Localité, déterminisme et interprétations de la MQ

[Gwyddon]

Bonjour,

En effet Pio2001 a tout a fait raison il était temps de scinder les deux discussions qui s'entremêlaient et ceci est choses faite.

D'ailleurs un grand merci à lui pour avoir recensé les messages à déplacer

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[mariposa]

Intéressons-nous à une contrainte majeure imposée par les expériences de type EPR : la violation de l'inégalité de Bell, et voyons ce que disent les différentes interprétations sur la localité et le déterminisme.

Le problème du déterminisme, c'est que dans l'interprétation de Copenhague, le résultat des mesures est aléatoire. On ne peut connaître que la probabilité d'obtenir le résultat a ou le résultat b lorsqu'on fait une mesure sur l'état



Ce qui signifie que l'évenement particulier que l'on observe, le résultat a, par exemple, n'a pas de cause. Il n'existe pas de loi de la nature connue qui en soit à l'origine. C'est un évenement sans théorie physique associée. C'est plutôt problématique, puisque le but de la physique est justement de rendre compte des évenements que l'on peut observer.

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Je trouve ça expéditif. En effet ainsi décrit cela fait penser à une bifurcation de Hopfh pour les systèmes non linéaires et donc une évolution irréversible vers un état stable. C'est excatement, au moins sur le plan qualitatif ce que décrit le postulat de mesure.

Le problème de la localité, c'est que rien ne peut dépasser la vitesse de la lumière. Et si quelque chose de physique échappe à cette règle, alors la causalité est violée, car on peut toujours se placer dans un cas de figure, avec un système de référentiels en mouvement relativiste les uns par rapport aux autres, où un effet précède une cause.
Que se passe-t-il alors si je pose une question à un correspondant par l'intermédiaire d'un téléphone non local configuré de telle sorte que la réponse me parvienne avant que je pose la question ? Comme j'ai déjà la réponse, je n'ai plus besoin de poser la question. Mais alors puisque je ne pose pas la question, d'où vient la réponse ? C'est un exemple de paradoxe temporel causé par la non localité.

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Il y a cela un magnifique contre-exemple qui est le cas de 2 fermions neutres de même spin et donc sans aucune interaction qui sont pourtant corrélés. Ce problème de non localité ne pose pas de problème me semble-t-il?

La non-localité impose, dans l'interprétation de Copenhague, au mécanisme de mesure, qui est instantané, de ne pas être une description de la réalité.

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Je ne crois pas que l'interpretation de Copenhague soit aussi précise jusqu'a se prononcer sur le caractère instantané de la mesure.

[mariposa]

Bonjour,
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Avant d'entrer dans les aspects formels je voudrais revenir sur la nature des difficultés que reprèsentent la MQ. En relation avec EPR il y a 2 problèmes que tu nommes explicitement: la localité et le déterminisme.
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Le problème de la localité que je préfère appeller séparabilité ne pose aucun problème. Le meilleur exemple qui frappe l'esprit est le fait que si on met N fermions neutres dans une boite à O K (un modèle très simple d'une naine blanche ou étoile a neutron) le bon sens élémentaire vaudrait que ces particules aient une vitesse nulle. Comme on sait il n'en est rien. Les particules s'évitent elles sont fortement corrrélés et d'autant plus que la densité est élevée. Si on se place sur une particule précise il y a un vide de densité au voisinage de cette particule que les physiciens du solide appelle trou d'échange. Il est important d'insister qu'il n y a pas d'interaction entre ces particules et pourtant elles sont corrélées. L'absence d'interaction est garantit par le fait que les particules ne portent pas de charges électriques et donc ne peuvent échanger de photons virtuels. On peut conclure tout ceci est disant que la matière est inséparable et que ce fait est à la fois conforme à la réalité expérimentale et inscrit dans les principes fondamentaux de la MQ.
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Le fait que la MQ soit complète on non (qui se transforme en problème de déterminisme ou non) a suscité le débat que l'on sait et a été tranché par l'expérience EPR photonique et les inégalités de BEll.

[GillesH38a]

Le fait que la MQ soit complète on non (qui se transforme en problème de déterminisme ou non) a suscité le débat que l'on sait et a été tranché par l'expérience EPR photonique et les inégalités de BEll.

euh, pas vraiment, ces expériences ont juste confirmé la méca Q orthodoxe et rendu très difficile l'interprétation en variables cachées : mais comme c'est justement l'interprétation orthodoxe qui pose problème (et que les variables cachées etaient là pour essayer d'en donner une interprétation plus "satisfaisante" pour l'esprit), on peut au contraire dire que ces expériences ont laissé le problème absolument intact....

[gatsu]

Les particules s'évitent elles sont fortement corrrélés et d'autant plus que la densité est élevée. Si on se place sur une particule précise il y a un vide de densité au voisinage de cette particule que les physiciens du solide appelle trou d'échange. Il est important d'insister qu'il n y a pas d'interaction entre ces particules et pourtant elles sont corrélées.

