Chat de Schrödinger

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).

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 ?

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 ?

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 ?

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.

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 ?

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 ?

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 ?

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.

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


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

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