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Secrets de la lumière : Le mystère grandit

320c5717.jpgAimé Michel : Les paradoxes mystérieux de la physique quantique

Ami lecteur distrait, Michel Minc vous écrit aujourd’hui :
Si vous étiez un peu curieux, et si vous aimiez écarquiller un peu les yeux sur les grands mystères qui nous entourent,( mais je vous connais : vous êtes trop paresseux ou occupé à des choses futiles ; moi aussi, très souvent… )
Livre d'Aimé Michel.jpg…vous auriez certainement lu et médité mon entretien (imaginaire) avec mon ami Aimé Michel : la révolution de la physique quantique (cliquez ici)
Il y expliquait à quel point les certitudes matérialistes rassurantes qui structuraient la pensée scientifique européenne vers 1900… avaient été, en un demi-siècle, fissurées, puis  pulvérisées par la révolution de Max Planck, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Louis de Broglie, Wolfgang Pauli…
lire aussi : réflexions théologiques sur  le « Principe d’exclusion de Pauli »

Vers 1985, Aimé Michel annonçait, dans un autre article, que les expériences en cours alors en France, à l’Institut d’optique d’Orsay, allaient créer un nouveau bouleversement de la pensée, encore plus effrayant… 
Lisez les explications (difficiles) et les méditations (magnifiques) d’Aimé Michel, qui n’ont rien perdu de leur actualité vingt ans après. 

Aimé Michel
LA DERNIÈRE SERRURE
les physiciens sont seuls à savoir exactement… de quoi ils parlent *

Big-Bang-Theory_alt1_1920.jpgÀ plusieurs reprises, j’ai fait ici allusion à un proche bouleversement de la science, appelé le « troisième grand orage de la physique », par l’un de ses plus éminents représentants, M. Olivier Costa de Beauregard35

35 L’expression « troisième orage du XX’ siècle» se trouve dans une lettre de Costa de Beauregard publiée dans FC. du 26 septembre 1975. Elle fait référence à l’expérience cruciale d’Alain Aspect alors en préparation à Orsay, expliquée un peu plus loin, (voir Le nouveau « paradoxe du comédien», p. 54), dont tout le présent ‘chapitre aide à comprendre l’importance scientifique et philosophique.

aspect_bell_82.pngIl est plus facile d’y faire allusion que de l’expliquer, comme me le demandent souvent des lecteurs.

La physique a depuis longtemps franchi les frontières du représentable. Il faut d’abord bien se convaincre de ceci : que (comme les mystiques), les physiciens sont seuls à savoir exactement de quoi ils parlent.

arthur1.pngLe premier grand orage de la physique, ce fut, en 1900, l’introduction des quanta par Planck. Les quanta sont une idée qui aurait paru incohérente et donc impossible et illusoire à un physicien du siècle précédent, et à plus forte raison à Descartes ou Galilée.

Un phénomène est quantique quand il se propage comme une onde mais se manifeste comme corpuscule, dès qu’on l’observe.

Sa relation avec l’appareil est celle d’un corpuscule. Son devenir quand il n’entre en relation avec rien est celui d’une onde.

capture-young.pngUne expérience classique – et rigoureusement impossible à décrire logiquement – est celle des fentes d’Young. Le « quelque chose» qui traverse les fentes est une onde, dont il a toutes les propriétés. Mais quand ce quelque chose arrive sur l’écran (après avoir traversé les fentes), c’est un corpuscule. Cette double nature a été excessivement vulgarisée, elle a donné lieu dans le jargon pseudo-scientifique à l’expression de « réalités complémentaires», qui maintenant sert même dans les discours politiques et les interviews d’idoles, sans parler de la philosophie.

Mais il n ‘.Y a pas de « réalités complémentaires » ! En fait, et cela seuls les physiciens le savent encore, il n’y a qu’une énigme, complète, impénétrable, l’énigme numéro un, même, selon Je prix Nobel de physique Feynman, qui y a comme beaucoup d’autres réfléchi toute sa vie et en a peut-être dit ce qui a été dit de plus clair et de plus frappant ( 1 ).