Il y a pourtant une intéraction d'échange non ?

[mariposa]

euh, pas vraiment, ces expériences ont juste confirmé la méca Q orthodoxe et rendu très difficile l'interprétation en variables cachées : mais comme c'est justement l'interprétation orthodoxe qui pose problème (et que les variables cachées etaient là pour essayer d'en donner une interprétation plus "satisfaisante" pour l'esprit), on peut au contraire dire que ces expériences ont laissé le problème absolument intact....

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Je ne comprends pas bien ce que tu veux dire. Je vais le formuler autrement et en version très courte:
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Où est le problème en MQ?
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C'est celui de la mesure quantique , tout "simplement". Ce problème, bien qu'intervenant dans les expériences EPR, n'est pas l'objet même des expériences EPR qui est la question du déterminisme.

pour Einstein ce que l'on mesure a été prédeterminé à l'émission et le détecteur mesure l'état prédeterminé. Pour Bohr c'est à la détection que çà se décide, ce qui ramène indirectement à la compréhension de la mesure quantique. Donc EPR et Bell ont tranché cette question et cette question seulement.
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Voilà comment je voie les choses.

Pour résumer:

Localité/séparabilité: aucun problème. C'est bizarre mais autant que le paradoxe des jumeaux.
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Déterminisme ou pas: Einstein ne pouvait admettre qu'une théorie fondamentale soit portée par le langage des probabilités. Il a donc trouver des objections et proposer EPR qui lui a donner tord.
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mesure quantique. Ce problème n'est pas tranché. Néanmoins sa formulation est claire (de mon point de vue) il s'agit de décrire conjointement l'évolution d'un petit système (décrit par la MQ) couplé avec un gros système qui se décrit par naturellement par la mécanique classique.

Il y a un problème technique pas standard du tout en termes de construction de 2 hamiltoniens effectifs a partir de l'équation Schrodinger à N particules du système couplé. Pour moi toute implication de la conscience de l'observateur me parait franchement fantaisiste.

[Urgon]

Le fait que la MQ soit complète on non (qui se transforme en problème de déterminisme ou non) a suscité le débat que l'on sait et a été tranché par l'expérience EPR photonique et les inégalités de BEll.

Le débat qui a été tranché est : est-ce qu'il existe des variables cachées locales (c'est à dire attachées aux particules) ou non (Einstein pensait à des variables cachées locales)

Le débat de savoir s'il existe des variables cachées non-locales n'est pas tranché. Certains physiciens contemporains, parfaitement au fait des expériences EPR et des inégalités de Bell, cherchent toujours à ajouter des variables supplémentaires (non-locales évidemment) à la MQ (pour les plus connus et sérieux : Girhardi/Rimini/Weber, et Roger Penrose).

[invite64c4b5da]

Bonjour,

j'ai du mal a suivre tout ces debats forts interessants (et parfois aussi techniques). J'ai donc deux questions a vous poser :
1- qu'entendez vous par mesure ? Pouvez vous me donner un exemple ?
2- doit on distinguer la mesure de l'observation ?
Si l'un de vous a une opinion, merci de me repondre.

[invite64c4b5da]

Le fait que la MQ soit complète on non (qui se transforme en problème de déterminisme ou non) a suscité le débat que l'on sait et a été tranché par l'expérience EPR photonique et les inégalités de BEll.

Bonjour,

dans l'interpretation de Copenhague, je ne suis pas sure que savoir si la mecanique quantique est complete (que veux tu dire par la ?) ou pas soit la bonne question.
J'ai cru comprendre que des gens comme Bohr etaient positivistes et que donc d'un point de vue philosophique ils ne cherchaient pas vraiment a savoir si la MQ etait la realite mais plutot qu'il s'agissait d'un modele servant a decrire les observations.

[Urgon]

Bonjour,

j'ai du mal a suivre tout ces debats forts interessants (et parfois aussi techniques). J'ai donc deux questions a vous poser :
1- qu'entendez vous par mesure ? Pouvez vous me donner un exemple ?
2- doit on distinguer la mesure de l'observation ?
Si l'un de vous a une opinion, merci de me repondre.

Les réponse à ces questions sont subtilement (ou complètement) différentes en fonction des interprétations, justement.

Mais pour une de interprétations les plus couramment acceptée (la décohérence environnementale) les réponses sont :
1 - Une "mesure" est une interaction irréversible d'un système quantique avec son environnement, provoquant une perte de l'état superposé du système quantique et un choix aléatoire de l'état pur
2 - Oui : pour l'exemple d'école du Chat de Schrödinger par exemple : la "mesure" a lieu dans la boiboite, indépendamment de l'ouverture de la boite et l'observation de l'état du Chat

Mais évidemment, dans d'autres interprétations, il en va tout à fait différemment..

[mariposa]

Il y a pourtant une intéraction d'échange non ?

Il faut faire attention aux mots.
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l'hamiltonien de 2 particules identiques et indépendantes est:
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H = H1 + H2
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Le fait que [H,P] = 0 P est l'opérateur permutation

implique que les solutions soient symétriques ou antisymétriques.
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Delà il en découle que les particules sont corrélées alors même qu'il n'existe pas d'interaction. On dit alors qu'il y a une interaction d'échange pour dire que tout se passe comme si il y avait une interaction.
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En quelquesorte l'interaction effective vient du caractère symétrique (ou antisymétrique) et non d'un hamiltonien d'interaction.

[invite73192618]

Question pour Pio2001 (ou quiconque d'ailleurs...). Concernant HE3, il y a un chose, entre autre, que je n'arrive particulièrement pas à comprendre:

Dans ta présentation on voit le cas où l'observateur mesure un spin dans un sens ou dans l'autre. C'est boléen, on divise l'univers en deux monde et voilà.
Mais que se passe-t-il lorsqu'on s'intéresse à une quantité qui est "plutôt continue" genre position ou vitesse? Doit-on imaginer une infinité de séparation, ou un nombre dénombrable même si grand? L'une et l'autre option semblent amener des problèmes...

[invite73192618]

Le débat de savoir s'il existe des variables cachées non-locales n'est pas tranché. Certains physiciens contemporains, parfaitement au fait des expériences EPR et des inégalités de Bell, cherchent toujours à ajouter des variables supplémentaires (non-locales évidemment) à la MQ (pour les plus connus et sérieux : Girhardi/Rimini/Weber, et Roger Penrose).

Est-il juste, considérant les expérience de choix retardé, de dire que des variables cachées non locales seraient obligatoirement aussi des variables intemporelles?

[Urgon]

Est-il juste, considérant les expérience de choix retardé, de dire que des variables cachées non locales seraient obligatoirement aussi des variables intemporelles?

C'est une très bonne question. Aucun des auteurs sus-cités ne prend explicitement position sur cette question à ma connaissance, et j'aimerais bien aussi avoir une réponse explicite à cette question.

En fait, ces théories (ou embryons de théories) traitent surtout du problème de la mesure simple (type Chat de Schrödinger), purement locaux, mais pas tellement (à ma connaissance) des problèmes de type EPR.

Logiquement : c'est pratiquement obligatoire. Si ce n'était pas le cas, ces variables cachée ne rendraient tout simplement pas compte de ces expériences, justement. De plus, selon la relativité, alocal (en dehors du cône de lumière) implique nécessairement atemporel.

Mais évidemment, même si ces variables sont intemporelles, le théorème de non-communicabilité (et le principe de causalité) reste valable, ce qui est l'essentiel.

[invite73192618]

Mais évidemment, même si ces variables sont intemporelles, le théorème de non-communicabilité (et le principe de causalité) reste valable, ce qui est l'essentiel.

Certes, mais si on imagine une version cosmologique de ce choix retardé alors il faudrait quasiment en conclure que les variables cachées devraient être non seulement intemporelles, mais aussi présente depuis le début et jusqu'à la fin des temps! ...il me semble que "intemporel" se transforme alors facilement en "absurde", non?

[Urgon]

Il n'y a pas besoin de variables cachées pour conclure qu'il y a quelque-chose d'absurde, ou du moins perturbant, dans les paradoxes de type EPR.

Si on abandonne le libre arbitre et si on retourne à un déterminisme parfait (ce qui est de nouveau envisageable avec des variables cachées) alors il n'y a rien d'absurde. Au contraire, c'est très cohérent. Un paradoxe pas plus (ni moins) absurde est le suivant : http://en.wikipedia.org/wiki/Rietdijk-Putnam_Argument: le "présent" de deux personnes très proches peut être très différent, et le futur indéterminé pour l'un, appartient au passé déterminé de l'autre. Ce paradoxe s'explique très bien si on considère l'espace-temps comme un "bloc" déterminé à 4 dimensions.

Mais au fond, je ne crois guère à cela. Je citais l'exemple pour te dire que ce n'est pas forcément absurde.

Alors, quoi ? Une piste est peut-être que le temps et l'espace ne sont pas des éléments fondamentaux de la physique, mais sont "créés" en quelque-sorte à partir d'entités physiques plus fondamentales (par exemple les réseaux de spin de la Gravité Quantique à Boucles). Dans ces théories dites "indépendantes du fond" (de l'espace-temps), ces entités plus fondamentales sont "intemporelles" et les physiciens qui développent ces théories ne considèrent pas cela absurde..

[invite73192618]

Mais au fond, je ne crois guère à cela. Je citais l'exemple pour te dire que ce n'est pas forcément absurde.

Tu as raison, mea culpa le mot est trop fort. Merci pour l'argument, je ne connaissais pas

Quand tu dis "indépendantes du fond", c'est la même idée que la vision de l'univers en tant qu'hologrammes c'est ça?

