assimilé subjectivement, ce sont des aveux d'ignorances. Des conjectures qui remplissent ce que l'on ne parvient pas à expliquer (comportement des systèmes solaires et des galaxies) par des éléments qui nous sont familiers (matière et énergie). Un peu comme l'était l'aether (lorsque l'on ne concevait pas pouvoir se passer de substance), et avant lui les dieux (lorsque l'on ne concevait pas pouvoir se passer de volonté).

Les implications philosophiques de la relativité me semblent assez facile à assimiler. Bon, tout est relatif (c'est le cas de le dire), ça demande tout de même d'importantes contorsions mentales... mais ça reste beaucoup plus accessible que le monde quantique.

Einstein lui-même avait beaucoup de mal avec cette histoire de superposition d'état, d'ailleurs. Il imaginait qu'il y avait des "variables cachés locales", qui rendait le monde subatomique tout aussi déterminé et déterministe que le monde macroscopique. Il avait même élaboré une expérience de pensée similaire à celle du chat de Schrödinger visant à ridiculiser les conclusions de la mécanique quantique (l'expérience dite du "baril de poudre", où l'on remplace le chat tué et non-tué par un baril de poudre noir explosant et n'explosant pas).
Mais aujourd'hui, même si l'existence des variables cachés n'a pas été totalement réfuté, elle est devenu tellement improbable que plus aucun physicien ne l'a défend...

Comment un chat peut-il être à la fois tué et non-tué ? Comment une bille peut-elle être à gauche et à droite en même temps, sans être au milieu ?
Il y a plusieurs manières de l'appréhender. L'une d'entre elle, très populaire, fait intervenir un esprit immatérielle. Après tout, ce que montre toutes ces théories, c'est que la matière ne quitte son état d'indétermination (d'inexistence, presque) que par le regard de l'observateur... Observé et observateur deviennent ainsi intrinsèquement liés, et le premier dépend du second.
Pourquoi ne pas faire alors de l'esprit conscient un principe métaphysique ?

Personnellement, je trouve que cette interprétation est assez naïve et incomplète... Mais il faut avouer qu'à premier vue, elle se tient. Tu ne trouves pas ?

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6 Re: Chat de Schrödinger le Sam 23 Fév - 9:17

Nous commencions à nous écarter un peu trop du sujet, même si notre conversation était intéressante...

J'ai déplacé nos derniers posts ICI, de manière à ce que l'on puisse poursuivre.

Si quelqu'un veut intervenir à propos du Chat de Schrödinger, disons que nous nous en sommes arrêté là :
Comment un chat peut-il être à la fois tué et non-tué ? Comment une bille peut-elle être à gauche et à droite en même temps, sans être au milieu ?
Il y a plusieurs manières de l'appréhender. L'une d'entre elle, très populaire, fait intervenir un esprit immatériel. Après tout, ce que montre toutes ces théories, c'est que la matière ne quitte son état d'indétermination (d'inexistence, presque) que par le regard de l'observateur... Observé et observateur deviennent ainsi intrinsèquement liés, et le premier dépend du second.
Pourquoi ne pas faire alors de l'esprit conscient un principe métaphysique ?

Personnellement, je trouve que cette interprétation est assez naïve et incomplète... Mais il faut avouer qu'à premier vue, elle se tient. Tu ne trouves pas ?

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7 Re: Chat de Schrödinger le Sam 23 Fév - 19:04

Mén a écrit:Personnellement, je trouve que cette interprétation est assez naïve et incomplète... Mais il faut avouer qu'à premier vue, elle se tient. Tu ne trouves pas ?
Une chose et son contraire dans la même phrase, cela se nomme une contradiction, et cela n'existe que pour nos idées. Pour admettre que ce genre d'interprétation est du concret, il faut d'abord croire que nos idées peuvent agir directement sur la matière, ...je crois.

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8 Re: Chat de Schrödinger le Sam 23 Fév - 23:32

Ou vois-tu une contradiction aussi flagrante ?

Ceci dit... que notre conscience influence directement la matière, sans véritable lien causale, et la font exister de manière déterminé tel qu'on l'a connaît... Oui, c'est bien à peu près ce que prétendent les spiritualistes.


Plutôt que de rejeter cette idée par des a priori, voici le raisonnement que je propose :

Commençons par admettre que les physiciens ont raisons lorsqu'ils parlent de superposition d'état, à laquelle l'observation met fin. Après tout, les dits physiciens s'y connaissent bien plus que nous, et sont bien plus apte que nous à juger si cette théorie est un bon pari...

