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L’un des aspects les plus déroutants de la mécanique quantique est que de minuscules particules subatomiques ne semblent pas « choisir » un état tant qu’un observateur extérieur ne le mesure pas. L’acte de mesure convertit toutes les vagues possibilités de ce qui pourrait arriver en un résultat défini et concret. Bien que les mathématiques de la mécanique quantique fournissent des règles sur le fonctionnement de ce processus, ces mathématiques n’expliquent pas vraiment ce que cela signifie en termes pratiques.
Une idée est que la conscience – une prise de conscience de nous-mêmes et de l’impact que nous avons sur notre environnement – joue un rôle clé dans la mesure et que c’est notre expérience de l’univers qui le convertit de simplement imaginé en vraiment réel.
Mais si tel est le cas, alors est-il possible que la conscience humaine puisse expliquer certaines des bizarreries de la mécanique quantique ?
Mesure quantique
mécanique quantique sont les règles qui régissent le zoo de particules subatomiques qui composent l’univers. La mécanique quantique nous dit que nous vivons dans un monde fondamental non déterministe. En d’autres termes, du moins en ce qui concerne le monde des minuscules particules, il est impossible, peu importe à quel point les scientifiques sont intelligents dans leur conception expérimentale ou à quel point ils connaissent parfaitement les conditions initiales de cette expérience, de prédire avec certitude le résultat de toute expérience. Connaître la force agissant sur un proton ? Il n’y a pas d’emplacement défini où il est certain d’être dans quelques secondes – seulement un ensemble de probabilités d’où il pourrais être.
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Heureusement, cet indéterminisme ne fait surface que dans le monde subatomique ; dans le monde macroscopique, tout fonctionne selon les lois déterministes de la physique (et non, nous ne savons pas exactement pourquoi cette scission se produit, mais c’est un problème pour un autre jour).
Lorsque les physiciens réalisent une expérience sur des systèmes quantiques (par exemple, en essayant de mesurer les niveaux d’énergie d’un électron dans un atome), ils ne sont jamais tout à fait sûrs de la réponse qu’ils obtiendront. Au lieu de cela, les équations de la mécanique quantique prédisent les probabilités de ces niveaux d’énergie. Cependant, une fois que les scientifiques ont mené l’expérience, ils obtiennent l’un de ces résultats et, tout à coup, l’univers redevient déterministe. une fois que les scientifiques connaissent le niveau d’énergie de l’électron, par exemple, ils savent exactement ce qu’il va faire, car sa « fonction d’onde » s’effondre et la particule choisit un certain niveau d’énergie.
Ce passage de l’indéterminisme au déterminisme est tout à fait étrange, et il n’y a aucune autre théorie en physique qui fonctionne de la même manière. Qu’est-ce qui rend l’acte de mesurer si spécial ? Une myriade d’interactions quantiques se produisent tout le temps dans l’univers. Alors, ces interactions connaissent-elles le même type de retournement même lorsque personne ne regarde ?
Le rôle de la conscience
L’interprétation standard de la mécanique quantique, connue sous le nom d’interprétation de Copenhague, dit d’ignorer tout cela et de se concentrer uniquement sur l’obtention de résultats. De ce point de vue, le monde subatomique est fondamentalement impénétrable et les gens ne devraient pas essayer de développer des images cohérentes de ce qui se passe. Au lieu de cela, les scientifiques devraient s’estimer chanceux de pouvoir au moins faire des prédictions en utilisant les équations de la mécanique quantique.
Mais pour beaucoup de gens, ce n’est pas satisfaisant. Il semble qu’il y ait quelque chose d’incroyablement spécial dans le processus de mesure qui n’apparaît que dans la théorie quantique. Cette spécialité devient encore plus frappante lorsque vous comparez la mesure à, disons, littéralement toute autre interaction.
Par exemple, dans un nuage de gaz lointain, au plus profond de l’immensité de l’espace interstellaire, personne n’est là ; personne ne regarde. Si, dans ce nuage de gaz, deux atomes se heurtent, il s’agit d’une interaction quantique, les règles de la mécanique quantique doivent donc s’appliquer. Mais il n’y a pas de « mesure » ni de résultat – c’est juste l’une des milliers de milliards d’interactions aléatoires qui se produisent chaque jour, non observées par les humains. Et donc les règles de la mécanique quantique nous disent que l’interaction reste indéterminée.
Mais si ces deux mêmes atomes se heurtent à l’intérieur d’un laboratoire, les scientifiques peuvent mesurer et enregistrer ce qui s’est passé. Parce qu’une mesure a eu lieu, les mêmes règles de la mécanique quantique nous disent que l’indéterminisme s’est renversé pour devenir déterministe — c’est ce qui m’a permis d’écrire un résultat concret.
Qu’y a-t-il de si différent entre ces deux cas ? Les deux impliquent des particules subatomiques interagissant avec d’autres particules subatomiques. Et chaque étape du processus de mesure implique des particules subatomiques à un certain niveau, il ne devrait donc pas y avoir d’échappatoire aux règles quantiques habituelles qui disent que le résultat doit être indéterminé.
certains théoriciens, comme le pionnier de la physique quantique Eugene Wigner (s’ouvre dans un nouvel onglet), soulignent que la seule différence entre ces deux scénarios est que l’un implique un observateur conscient et pensant et l’autre non. Ainsi, ce qu’on appelle un « effondrement » en mécanique quantique (le passage de probabilités indéterministes à un résultat concret) repose sur la conscience.
Rêves de l’univers
Parce que la conscience est si importante pour les humains, nous avons tendance à penser qu’elle a quelque chose de spécial. Après tout, les animaux sont les seules entités conscientes connues à habiter l’univers. Et une façon d’interpréter les règles de la mécanique quantique est de suivre la logique ci-dessus jusqu’à son extrême fin : ce que nous appelons une mesure est en réalité l’intervention d’un agent conscient dans une chaîne d’interactions subatomiques autrement banales.
Cette ligne de pensée exige que la conscience soit différente de toutes les autres physiques de l’univers. Sinon, les scientifiques pourraient (et le font) affirmer que la conscience n’est elle-même que la somme de diverses interactions subatomiques. Si tel est le cas, il n’y a pas de point final dans la chaîne de mesure. Et si c’est le cas, alors ce que les scientifiques font en laboratoire n’est vraiment pas différent de ce qui se passe dans des nuages de gaz aléatoires.
Bien qu’il ne s’agisse pas strictement d’une théorie physique, le concept de conscience comme différent et séparé de l’univers matériel a une longue tradition en philosophie et en théologie.
Cependant, jusqu’à ce que quelqu’un puisse trouver un moyen de tester ce concept de conscience comme séparé du reste des lois physiques dans une expérience scientifique, il devra rester dans le domaine de la philosophie et de la spéculation.
Cela fait partie d’une série en cours décrivant les interprétations potentielles de la mécanique quantique.
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