[Urgon]

Quand tu dis "indépendantes du fond", c'est la même idée que la vision de l'univers en tant qu'hologrammes c'est ça?

Je ne crois pas. Les théories "indépendantes du fond" sont les théories pour lesquelles l'espace et le temps ne sont pas fondamentaux, mais dérivés. Notamment la Gravité Quantique à Boucles, mais aussi la théorie des Twisteurs de Penrose par exemple.

Je ne connais pas bien la théorie de l'univers holographique, mais il me semble que c'est bien un espace-temps (de courbure négative) qui fonde la théorie, et que donc ce n'est pas une théorie indépendante du fond. Même si l'espace temps à la base n'a pas la même forme et les mêmes dimensions que l'espace-temps apparent, il s'agit tout de même d'un espace-temps, de ce que j'en comprends. Notamment - et principalement - le temps semble être là dès la base ce qui en fait une théorie dépendante du fond.

[mariposa]

Le débat qui a été tranché est : est-ce qu'il existe des variables cachées locales (c'est à dire attachées aux particules) ou non (Einstein pensait à des variables cachées locales)

Le débat de savoir s'il existe des variables cachées non-locales n'est pas tranché. Certains physiciens contemporains, parfaitement au fait des expériences EPR et des inégalités de Bell, cherchent toujours à ajouter des variables supplémentaires (non-locales évidemment) à la MQ (pour les plus connus et sérieux : Girhardi/Rimini/Weber, et Roger Penrose).

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Si je comprends bien, cela veut dire que le problème à résoudre serait de transformer le formalisme de la MQ de sorte a avoir une (des) équation d'évolution complètement (cad y compris les variables) déterministe.
Ces variables ne pouvant être désormais non locales.

[Urgon]

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Si je comprends bien, cela veut dire que le problème à résoudre serait de transformer le formalisme de la MQ de sorte a avoir une (des) équation d'évolution complètement (cad y compris les variables) déterministe.
Ces variables ne pouvant être désormais non locales.

Non, pas nécessairement déterministe. Si, déjà, on pouvait répondre à la question "qu'est-ce qu'une mesure", quand a lieu un effondrement, et pourquoi, à la lumière de ces variables, et y voir clair sur EPR (mais sans répondre au problème du déterminisme) ce serait déjà un énorme pas en avant.

De toutes manières, même si la physique est fondamentalement déterministe, on ne pourra jamais déterminer à l'avance le résultat d'une expérience, surtout si ces variables sont a-locales et a-temporelles. Une théorie physique aura sans doute toujours l'apparence d'une théorie statistique. La seule chose qui changerait alors est que - au lieu de dire que l'indéterminisme est fondamental - on dira que c'est une apparence d'indéterminisme.

Mais nous n'en sommes pas là, et rien ne dit que ces variables cachées (si elles existent) mèneront à un déterminisme.

[chaverondier]

En tout cas pour la version de Rovelli, l'appareil de mesure est fondamentalement quantique pas classique

Oui, tout comme dans l'interprétation d'Everett.

Les figures "d'interférences" associées à l'observateur propres à la MQ ne sont peut être pas observables mais elles existent quand même.

Ca par contre, c'est vrai seulement dans l'interprétation d'Everett. Dans l'interprétation de Rovelli, ce qui ne peut-être observé par un observateur donné n'existe pas pour lui.


Dans le point de vue de Rovelli rien n'existe en dehors de ce qui est observable. La fonction d'onde n'y est pas une grandeur physique objective, mais un catalogue maximal des informations qui sont accessibles à un observateur donné sur un système donné. Toujours dans l'interprétation de Rovelli, les états quaniques superposés d'un premier observateur O1 (observant les résultats de mesure d'un appareil de mesure quantique M) n'ont de sens que pour un deuxième observateur O2 qui n'aurait pas communiqué (en le sachant ou sans le savoir) avec le premier observateur O1. Bref, Rovelli n'aime pas du tout "les nounours verts" multiples de la théorie d'Everett (pour employer la terminologie imagée introduite par Mtheory sur ce forum) et du coup, tout en adoptant le même formalisme mathématique que celui de Von Neuman et de Everett (formalisme mathématique de modélisation de la mesure quantique qui n'a donc pas d'incidence sur la présente discussion), Rovelli considère que les "mondes multiples" hébergeant l'observateur O1, ne peuvent avoir de sens que pour un observateur O2 pas encore intriqué avec le système observé S, l'appareil de mesure M et l'observateur O1, cad tant que O2 se trouve en mesure de réaliser une expérience d'interférence avec les composantes de l'état quantique de S+M+O1 (prouvant le caractère "réel", pour O2, de cette superposition d'états).