Partant de là, peut-on expliquer cela sans spiritualisme ?

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9 Re: Chat de Schrödinger le Dim 24 Fév - 14:18

Mén a écrit:Partant de là, peut-on expliquer cela sans spiritualisme ?
Autant que l'on puisse expliquer la rotation trop rapide des galaxies sa spiritualisme, j'imagine. Il suffit de lui ajouter une interaction instantanée ou impalpable et le tour est joué, le tour de magie, on s'entend. Wink J'imagine que tu sais par expérience qu'on ne va pas pouvoir s'entendre sur ce sujet, ni même avancer d'un iota, puisque nous prenons pour acquis deux principes diamétralement opposés. Ça, c'est encore l'improbable reptation intellectuelle entre matière et esprit qui s'exprime, entre source de lumière et lumière. On aura beau vouloir en combler le décalage chacun de son côté, à cause de la vitesse limitée de nos impulsions nerveuses, on ne réussira qu'à l'entretenir. Il faudrait une sorte de miracle pour que la superposition de ces deux états mentaux arrive à s'exprimer simultanément chez chacun de nous. Youhouuuu, il y a un chat là-haut qui pourrait dénouer nos certitudes? Wink

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10 Re: Chat de Schrödinger le Dim 24 Fév - 17:28

Autant que l'on puisse expliquer la rotation trop rapide des galaxies sa spiritualisme, j'imagine.

Le problème est que la vitesse de rotation des galaxies ne dépend pas -a priori- du fait que la galaxie soit observé ou non.
Le cas de la MQ et du chat est bien particulier, dans la mesure ou c'est bien le fait d'être observé qui met fin à sa superposition d'état.

J'imagine que tu sais par expérience qu'on ne va pas pouvoir s'entendre sur ce sujet, ni même avancer d'un iota, puisque nous prenons pour acquis deux principes diamétralement opposés.
Si nous jouions à ça, notre conversation tiendrais plus de la théologie que de la philosophie... Et serait donc encore plus écarté de la science !

Je ne prends pour acquis que ceux de la science. Qui suis-je pour nier des concepts élaborés par les plus grands génies qui s'y attardent ?
Lorsque je prends l'avions, je laisse le pilote piloter et je ne vais surtout pas lui dire comment il devrait s'y prendre. Exactement de la même manière, lorsque je veux m'appuyer sur une base scientifique fiable, je m'appuie sur ce que les chercheurs jugent être une base scientifique fiable.
C'est exactement la même chose...

Heureusement, la philosophie laisse un tout petit peu plus de liberté à la réflexion de l'amateur, et ce que nous faisons ici n'est pas de la théorie scientifique (et encore moins de la recherche), mais nous "philosophons" sur la science.

Bon, je fais un peu avancer le débat, as-tu déjà entendu parlé de la
théorie d'Everett ?

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11 Re: Chat de Schrödinger le Dim 24 Fév - 17:57

Mén a écrit:Bon, je fais un peu avancer le débat, as-tu déjà entendu parlé de la
théorie d'Everett ?
Les fameux multivers et leurs trous. Rien à voir avec quoi que ce soit de concret. As-tu déjà entendu parler un bon romancier? Il est capable d'imaginer n'importe quoi et de le rendre intéressant. Certains scientifiques sont de cet acabit, mais j'aime mieux la bonne science fiction bien écrite. D'ailleurs j'ai bien conscience que ce que je propose n'est pas très digestible, et j'aurais aimé être un bon romancier pour pouvoir me faire comprendre plus facilement. Le problème, c'est qu'on ne peut pas être en même temps dans deux états quantiques.

Si j'avais été romancier, je n'aurais pas pu imaginer la reptation car j'aurais été trop préoccupé par les idées du moment. Idem si j'avais été scientifique. J'ai lu beaucoup de science-fiction à une époque, ça m'a aidé à me servir de mon imagination, mais maintenant, je trouve qu'elle tourne en rond la fiction pseudo scientifique avec ses mondes multiples et ses voyages dans le temps ou instantanés à répétition, sans parler de sa violence et de ses débordements sexuels omniprésents. J'en ai un peu marre du surnaturel pour tout dire, il y en a partout, on ne pourrait pas passer à autre chose?

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12 Re: Chat de Schrödinger le Dim 24 Fév - 22:18

Je trouve dommage que les mondes multiples soient plus souvent utilisé par les auteurs de science-fiction que par les philosophes...