Il est tellement impossible de comprendre ce qui se passe réellement dans un phénomène quantique qu’un jeune théoricien américain, Thomas Bearden, propose de renoncer à la logique pour traiter convenablement ce problème, et d’admettre qu’une chose peut à la fois être et ne pas être ! Ce qui, naturellement, revient à se jeter au feu pour ne pas se noyer, et n’a donc guère convaincu les physiciens : ils préfèrent se résigner provisoirement à l’énigme.

Pourquoi ? Parce que, tout incompréhensible qu’elle est, la physique quantique marche admirablement. Depuis soixante-dix-sept ans, elle a permis un nombre immense de découvertes, et pas une fois n’a été prise en défaut.

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Albert Einstein : « Non ! Dieu ne joue pas aux dés !  Niels Bohr : Albert ! Arrêtez de dire à Dieu comment il doit se comporter ! 

Je crois que pour Costa de Beauregard, le 2° orage, c’est la relativité. Mais finalement, face à la réflexion philosophique, je me demande si ce qu’on a appelé l’« interprétation de Copenhague» n’est pas une tempête bien plus épouvantable que la relativité.

Certes, il est dur de se faire à l’idée que le mot « maintenant » perd sa signification pour deux observateurs éloignés, que la simultanéité à distance n’existe pas, que la masse d’un corps varie avec sa vitesse, et autres joyeusetés. Mais quand on regarde de près comment on en arrive là, on ne voit qu’une logique bien unie. À aucun moment du chemin il ne faut franchir de gouffre, les yeux fermés.

Pour les fentes d’Young, le gouffre est  impénétrable.…

Pour les fentes d’Young, le gouffre est,je l’ai dit, impénétrable. L’ « interprétation de Copenhague» est le gouffre des gouffres. Telle qu’elle est sortie de l’esprit audacieux de Niels Bohr et de Heisenberg ( et telle que l’expérience, depuis, ne cesse de la vérifier), cette « interprétation» des quanta postule que les impossibilités logiques qu’on y voit, Join de traduire simplement l’insuffisance de nos moyens d’observation, sont réelles, elles sont dans la nature elle-même.

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Niels Bohr, Albert Einstein, Max Planck, – en bas  : Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Edwin Schrödingen. 

Ici, il est difficile de faire comprendre exactement, sans jargonner un peu, ce qu’ont prouvé expérimentalement et théoriquement les physiciens. Mais on peut proposer des analogies.

Capture-d’écran-2017-01-09-à-10.57.13.pngSupposons que l’on vous dise de fermer les yeux, puis qu’on lance en l’air un objet.

Tant que vous n’ouvrez pas les yeux, l’objet, pensez-vous, suit sa trajectoire dans la pièce, mais vous ne savez pas quelle trajectoire. Puis vous ouvrez les yeux, et vous constatez que le vase de Chine que j’ai expédié à travers la salle à manger est sur le point de s’écraser sur le mur d’en face.
Fort bien.
Donc, tant que vos yeux sont fermés, le vase de Chine peut se trouver n’importe où,partout, en l’air dans la pièce, mais enfin, il se trouve quelque part, cela est sûr. Depuis Niels Bohr et Heisenberg, on affirme ceci, très simplement :
que le vase n’est réellement pas plus ici que là tant que vous n’ouvrez pas les yeux.

– Mais alors, objecterez-vous, c’est le fait d’ouvrir les yeux qui crée le vase à l’endroit où je le vois?
– Objection rejetée, vous répond-on de Copenhague, car ce qui existe, ce n’est pas le vase, c’est une probabilité de vase.
Renoncez au plus tôt à la superstition que le monde est fait d’objets existant là où ils sont ! Il n’existe que des probabilités, et quand vous repérez un objet quelque part,

1) il n’existait pas là avant que vous le repériez, seules existaient des probabilités, et
2) il cesse d’exister là dès que vous l’avez repéré.

Les lecteurs de cette chronique qui, mon courrier me le prouve, réfléchissent beaucoup et ont énormément d’idées, vont peut-être se mettre à réfléchir sur l’absurde vase de Chine qui n’existe pas tant qu’on ne le voit pas et cesse d’exister dès qu’on l’a vu.

Il me faut, hélas, les décourager :
il y a bientôt un demi-siècle que les esprits les plus pénétrants du monde essaient en vain de ramener cet agaçant vase de Chine à la raison.

On a fait des milliers d’expériences de toutes sortes dans tous les laboratoires du monde. Elles donnent toutes raison à l’interprétation de Copenhague.
Le Dieu-sait­quoi qui se propage en forme d’onde n’existe sous forme de corpuscule que quand il interfère avec un appareil. Mais alors il cesse d’exister (2).

Il ne faudrait pas croire cependant que les physiciens se sont résignés à ignorer
ce qu’est le Dieu-sait-quoi qui se propage,
et ce qui se passe quand le Dieu-sait-quoi se manifeste sous la forme d’un corpuscule, événement connu sous le nom de« collapse de l’onde Psi», ou « collapse de Psi» (Psi est la lettre grecque choisie par Schrôdinger pour désigner la fonction mathématique correspondant à cette onde).

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L’équation de Schrödinger . Conclusion : Le Dieu-sait ­quoi qui se propage en forme d’onde n’existe (sous forme de corpuscule) que quand il interfère avec un appareil, …              ……mais alors, il cesse d’exister.

Au cours des dernières années, ce problème est même devenu l’obsession de la physique théorique, le sujet de réflexion et de discussion numéro un.
Heisenberg -relations d'incertitude copie.jpgLa difficulté (exprimée par les fameuses relations de Heisenberg) est qu’il semble à jamais impossible de le savoir directement.
Il faut imaginer des expériences sur le modèle :
« si les choses se passent de telle façon là où l’on ne peut rien voir,
alors, là où l’on voit, on doit constater ceci
».

Au cours des ans, on est arrivé à plusieurs familles d’hypothèses sur la nature du Dieu-sait-quoi.

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• Première hypothèse ( développée par Louis de Broglie, puis David Böhm):
« Certes, on ne peut rien voir ; cependant, il existe de vrais phénomènes calculables, qui sont seulement cachés»: c’est l’hypothèse dite des« variables cachées».
Mais ni Böhm ni ses disciples n’ont réussi à imaginer une façon même théorique ou détournée de savoir ce que sont les« variables cachées».
D’ailleurs ce qu’imagine Böhm est littéralement fantastique :
le Dieu-sait-quoi » est non local c’est-à-dire, en gros, qu’il est hors du temps et de l’espace.
C’est, pour ainsi dire, le Dieu matériel de Spinoza!

• Une autre interprétation, fondée sur une géométrisation complète du problème, et dont les principaux adeptes sont Wheeler, Everett et Bell (tous américains36) aboutit à des conclusions assez semblables.
Hélas, pour l’instant on ne sait pas davantage comment vérifier (3)37

• Enfin, le physicien français Olivier Costa de Beauregard, s’abstenant pourtant de spéculations aussi radicales que les précédentes, a prévu depuis 1953 et semble bien prouver en ce moment par l’expérience, que du « Dieu-sait-quoi » en question sortent dans certains cas ce qu’il appelle des « ondes avancées», c’est-à-dire des phénomènes se déroulant à l’envers par rapport au temps !
Ses expériences, réalisées à Orsay, semblent bien montrer la réalité de ce phénomène fantastique.

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De toute façon, le troisième grand orage, c’est cela. Que Wheeler, que Böhm, ou que Costa de Beauregard aient approché le plus la vérité, c’est cela.

Le mot « fantastique » revient plusieurs fois dans cette chronique : c’est un mot faible. M. Costa de Beauregard, lui, dit « monstrueux».

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Ce que nous sommes en train de découvrir sur la nature de la lumière est plus que fantastique, c’est monstrueux !

Nous sommes devant la boîte à Pandore de la physique, et peut-être bien que déjà quelques-uns de nos savants sont en train d’en crocheter la serrure …

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(1) Richard Feynman: la Nature des lois physiques (chez Laffont).

(2) Évidemment, je prends le cas limite où le vase disparaît entièrement. Mais dans les autres cas, le problème est le même: après l’observation, il reste une onde moins énergétique, que vous pouvez observer sous la forme d’un plus petit vase de Chine, etc.

(3) J. A. Wheeler: Geometrodynamics, New YorkAcademy Press, 1962.


 

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