Certes, contrairement à Von Neumann (lequel admet qu'à un moment ou à un autre, la mesure quantique a lieu objectivement (1)) la théorie d'Everett suppose que la réduction du paquet d'onde n'est pas un phénomène physique objectif. Avec Everett, on avance donc dans la direction d'une disparition de la notion de réalité objective et dans l'attribution d'un rôle essentiel à l'observateur ainsi qu'à l'acte d'observation (modélisé par l'intrication de l'état quantique de l'observateur avec l'état quantique de ce qu'il observe). Toutefois, on continue à admettre l'existence d'une réalité physique, extérieure aux observateurs, possédant un ensemble de propriétés objectives (cad indépendantes de la notion d'observateur et de l'acte d'observation) modélisées par la "fonction d'onde" (le vecteur d'état si on préfère) de la partie de l'univers observée. Dans l'interprétation d'Everett, cela a un sens, par exemple, de parler de la "fonction d'onde" modélisant l'ensemble de l'univers.

Dans l'interprétation de Rovelli quand, pour l'observateur O1, la mesure est terminée et a donné un résultat de mesure unique bien déterminé, cette mesure n'est pas contre pas encore terminée pour un observateur O2 censé ne pas avoir interféré avec l'ensemble formé du système S observé, de l'appareil de mesure M, de l'observateur O1 et de la partie de l'environnement avec lequel ils se sont intriqués quantiquement.

Rovelli étend à toutes les grandeurs physiques sans exception (qu'elles soient consciemment observées ou pas) le caractère relatif à l'observateur. Ce n'est donc plus seulement la mesure du temps qui prend un caractère relatif à l'observateur, mais toutes les grandeurs physiques sans exception. Il élimine de la sorte tout conflit de la mesure quantique avec la localité, avec la causalité relativiste et avec le déterminisme. La notion de fonction d'onde, d'irréversibilité et de résultat de mesure acquièrent définitivement un caratère relatif à un observateur donné et n'ont plus de signification absolue.

(1) Alors que cette hypothèse, la fameuse coupure de la chaîne infinie de Von Neumann, rentre en conflit (au niveau interprétatif), avec le principe de causalité relativiste, mais, à l'époque, on ne le savait pas encore.

[mariposa]

Non, pas nécessairement déterministe. Si, déjà, on pouvait répondre à la question "qu'est-ce qu'une mesure", quand a lieu un effondrement, et pourquoi, à la lumière de ces variables, et y voir clair sur EPR (mais sans répondre au problème du déterminisme) ce serait déjà un énorme pas en avant.

De toutes manières, même si la physique est fondamentalement déterministe, on ne pourra jamais déterminer à l'avance le résultat d'une expérience, surtout si ces variables sont a-locales et a-temporelles. Une théorie physique aura sans doute toujours l'apparence d'une théorie statistique. La seule chose qui changerait alors est que - au lieu de dire que l'indéterminisme est fondamental - on dira que c'est une apparence d'indéterminisme.

Mais nous n'en sommes pas là, et rien ne dit que ces variables cachées (si elles existent) mèneront à un déterminisme.

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J'ai essayé dans le post précedent 36# de faire la partition des problèmes à résoudre. J'ai l'expression qu'il y a un retour en arrière dans la discussion. En effet tu renvoies au problème de la mesure quantique qui est pour moi le seul problème non résolu. Le problème de la mesure n'est pas l'objet des expériences EPR qui sont discutées en termes de corrélations à 2 particules alors que le problème de la mesure est présent dans le problème a 1 particule!!!
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[Urgon]

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Le problème de la mesure n'est pas l'objet des expériences EPR qui sont discutées en termes de corrélations à 2 particules alors que le problème de la mesure est présent dans le problème a 1 particule!!!
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Le problème de la complétude de la MQ se pose pour EPR, mais aussi pour le problème à 1 particule, cela ne s'oppose pas.

Dans le post #36 tu disais que "le problème était tranché" (le fait que la MQ soit complète ou non), et c'est là dessus que je suis parti, car cela n'est pas vrai.

Tout ce qui est dit ci-dessus est sur ce thème, après, EPR ou le problème de la mesure peut s'immiscer dans la discussion, mais le sujet est : "La MQ est-elle complète ou non" ?

Sinon, la partition est OK et intéressante.

[Pio2001]

Me voilà de retour sur Internet. Je réponds d'abord à vos questions, puis je reprends le boulot lundi dans la vraie vie. Je ne sais donc pas quand je poursuivrai mes développements ici.

Je trouve ça expéditif. En effet ainsi décrit cela fait penser à une bifurcation de Hopfh pour les systèmes non linéaires et donc une évolution irréversible vers un état stable. C'est excatement, au moins sur le plan qualitatif ce que décrit le postulat de mesure.

Il y a une différence, c'est que le résultat de la bifurcation de Hopf est gouvernée par une équation, tandis que pour la réduction du paquet d'onde, il a été démontré qu'il ne pouvait exister aucune équation qui la gouverne. Son résultat est fondamentalement aléatoire. C'est le problème de l'indéterminisme.

Je ne crois pas que l'interpretation de Copenhague soit aussi précise jusqu'a se prononcer sur le caractère instantané de la mesure.

Peut-être, mais dans une expérience EPR, soit la mesure est terminée dans la partie du cône de lumière futur issu de A qui n'est pas en intersection avec le cône de lumière futur issu de B, soit non.
Si c'est le cas (et c'est le cas si la mesure est instantanée) il y a un problème de non localité que l'interprétation de Copenhague résoud grâce à l'indéterminisme. Si ce n'est pas le cas, il y a une superposition quantique macroscopique que l'on peut maintenir pendant une durée arbitrairement longue.
Donc le problème de savoir si la mesure est instantanée ou non est remplacé par le problème de savoir si elle peut s'achever avant ou après qu'il y ait pu avoir interaction entre A et B.

Le problème de la localité que je préfère appeller séparabilité ne pose aucun problème. Le meilleur exemple qui frappe l'esprit est le fait que si on met N fermions neutres dans une boite à O K (...) la matière est inséparable et que ce fait est à la fois conforme à la réalité expérimentale et inscrit dans les principes fondamentaux de la MQ.

Pour moi, séparabilité et localité n'ont rien à voir.
La séparabilité de deux parties d'un système, c'est la possibilité de donner à ce système une fonction d'onde qui s'écrit sous la forme d'un produit tensoriel de deux fonctions d'ondes associées chacune à une partie du système.
La localité, c'est qu'une interaction, une information ou un lien de cause à effet ne peut pas avoir une vitesse supérieure à c dans un référentiel inertiel.
La non séparabilité découle du principe de superposition et ne mène à aucun paradoxe. Je suis donc d'accord pour dire qu'elle ne pose aucun problème. Mais la non localité c'est différent, parce que, comme je l'illustrais plus haut avec le téléphone qui répond avant qu'on pose la question, elle autorise des paradoxes temporels.

mesure quantique. Ce problème n'est pas tranché. Néanmoins sa formulation est claire (de mon point de vue) il s'agit de décrire conjointement l'évolution d'un petit système (décrit par la MQ) couplé avec un gros système qui se décrit par naturellement par la mécanique classique.

Cela ne suffirait pas, car en théorie, un gros système ne devrait pas pouvoir être décrit par la mécanique classique. Ou alors on coupe le problème en deux : le problème de la mesure d'une part, et le problème de la frontière quantique / classique d'autre part.
Cependant, le point le plus gênant est qu'il s'agisse d'un processus indéterministe, et qu'on a montré que cet indéterminisme est fondamental. Par conséquent, toute tentative de décrire mathématiquement l'évolution d'un petit système couplé à un gros est vouée à l'échec, à moins d'y introduire une fonction mathématique aléatoire.

1- qu'entendez vous par mesure ? Pouvez vous me donner un exemple ?
2- doit on distinguer la mesure de l'observation ?

Une mesure est la détermination d'un vecteur propre associé à un opérateur quantique dit "observable" pour un système quantique donné.
Exemples : envoyer des photons sur une paire de fentes, et noter dans laquelle des deux il arrive. On détermine ainsi le vecteur qui est les coordonnées spatiales de la fente, et qui est vecteur propre de l'opérateur quantique position.
Faire passer des photons dans un polariseur et noter si ils le traversent ou non. On détermine ainsi le vecteur polarisation associé à l'opérateur polarisation.
La notion d'observation est plus générale. Dans une mesure, on se donne une grandeur à mesurer, et un éventail de résultats possibles. Une observation implique toujours au moins une mesure.

Dans ta présentation on voit le cas où l'observateur mesure un spin dans un sens ou dans l'autre. C'est boléen, on divise l'univers en deux monde et voilà.
Mais que se passe-t-il lorsqu'on s'intéresse à une quantité qui est "plutôt continue" genre position ou vitesse? Doit-on imaginer une infinité de séparation, ou un nombre dénombrable même si grand? L'une et l'autre option semblent amener des problèmes...

En raison des inégalités de Heisenberg, on ne peut jamais déterminer la quantité de mouvement ou la position de façon infiniment précise. Donc la branche d'univers que l'on considère est en fait un "paquet de branches d'univers" qui est la somme continue (quantique) de toutes les positions (ou qté de mvt) qui rentrent dans notre fourchette.

Est-il juste, considérant les expérience de choix retardé, de dire que des variables cachées non locales seraient obligatoirement aussi des variables intemporelles?

Pour le savoir, il faut écrire la fonction d'onde du système, ce que je ne sais pas faire dans le cas de franges d'interférences.

Toutefois, cette expérience est très semblable à l'expérience RPE (EPR inversé) dont parlent Dolev et Elitzur, où il y a corrélation quantique avec violation des inégalités de Bell sur des mesures réalisées au temps t1, entre deux particules que l'on fait interagir à un instant t2 arbitraire dans le futur de t1.

Si les choses se passent de la même façon, alors l'expérience, si elle doit être décrite en termes de variables cachées, n'implique pas du tout que celles-ci soient intemporelles (= qu'elles déterminent causalement à un moment t2 un résultat de mesure réalisé en t1 dans leur propre cône de lumière passé) en plus d'être non locales (= qu'elles déterminent un résultat de mesure situé en dehors de leur cônes de lumières futur et passé).

Il y aurait des variables cachées que l'on pourrait associer à chaque "photon témoin" ou "photon signal". Les photons témoin et signal hériteraient des mêmes variables cachées. Celles-ci détermineraient à la fois quels photons participent aux franges d'interférences, et quels photons iront dans tel ou tel détecteur.
Il n'y aurait donc même pas à supposer que ces variables cachées sont non locales, et encore moins intemporelles. Jusqu'à présent je n'ai vu de preuve de non localité que dans l'expérience EPR de base, car elle viole l'inégalité de Bell instantanément pour un observateur omniscient. L'expérience PRE ne la viole qu'a posteriori, même pour un observateur omniscient, et l'expérience du choix retardé ne la viole pas du tout à ma connaissance.

En fait, ces théories (ou embryons de théories) traitent surtout du problème de la mesure simple (type Chat de Schrödinger), purement locaux, mais pas tellement (à ma connaissance) des problèmes de type EPR.

Oui, c'est aussi mon impression.
C'est pour cela que, à force de lire que l'interprétation d'Everett ou de Rovelli résoud le problème de localité, voire de déterminisme (Everett), j'ai décidé de leur mettre "le nez dans l'inégalité de Bell" en les confrontant directement à sa démonstration.
La FAQ Everett, par exemple, rate complètement sa cible lorsqu'elle aborde le problème EPR.
En allant plus loin dans l'expression de l'état quantique de l'ensemble système + observateur, j'ai abouti plus haut dans cette discussion à une alternative qui ne résoud rien : ou bien la décomposition est instantanée et objectivement non locale, ou bien chaque observateur porte des variables cachées qui dépendent du choix de mesure de l'autre observateur et qui leur sont atribuées de façon non locale, ou bien les observateurs sont des particules de spin 1/2 et vérifient les formules de rotation (une feuille de papier avec écrit "spin up" au crayon dessus est une superposition quantique de deux feuilles de papier avec écrit "spin left", et "spin right" dessus !).
Ce qui mène à une conclusion opposée à celle de la FAQ Everett en partant exactement du même formalisme.

Mais évidemment, même si ces variables sont intemporelles, le théorème de non-communicabilité (et le principe de causalité) reste valable, ce qui est l'essentiel.

Pas du tout. Si des variables cachées étaient intemporelles, il suffirait de sélectionner celles qu'on veut pour provoquer des conséquences contrôlables dans le passé, notamment le résultat exact d'une mesure quantique.
Une suite de mesures aléatoires pourrait alors contenir un message qui serait écrit par une personne du futur qui manipule les variables cachées.

Rovelli (...) élimine de la sorte tout conflit de la mesure quantique avec la localité, avec la causalité relativiste et avec le déterminisme.

Avec la localité, je regarderai cela plus en détail, pour voir comment il explique la violation de l'inégalité de Bell.
Avec la causalité relativiste, cela sera conditionné aux conclusions de l'étude précédente.
Avec le déterminisme, non, il n'en parle pas à ma connaissance. Une mesure de spin 1/2 vertical sur une particule orienté "spin gauche" donne toujours "spin haut" avec une probabilité de 1/2, et "spin bas" avec une probabilité 1/2, non ?

Résoudre le déterminisme, c'est d'abord autoriser les variables cachées, locales de préférence (sinon on peut modifier le passé), et à terme pouvoir dire avec certitude "telle mesure donnera spin haut, telle autre, sur une particule identique dans le formalisme de la fonction d'onde, donnera spin bas" !

le sujet est : "La MQ est-elle complète ou non" ?

Pour être précis, le sujet est "Localité, déterminisme et interprétations de la MQ"

[invite73192618]

pour la réduction du paquet d'onde, il a été démontré qu'il ne pouvait exister aucune équation qui la gouverne. Son résultat est fondamentalement aléatoire. C'est le problème de l'indéterminisme.

Aurais-tu un lien où une explication de cette démonstration?

En raison des inégalités de Heisenberg, on ne peut jamais déterminer la quantité de mouvement ou la position de façon infiniment précise. Donc la branche d'univers que l'on considère est en fait un "paquet de branches d'univers" qui est la somme continue (quantique) de toutes les positions (ou qté de mvt) qui rentrent dans notre fourchette.

Qu'est-ce que tu veux dire par "somme continue (quantique)"?