C'est une théorie plus que sérieuse. C'est même, à mon sens, la seul qui puisse expliquer les bizarreries quantiques dont il est question sans faire appel à des concepts spiritualistes irrationnels ou a des concepts de substitution aux variables locales cachés dont on a aucune trace.

D'autant plus que les auteurs de fiction comprennent souvent très mal ce qu'impliquerait cette théorie. Il n'y aurait pas quelques univers différents, un avec tel monstre, un avec tel civilisation supérieur & co... Il y aurait un "plein" de monde, qui sommes toute, ressemblerait plus à un néant qu'autre chose... Mais peut importe.


Si je comprends bien, ton mot final au sujet de tout ça est "tous les micro-physiciens ont tort, la superposition d'état, l'intrication, la fonction onde, la décohérence et tous les acquis de la science en MQ sont de la fiction".
Honnêtement... Tu ne trouves pas ça un peu prétentieux ?

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13 Re: Chat de Schrödinger le Dim 24 Fév - 23:33

Mén a écrit:Honnêtement... Tu ne trouves pas ça un peu prétentieux ?
Honnêtement, je crois que je suis effectivement prétentieux de nature, mais selon ma thèse, il y aurait deux sortes de prétention: celle qui sert à conserver nos automatismes, et celle qui sert à en développer de nouveaux. Je ne cherche pas à défendre des idées acquises, je cherche à développer du nouveau, et il se peut que, ce faisant, mes idées dépassent parfois mon propre entendement, d'où ma prétention apparente, mais ma thèse m'aide à comprendre ce phénomène et j'essaye d'en tenir compte, d'où l'admission que j'en fais.

Contrairement à moi, certains physiciens ne sont pas prêt à admettre leur prétention quand leurs idées dépassent leur propre entendement, justement parce qu'ils ne sont pas les seuls à les avancer, parce qu'elles servent à défendre des idées considérées comme acquises, des idées qui sont inculquées par enseignement depuis plusieurs générations. Il m'a fallu beaucoup de temps pour me débarrasser de mes enseignements religieux, et autant pour me débarrasser de la relativité. Sans religion on comprend mieux certaines choses, et sans relativité aussi. Je ne me suis pas encore penché sur la MQ avec ma thèse, mais je crois être arrivé à expliquer le mouvement orbital et ce, sans me servir de l'instantanéité. Depuis trois mois, je cherche à vérifier si les gens comprennent le fondement de ce que j'avance, mais il y a beaucoup de résistance subconsciente à franchir avant de parvenir à l'étape d'essayer de comprendre. J'imagine que ça viendra.

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14 Re: Chat de Schrödinger le Lun 25 Fév - 10:29

J'ai essayé d'expliquer à ces philosophes l'interprétation de la théorie quantique. Après mon exposé, il n'y a eu ni opposition ni questions difficiles; mais je dois avouer que c'est précisément cela qui m'a le plus choqué. Car si, de prime abord, on n'est pas horrifié par la théorie quantique, on ne l'a certainement pas comprise. Probablement mon exposé était-il si mauvais que personne n'a compris de quoi il était question.
Niel Bohr

Si l'électron nous a servi à comprendre beaucoup de choses, nous n'avons jamais bien compris l'électron lui-même
Louis de Broglie


Je pense que personne n'est plus humble qu'un vrai scientifique.

Je réponds au reste de ton message dans "reptation et physique théorique".

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15 Re: Chat de Schrödinger le Lun 25 Fév - 16:56

Mén a écrit:Je pense que personne n'est plus humble qu'un vrai scientifique.
Je suis parfaitement d'accord avec toi cette fois: quand on avance des idées nouvelles, on ne peut qu'en douter et, selon moi, le doute et la certitude sont justement les deux extrêmes du sentiment à l'origine du concept humilité-orgueil. Les chercheurs qui aiment avancer du nouveau seraient donc nécessairement humbles, mais ce n'est certainement pas le cas de tous les scientifiques vu le dénigrement que j'ai subi de la part de certains d'entre eux sur le forum des sceptiques du québec. Bien que je doive être prétentieux pour tenir mon bout face à une semblable résistance, je crois que je suis aussi humble que quiconque face à mes idées. Borh dit qu'il était horrifié par les implications de la MQ, et de Broglie dit qu'il ne comprenait pas l'électron, voilà deux bonnes raisons d'en questionner les principes sous-jacents, non?

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