SCIENTIFIC AMERICAN

Penser en dehors de la boîte quantique

Comment l'esprit peut donner un sens à la physique quantique à plus d'un titre

Par Bernardo Kastrup le 16 février 2018

Source: Thinking outside the quantum box

Les prédictions contre-intuitives de la théorie quantique ont maintenant été confirmées expérimentalement avec une rigueur sans précédent. Pourtant, la question de savoir comment interpréter la signification de ces prédictions reste controversée. Un tableau de Wikipédia résumant différentes interprétations de la mécanique quantique comprenait pas moins de quatorze entrées au moment de la rédaction de cet article. De nouvelles interprétations apparaissent régulièrement.

Le problème est que la théorie quantique contredit notre compréhension intuitive de ce que signifie "réel". Selon la théorie, si deux particules réelles A et B sont préparées d'une manière spéciale, ce que Alice voit lorsqu'elle observe la particule A dépend de la façon dont Bob observe simultanément la particule B, même si les particules - ainsi qu'Alice et Bob - sont séparées par une distance arbitraire. Cette « action fantôme à distance », comme l'appelait Einstein, contredit soit la causalité locale, soit la notion même que les particules A et B sont « réelles », au sens d'exister indépendamment de l'observation. En fin de compte, certaines propriétés statistiques des observations, confirmées expérimentalement, privilégient cette dernière: que les particules n'existent pas indépendamment de l'observation. Et puisque l'observation consiste finalement en ce qui est appréhendé sur l'écran mental de la perception, l'implication peut être que « l'univers est entièrement mental » , comme l'a dit Richard Conn Henry dans son essai Nature 2005.

Le problème, bien sûr, est que l'hypothèse d'un univers dont l'existence même dépend de notre esprit contredit les intuitions scientifiques dominantes. Les physiciens se démènent donc pour interpréter la théorie quantique d'une manière qui laisse place à une réalité indépendante de l'esprit. Un moyen populaire de le faire consiste à postuler des entités théoriques imaginées, empiriquement invérifiables, définies comme indépendantes de l'observateur. Naturellement, cela va au-delà de la simple interprétation; cela ajoute un bagage redondant à la théorie quantique, en ce sens que la théorie n'a besoin de rien de tout cela pour prédire avec succès ce qu'elle prédit.

Certains reculent devant ces tentatives de modifier la mécanique quantique pour l'adapter à la vision du monde, plutôt que d'adapter sa propre vision du monde pour la rendre cohérente avec la mécanique quantique. Donc, la question qui se pose naturellement est la suivante: si nous nous en tenons à la théorie quantique, que nous dit-elle de la réalité? Le physicien Carlo Rovelli a essayé de répondre rigoureusement à cette question et le résultat est maintenant connu sous le nom de mécanique quantique relationnelle (RQM).

Selon la RQM, il n'y a pas de quantités physiques absolues, c'est-à-dire indépendantes de l'observateur. Au contraire, toutes les grandeurs physiques - tout le monde physique - sont relatives à l'observateur, d'une manière analogue au mouvement. Ceci est motivé par le fait que, selon la théorie quantique, différents observateurs peuvent expliquer différemment la même séquence d'événements. Par conséquent, chaque observateur est supposé « habiter » son propre monde physique, tel que défini par le contexte de ses propres observations.

Le prix de cette honnêteté intransigeante dans la reconnaissance des implications de la mécanique quantique est un certain nombre de scrupules philosophiques. Premièrement, l'idée que le monde physique que l'on habite est un produit de ses observations privées semble impliquer le solipsisme, un anathème en philosophie. Deuxièmement, la RQM implique qu' « une description complète du monde soit permise par les informations [Shannon] pertinentes que les systèmes ont les uns sur les autres. » Cependant, selon Shannon, l'information n'est pas une chose en soi. Au lieu de cela, elle est constituée par les configurations discernables d'un substrat.

Pourtant, s'il n'y a pas de substrat physique absolu, qu'est-ce qui constitue alors l'information? Troisième problème - et peut-être le plus difficile de tous - le principe RQM selon lequel toutes les grandeurs physiques sont relatives soulève une question évidente: par rapport à quoi? Nous voyons du sens dans une quantité relative telle que le mouvement seulement parce que nous supposons qu'il y a des corps physiques absolus qui se déplacent les uns par rapport aux autres. Mais la RQM nie tous les absolus physiques qui pourraient fonder la signification des quantités relatives.

Notez que la racine de tous ces états d'âme philosophiques est l'hypothèse que seules les quantités physiques existent. Si les quantités physiques proviennent de l'observation personnelle et qu'elles sont tout ce qu'il y a, le solipsisme est en effet impliqué. Si les quantités physiques sont fondées sur l'information et qu'elles sont tout ce qu'il y a, l'information manque en effet d'un substrat. Si les quantités physiques sont relatives et qu'elles sont tout ce qu'il y a, alors il n'y a pas d'absolu pour fonder leur signification. Je reviendrai bientôt sur cette idée.

Pour l'instant, cependant, il semblerait que mordre la balle de la théorie quantique, sans la décorer avec des cloches et des sifflets imaginés, nous force dans des états d'âme philosophiques insolubles. Pourtant, cette conclusion est fausse. Pour voir comment on peut sortir de ce bourbier, il suffit d'être rigoureux sur la portée épistémique de la physique.

Le physicien de Stanford Andrei Linde, réputé pour sa théorie cosmique de l'inflation, a fourni un indice important quand il a observé que « notre connaissance du monde commence non pas avec la matière mais avec les perceptions... » Plus tard, nous découvrons que nos perceptions obéissent à certaines lois plus commodément formulées si nous supposons qu'il existe une réalité sous-jacente au-delà de nos perceptions... Cette hypothèse est presque aussi naturelle (et peut-être aussi fausse) que notre supposition précédente que l'espace n'est qu'un outil mathématique pour la description de la matière. Par conséquent en l'absence d'un substrat absolu, indépendant de l'observateur, le monde physique de la RQM ne peut être que le contenu de la perception. Il n'y a rien d'autre que ça.

Rappelons maintenant que les scrupules philosophiques de la RQM reposent sur l'hypothèse que seules les quantités physiques - c'est-à-dire les contenus de la perception - existent. Cependant - et c'est là le point clé - à côté du contenu de la perception, il y a bien sûr aussi des catégories mentales non perceptuelles telles que les pensées. Beaucoup de physiciens postulent que les pensées devraient pouvoir s'expliquer en termes de quantités physiques et, en tant que telles, devenir une partie du monde physique par réduction. Mais ceci est une hypothèse philosophique qui ne change pas le fait scientifique que la mécanique quantique ne prédit pas les pensées; elle prédit seulement le déroulement de la perception, même lorsque ce qui est prédit - et perçu par la suite - est le résultat de l'instrumentation.

Ainsi, la possibilité qui se présente à nous est que les pensées sont les absolus qui fondent la signification des quantités physiques relatives de la RQM. En d'autres termes, toutes les quantités physiques sur l'écran des perceptions peuvent apparaître comme des relations entre les pensées. De plus, puisque les pensées et les perceptions sont essentiellement mentales, cette ligne de raisonnement désigne l'esprit comme le substrat primaire de la nature, dont les états discernables constituent l'information.

L'hypothèse ici, que j'ai développée en détail ailleurs, est que la pensée - dont les ambiguïtés caractéristiques peuvent en fait être ce que représentent en fin de compte les états de superposition quantique - sous-tend toute la nature et n'est pas limitée aux organismes vivants. Le monde physique d'un organisme observateur peut provenir d'une interaction - un modèle d'interférence - entre les pensées de l'organisme et les pensées qui sous-tendent l'univers inanimé qui l'entoure. Bien que chaque organisme, conformément à la RQM, puisse effectivement habiter son propre monde de perceptions, tous les organismes peuvent être entourés d'un environnement commun de pensées, ce qui évite le solipsisme au moins en esprit.

L'affirmation courageuse de Conn Henry que « l'Univers est entièrement mental » n'est pas seulement une implication apparente des observations expérimentales récentes, elle peut aussi ouvrir la voie à un élégant fondement philosophique pour ce qui est peut-être l'interprétation la plus rigoureuse et la plus parcimonieuse. L'esprit, semble-t-il, peut offrir un chemin hors du bourbier quantique à plus d'un titre.

Note: Cet essai est basé sur l'article « Making Sense of the Mental Univers », publié dans Philosophy and Cosmology , Vol. 19, pages 33-49.

Les opinions exprimées sont celles de l'auteur (s) et ne sont pas nécessairement celles de Scientific American.

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