Une nouvelle théorie indique que la réalité physique n’est qu’un miroir quantique

02 oct. 2021 – Cet article est republié sur The Conversation sous une licence Creative Commons. Auteur : Peter Evans, ARC Discovery Early Career Research Fellow, Université du Queensland.

Il se peut qu’il n’y ait pas de substance physique indépendante constituant notre réalité.

Imaginez que vous vous asseyez et prenez votre livre préféré. Vous regardez l’image de la première de couverture, vous passez vos doigts sur la couverture lisse du livre et vous sentez l’odeur familière du livre en feuilletant les pages. Pour vous, le livre est constitué d’une série d’apparences sensorielles.

Mais vous vous attendez également à ce que le livre ait sa propre existence indépendante derrière ces apparences. Ainsi, lorsque vous posez le livre sur la table basse et que vous entrez dans la cuisine, ou que vous quittez votre maison pour aller travailler, vous vous attendez à ce que le livre ait toujours la même apparence, la même sensation et la même odeur que lorsque vous le teniez.

Miroir Quantique

S’attendre à ce que les objets aient leur propre existence indépendante – indépendamment de nous et de tout autre objet – est en fait une hypothèse profondément ancrée dans notre conception du monde. Cette hypothèse trouve son origine dans la révolution scientifique du 17e siècle et fait partie de ce que nous appelons la vision mécaniste du monde. Selon cette vision, le monde ressemble à une gigantesque machine à horloge dont les pièces sont régies par des lois de mouvement fixes.

Mais comme l’affirme le physicien italien Carlo Rovelli dans son nouveau livre Helgoland, la théorie quantique – la théorie physique qui décrit l’univers à la plus petite échelle – montre presque certainement que cette vision du monde est fausse. Rovelli estime que nous devrions plutôt adopter une vision « relationnelle » du monde.

Qu’est-ce que cela signifie d’être relationnel ?

Pendant la révolution scientifique, le pionnier anglais de la physique Isaac Newton et son homologue allemand Gottfried Leibniz étaient en désaccord sur la nature de l’espace et du temps.

Newton affirmait que l’espace et le temps agissaient comme un « conteneur » pour le contenu de l’univers. En d’autres termes, si nous pouvions retirer le contenu de l’univers – toutes les planètes, étoiles et galaxies – il ne resterait que l’espace et le temps vides. C’est la vision « absolue » de l’espace et du temps.

Leibniz, quant à lui, affirmait que l’espace et le temps n’étaient rien d’autre que la somme totale des distances et des durées entre tous les objets et événements du monde. Si nous supprimions le contenu de l’univers, nous supprimerions également l’espace et le temps. C’est la vision « relationnelle » de l’espace et du temps : ils ne sont que les relations spatiales et temporelles entre les objets et les événements. La vision relationnelle de l’espace et du temps a été une source d’inspiration essentielle pour Einstein lorsqu’il a développé la relativité générale.

Rovelli se sert de cette idée pour comprendre la mécanique quantique. Il affirme que les objets de la théorie quantique, tels qu’un photon, un électron ou une autre particule fondamentale, ne sont rien d’autre que les propriétés qu’ils présentent lorsqu’ils interagissent avec – en relation avec – d’autres objets.

Ces propriétés d’un objet quantique sont déterminées par l’expérience et comprennent des éléments tels que la position, la quantité de mouvement et l’énergie de l’objet. Ensemble, elles constituent l’état d’un objet.

Selon l’interprétation relationnelle de Rovelli, ces propriétés sont tout ce qu’il y a dans l’objet : il n’y a pas de substance individuelle sous-jacente qui « possède » les propriétés.

Alors comment cela nous aide-t-il à comprendre la théorie quantique ?

Considérons l’énigme quantique bien connue du chat de Schrödinger. Nous plaçons un chat dans une boîte contenant un agent mortel (comme une fiole de gaz toxique) déclenché par un processus quantique (comme la désintégration d’un atome radioactif), et nous fermons le couvercle.

Le processus quantique est un événement fortuit. Il n’y a aucun moyen de le prédire, mais nous pouvons le décrire d’une manière qui nous indique les différentes chances que l’atome se désintègre ou non au cours d’une période donnée. Comme la désintégration déclenchera l’ouverture de la fiole de gaz toxique et donc la mort du chat, la vie ou la mort du chat est également un événement purement aléatoire.

Selon la théorie quantique orthodoxe, le chat n’est ni mort ni vivant jusqu’à ce que nous ouvrions la boîte et observions le système. Une énigme subsiste quant à savoir ce que cela signifierait pour le chat, exactement, de n’être ni mort ni vivant.

Mais selon l’interprétation relationnelle, l’état de tout système est toujours en relation avec un autre système. Ainsi, le processus quantique dans la boîte pourrait avoir un résultat indéfini par rapport à nous, mais avoir un résultat défini pour le chat.

Il est donc parfaitement raisonnable que le chat ne soit ni mort ni vivant pour nous, et en même temps qu’il soit lui-même définitivement mort ou vivant. Un fait de la question est réel pour nous, et un fait de la question est réel pour le chat. Lorsque nous ouvrons la boîte, l’état du chat devient définitif pour nous, mais le chat n’a jamais été dans un état indéfini pour lui-même.

Dans l’interprétation relationnelle, il n’y a pas de vue globale, « l’œil de Dieu », de la réalité.

Qu’est-ce que cela nous apprend sur la réalité ?

Rovelli affirme que, puisque notre monde est en définitif quantique, nous devrions tenir compte de ces leçons. En particulier, les objets tels que votre livre préféré ne peuvent avoir leurs propriétés qu’en relation avec d’autres objets, dont vous.

Heureusement, cela inclut également tous les autres objets, comme votre table basse. Ainsi, lorsque vous vous rendez au travail, votre livre préféré continue d’apparaître tel qu’il était lorsque vous le teniez. Malgré cela, il s’agit d’une refonte radicale de la nature de la réalité.

Selon ce point de vue, le monde est un réseau complexe d’interrelations, de sorte que les objets n’ont plus d’existence individuelle indépendante des autres objets – comme un jeu sans fin de miroirs quantiques. De plus, il se pourrait bien qu’il n’y ait pas de substance « métaphysique » indépendante constituant notre réalité qui sous-tendrait ce réseau.

Comme le dit Rovelli : « Nous ne sommes rien d’autre que des images d’images. La réalité, y compris nous-mêmes, n’est rien d’autre qu’un voile fin et fragile, au-delà duquel… il n’y a rien. »

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *