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  • La mcanique quantique:

    une thorie physique sans reprsentation de la ralit?

    Michel Bitbol CNRS, Archives Husserl, Paris, France

  • Le dbat en bref

    Ralisme: La thorie quantique a pour mission de reprsenter (de manire plus ou moins complte) une ralit sous-jacente aux phnomnes, indpendante des moyens de les connatre.

    Empirisme: La thorie quantique est un dispositif formel permettant de dcrire conomiquement lordre (statistique) des phnomnes

    Une troisime voie Transcendantalisme (Kant) Moins quune reprsentation de la ralit indpendante , mais plus

    quune recette descriptive Agnosticisme ontologique, mais explication pistmologique de la

    structure de la thorie

  • Kant et la mtaphysique 1. Rejet du rve mtaphysique standard

    daccder une ralit suprasensible

    2. Reconnaissance de la fonction cognitive de la qute mtaphysique

    3. Nouvelle dfinition de la mtaphysique adapte lge scientifique

    Laissons notre imagination stendre jusquaux cieux ou aux limites extrmes de lunivers; nous ne faisons pourtant pas un seul pas au-del de nous-mmes D. Hume, Treatise of human nature, I, II, vi

  • 1. Contre la mtaphysique classique

    Le prjug pr-critique (Dissertation de 1770) Il est vident que les penses sensibles sont les reprsentations des choses telles quelles apparaissent et que les penses intellectuelles sont la reprsentation des choses telles quelles sont

    Priode critique. Cet usage spculatif de la raison est infond: voir les antinomies, ou conflits de la raison avec elle-mme.

  • 2. La mtaphysique comme guide La mtaphysique est le produit invitable de llan de la raison

    Les sujets cherchent complter le systme de la connaissance en laborant des explications des phnomnes observs par des processus rels cachs

    La raison naperoit aucune limite sa qute des causes; elle voudrait larrter en posant une cause premire.

    La mtaphysique peut servir de guide et dimpulsion la recherche scientifique Kant, Prolgomnes: Hume Perdit de vue le dommage qui rsulte du fait

    dter la raison ses vues les plus importantes, daprs lesquelles il lui est possible de fixer la volont le but suprme de tous ses efforts.

    Ralisme motivationnel et Idaux rgulateurs

  • 3. Une nouvelle dfinition de la mtaphysique: rflexivit

    Kant, CRP: La mtaphysique est la science des limites de la raison humaine

    La mtaphysique ne porte pas sur des objets mais sur la connaissance

    La mtaphysique ne porte plus sur une ralit mtempirique, mais sur les conditions de la connaissance empirique

  • Redirection rflexive de lattention pour comprendre la physique quantique

    Je pense pouvoir dire sans me tromper que personne ne comprend la mcanique quantique Feynman, 1965

    Il se pourrait que nous ayons apprendre ce que le mot comprendre veut vraiment dire Bohr, 1921

    Comprhension raliste ou rflexive?

    La mcanique quantique ne fournit aucune

    reprsentation unanimement accepte dune ralit extrieure. Pas de comprhension raliste.

    Elle fournit un systme de prvision probabiliste de phnomnes techno-exprimentaux (Empirisme)

    Savoir Pourquoi il en va ainsi dbouche sur une comprhension rflexive de la mcanique quantique (Transcendantalisme)

    Richard Feynman 1918-1988

  • Quest-ce que la mcanique CLASSIQUE? (sur un plan empirique)

    X(0), V(0) X(T), V(T)

    volution: quations de Newton / Hamilton

    Rsultat: X(T), V(T)

    Mesure

    HABILLER LE SQUELETTE MATHMATIQUE (RALISME):

    1. La ralit est faite de CORPS MATRIELS dots de position et vitesse, et qui sattirent (Newton)

    2. La ralit est faite de pure NERGIE. Les corps matriels seulement apparents: concentrations locales dnergie (Ostwald, Duhem)

  • Quest-ce que la mcanique QUANTIQUE? (sur le plan empirique)

    Histoire: Sauts quantiques, onde-corpuscule, indterminisme Un schma pour prdire des rsultats exprimentaux

    (probabilits)

    (0) (T)

    Probabilits Probabilits P0(+) P0(-) PT(+) PT(-)

    volution: quation de Schrdinger

    Calcul Calcul

    Rsultat: + Redfinir + pour

    de futurs calculs de probabilit

    Mesure

    +

    -

  • Si lon habille ce squelette par une reprsentation de la ralit au-del des phnomnes, des paradoxes apparaissent

    Ralisme. Selon Penrose, les paradoxes quantiques viennent de ce que:

    La ralit est trange lchelle subatomique

    La MQ noffre pas une description complte de cette ralit

    Empirisme. La thorie quantique facile comprendre si lon accepte quelle ne rvle RIEN de la nature INTRINSQUE de la ralit. Thorie des limites de linformation exprimentale disponible

    Comment est-ce possible? La MQ nest -elle pas efficace?

