Un ouvrage d'initiation à la théorie quantique mâtiné de considérations métaphysiques un peu confuses

Ce petit livre commence par une brève présentation historique en trois étapes de la genèse de la physique quantique (hypothèse du quantum formulée par Planck pour décrire le rayonnement thermique d’un corps porté à de hautes températures ; hypothèse d’Einstein sur la nature corpusculaire de la lumière pour, en reprenant le quantum de Planck, expliquer l’effet photo-électrique ; hypothèse de Bohr sur les orbites atomiques suite aux incohérences du modèle de Rutherford) puis en expose les principaux concepts théoriques. Les auteurs illustrent leurs propos d’analogies pertinentes et amusantes entre notre monde quotidien et la théorie quantique, qui parait soudain intuitive malgré son étrangeté. Au-delà de la beauté de son titre particulièrement bien trouvé (d'autant que les auteurs assument une position philosophique où la physique quantique pourrait être le socle d'une métaphysique nouvelle), le livre frappe par son écriture alerte et par sa capacité d’imagination pour proposer au lecteur des images ou des apologues aux résonances poétiques (tel l’étang aux poissons solubles symbolisant la non-localisation des particules quantiques, les martiens changeurs de forme, etc.).

Les auteurs consacrent ensuite un long développement au problème de la mesure, qui a suscité de vives discussions et des clivages au sein de la communauté scientifique. Selon la théorie classique (dite de Copenhague), les particules sont décrites de manière probabiliste et c’est la mesure effectuée par l’observateur qui provoque la réduction de la fonction d’onde et, par conséquent, le passage d’un état potentiel à un état réalisé. Les auteurs détaillent les deux plus célèbres expériences de pensée proposées par les physiciens opposés à cette interprétation : le chat de Schrödinger, pouvant être à la fois vivant et mort parce qu’en état de superposition quantique, et le paradoxe EPR (Einstein – Podolsky – Rosen), pointant l'impossibilité d'une « communication instantanée » entre deux particules en état d’intrication. Hélas, la présentation de l’interprétation de Copenhague est laconique (les auteurs se contentent de dire que, pour Bohr et Heisenberg, les questions sur la réalité de la description sont vaines car la physique ne porte pas sur le monde mais sur la connaissance que nous en avons) et le développement des hypothèses est biaisé par le soin apporté à la présentation de l’approche spiritualiste (notamment celle de Wigner, prix Nobel de physique) qui stipule que c’est la conscience de l’observateur et non la mesure elle-même qui provoque la réduction de la fonction d’onde. En fait, tout le débat sur les implications philosophiques de la théorie quantique m’a semblé un peu cafouilleux car les auteurs essayent de se dépêtrer d’une classification arbitraire de concepts antagonistes « matérialisme » vs « spiritualisme », « réalisme » vs « idéalisme » et « monisme » vs « dualisme » en simplifiant à l’excès les positions adoptées par les intervenants et en mélangeant philosophie classique (Lao-Tzeu, Spinoza, Kant, Berkeley, Hume, etc.) et théorie scientifique. Au final, on sent que les auteurs cherchent à convaincre le lecteur que la théorie quantique révolutionne notre rapport au monde (et même qu’elle constitue une rupture dont l’impact est supérieur à toutes les révolutions religieuses, politiques, philosophiques, etc.) et que, en mettant fin au déterminisme classique, elle ouvre la conscience à une réalité plus vaste englobant la matière et l’esprit, qui ne sont peut-être que les émanations d’un principe ou d’un ordre caché : une sorte de nouvelle religion, que nous avons appelée « syncrétisme quantique », est en train de naître, qui rapport tout – matière et esprit – à un Absolu inconnaissable mais dont l’existence pourrait être déduite des aspects extraordinaires de la nouvelle physique.. Les auteurs passent en revue toutes les théories remettant en cause notre conception traditionnelle du temps et de l’espace et soulignent avec insistance la ressemblance des principes de la physique avec ceux des philosophies orientales. Ils mentionnent également que certains scientifiques (comme Costa de Beauregard) considèrent que la mécanique quantique réhabilite l’étude des phénomènes paranormaux ou permet de supposer que le monde est en réalité un hologramme, dont chaque partie (parce qu’elle est liée par sa fonction d’onde à la fonction d’onde de l’univers) contient une image de la totalité. Je n’ai pas été convaincu par cette partie de l’ouvrage, dont les arguments sont beaucoup moins clairs que ceux développés par Arthur Koestler dans « Les racines du hasard » portant sur le même sujet…

Le principal apport de l’ouvrage, par rapport aux autres livres de vulgarisation que j’ai lu jusqu’à présent, consiste en une description détaillée de l’expérience d’Alain Aspect qui a prouvé, en 1982, la résilience de la théorie quantique vis-à-vis du paradoxe EPR, via des expériences de mesure portant sur la polarisation des quantons (terme employé par les auteurs à la place de celui de particule). Le texte tente d’utiliser quelques métaphores et un formalisme mathématique basique pour expliquer que certaines inégalités (dites de Bell) sont respectées en mécanique déterministe (i.e. si la valeur de la polarisation est déterminée avant la mesure) et violées en mécanique quantique probabiliste (i.e. si la polarisation est floue avant la mesure et qu’elle n’est déterminée qu’au moment de la mesure). Le dispositif expérimental est clairement présenté ; en revanche, la démonstration mathématique conduisant au constat que les inégalités de Bell ne sont pas respectées lors des expériences est tellement simplifiée qu’elle devient incompréhensible. Les auteurs détaillent également la théorie des variables cachées (locales ou non locales), qui a été proposée par Bohm pour tenter de concilier les résultats de l’expérience d’Aspect avec la position déterministe d’Einstein…

Ce point est intéressant car les auteurs présentent les thèses de physiciens souvent peu cités dans les ouvrages de vulgarisation (Bohm, Wigner, d'Espagnat, de Beauregard). Par ailleurs, ils soulignent la fausseté de l’approche usuelle qui considère que les phénomènes quantiques à l’échelle atomique disparaissent nécessairement, par effet statistique, à l'échelle macroscopique où les phénomènes physiques sont régis par un déterminisme apparent. En effet, la supraconductivité et l'état superfluide de l’hélium liquide résultent directement des propriétés quantiques or ils peuvent exister à l’échelle macroscopique.

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  Le cantique des quantiques

  de Ortoli, Sven Pharabod, Jean-Pierre Gregory, Charles (Illustrateur)
  le Livre de poche / biblio essais
  ISBN : SANS000050022 ; 01/01/1987 ; 192 p.
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  Le cantique des quantiques. Le monde existe-t-il ?

  de Ortoli, Sven Pharabod, Jean-Pierre
  la Découverte
  ISBN : 9782707128249 ; EUR 6,10 ; 12/02/1998 ; 148 p. ; Poche

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