    STATISTIQUES: efficaces pour fixer le cot des assurances mais ne disent rien sur la cause relle des accidents

    Anton Zeilinger

  • Dans lesprit de la rvolution copernicienne au sens de Kant, il y a une manire de COMPRENDRE le sens de ces paradoxes. Pas seulement de les supprimer comme dans lempirisme.

    Les paradoxes de la physique quantique surgissent parce quon CROIT quelle peut tre une reprsentation (plus ou moins complte) de la ralit, alors quelle nexplore que la pluralit de nos RELATIONS possibles avec / dans la ralit

    (les dterminations des choses) expriment de simples relations, sans avoir pour fondement quelque chose dintrieur (...) elles ne sont pas des choses en soi mais de simples phnomnes E. Kant, CRP

  • Acteurs, spectateurs, et tre-en-relation

    N. Bohr (1930): La nouvelle situation en physique nous a rappel fermement lancienne vrit que nous sommes la fois observateurs et acteurs dans le grand drame de lexistence

    W. Heisenberg (1955): Si lon peut parler de limage de la nature selon la science actuelle, on doit comprendre ces mots comme faisant rfrence limage de nos RELATIONS avec la nature

  • Heisenberg et les 3 rgions du savoir (Philosophie 1942)

    Science classique de la nature

    Etats de choses: gnriques, et pouvant tre rendus indpendants de lacte de connatre

    Objectivation maximale

    Physique quantique Etats de choses: individuellement insparables de lacte de connatre, mais prvisions / probabilits indpendantes de lui

    Mta-objectivation

    Sciences humaines Etats de choses:

    -Uniques / irrversibles (histoire)

    -Partiellement engendrs par lacte de connatre (psychologie)

    Objectivation comme problme

  • La physique quantique et la nouvelle science cognitive

    Paradigme standard: La ralit est donne l-dehors. Un organisme en reoit des entres et agit sur elle (sorties). Entre les entres et les sorties: calcul symbolique suivant une reprsentation de la ralit.

    Paradigme de lautonomie (F. Varela) + connexionnisme neuronal

    Dans le connexionnisme, un rseau neuronal ne reprsente pas la ralit, mais reprsente, si lon tient ce mot, le PROCESSUS INTERACTIF entre lorganisme et son environnement. Schopman & Shawky, 1996

    Souvenez-vous de Heisenberg!

    Francisco Varela, 1946-2001

  • Clarification 1: Le chat de Schrdinger sans

    contradiction

    Paradoxe? Phrase 1: Le systme atome + chat est dans ltat:

    2-1/2(0> vivant> + 1> mort>) Phrase 2: On trouve que le chat est SOIT dans ltat vivant SOIT dans ltat

    mort. 1. Sans le mot tat, les deux phrases ne comportent nulle contradiction. 2. Devons-nous attribuer un ETAT dans lABSOLU?

    Erwin Schrdinger 1887-1961

    Niels Bohr 1885-1962

  • Clarification 2: La dualit onde-corpuscule sans ontologie

    Cette figure de diffraction des lectrons ne prouve pas quils sont des ondes Explications non-ondulatoires des figures de diffraction

    Ces traces dans une chambre brouillard de Wilson ne prouvent pas que les photons X sont des corpuscules Explications non-corpusculaires des traces

    Theorme: Une thorie valant pour des phnomnes RELATIFS des contextes mutuellement exclusifs prdit des distributions dallure ondulatoire de ces phnomnes

  • Clarification 3: les corrlations dEinstein, Podolsky et Rosen (EPR)

    Le problme dEinstein: Supposons que seules les coordonnes de distance

    entre les particules A et B sont dfinies (tat intriqu).

    Si lon mesure la position (3 coordonnes) de A, la position de B est instantanment dtermine.

    NON-LOCALIT?

    Rponse bohrienne: La comparaison des positions de A et B vaut relativement un observateur futur capable de les valuer toutes deux.

    Aucune dtermination instantane dans labsolu: PAS BESOIN DE POSTULER LA NON-LOCALIT

    Smerlak & Rovelli 2007

  • Clarification 4: Particules sans existence intrinsque Statistique quantique: particules Indiscernables

    Schrdinger (1950): Les particules, au sens naf dautrefois, nexistent pas

    Joos (2003): Les particules nexistent pas

    En thorie quantique des champs:

    Les particules ne sont pas le genre de chose qui est ou qui nest pas dans labsolu

    Elles sont relatives un dispositif dactivation. Leur nombre est une observable.

    J-M. Lvy-Leblond et B. dEspagnat: Les particules ont le mode dexistence dun ARC-EN-CIEL

    SOLEIL GOUTTES

    OBSERVATEUR

  • Clarification 5: Indterminisme

    Born 1926: interprtation probabiliste de la fonction donde

    Heisenberg 1927: () La mcanique quantique tablit lchec final de la causalit.

    Incertitude Sujet Indter