Il y aurait des variables cachées que l'on pourrait associer à chaque "photon témoin" ou "photon signal". Les photons témoin et signal hériteraient des mêmes variables cachées. Celles-ci détermineraient à la fois quels photons participent aux franges d'interférences, et quels photons iront dans tel ou tel détecteur.
Il n'y aurait donc même pas à supposer que ces variables cachées sont non locales, et encore moins intemporelles.

Intéressant. Néanmoins il me semble que le problème reste entier: le comportement du "photon signal" devrait dépendre non seulement des variables cachées, mais aussi de l'appareil de mesure qui lui sera appliqué dans le futur. Autrement dit, des variables cachées locales héritées par les deux photons "témoin" et "signal" ne devraient pas suffire à rendre compte de corrélations induites par un appareil de mesure indéterminé au moment de la "séparation" photon signal/témoin. N'est-ce pas?

[Urgon]

tandis que pour la réduction du paquet d'onde, il a été démontré qu'il ne pouvait exister aucune équation qui la gouverne. Son résultat est fondamentalement aléatoire.

Cette démonstration existe effectivement, et elle est exacte, mais elle est fondée sur le postulats de la MQ. Si on part d'autres postulats, ou de postulats modifiés, cette démonstration est remise en question.

Pas du tout. Si des variables cachées étaient intemporelles, il suffirait de sélectionner celles qu'on veut pour provoquer des conséquences contrôlables dans le passé, notamment le résultat exact d'une mesure quantique.
Une suite de mesures aléatoires pourrait alors contenir un message qui serait écrit par une personne du futur qui manipule les variables cachées.

Oui, mais il n'est pas du tout évident que le récepteur puisse le décoder ! C'est d'ailleur ce qui ce passe avec la cryptographie quantique : le récepteur reçoit un message qui a toutes les caractéristiques et apparences d'un message aléatoire. Pour pouvoir le décoder, il est nécessaire d'avoir des informations "classiques" transmises à la vitesse de la lumière.

De toutes manières, tant que on n'a pas une théorie précise à variables cachées alocales/atemporelles, il est trop tôt pour affirmer quoi que ce soit : peut être que, bien qu'intemporelles, toutes les manipulations ne seraient pas admises physiquement sur ces variables, et surtout celles qui impliqueraient une violation de la causalité.

On peut tout à fait admettre des variables atemporelles, associées à un "principe de censure causal" (rappelant le "principe de censure cosmique") qui rende physiquement impossible les actions entrainant des violations de causalité. Je crois beaucoup à quelque-chose comme cela en fait.

[invite64c4b5da]

1 - Une "mesure" est une interaction irréversible d'un système quantique avec son environnement, provoquant une perte de l'état superposé du système quantique et un choix aléatoire de l'état pur
2 - Oui : pour l'exemple d'école du Chat de Schrödinger par exemple : la "mesure" a lieu dans la boiboite, indépendamment de l'ouverture de la boite et l'observation de l'état du Chat

Bonjour,

Merci pour la reponse.
Donc si l'on reprend l'experience introductive avec des balles (ou photons) de Feynman passant a travers l'une des 2 fentes, la mesure a lieu lors des interactions multiples du photon dans le detecteur de photons ?
Que se passerait il si l'on etait capable de controler parfaitement l'environnement ?
Supposons mettre comme ecran (detecteur) des atomes qui absorbent parfaitement le photon.

[chaverondier]

Pour une des interprétations la plus couramment acceptée (la décohérence environnementale) les réponses sont :
1 - Une "mesure" est une interaction irréversible d'un système quantique avec son environnement

OK

provoquant une perte de l'état superposé du système quantique et un choix aléatoire de l'état pur

La théorie de la décohérence ne dit rien de tel car rien (dans la dynamique d'évolution unitaire modélisée par la mécanique quantique) ne permet de passer d'un état quantique pur superposé (vis à vis d'une observable donnée) à un état propre (de l'observable en question). Et pourtant, en pratique, cette évolution incompatible avec la mécanique quantique est observée quand l'observable en question est mesurée. C'est cette incompatibilité entre la dynamique quantique unitaire et la dynamique de mesure quantique (instantanée du point de vue de l'écoulement du temps tel qu'il est perçu par l'observateur) que l'on appelle problème de la mesure quantique (comme quoi, il n'est pas indispensable qu'une théorie soit cohérente pour être utile).

De plus, la décohérence n'est pas une nouvelle théorie ; c'est une conséquence mathématique inéluctable de la dynamique quantique unitaire, déterministe et réversible. La décohérence n'est donc ni une nouvelle théorie, ni une interprétation de la mesure quantique, mais une modélisation incomplète de ce phénomène, vérifiée expérimentalement et découlant très directement de la mécanique quantique.

2 - Oui : pour l'exemple d'école du Chat de Schrödinger par exemple : la "mesure" a lieu dans la boiboite, indépendamment de l'ouverture de la boite et l'observation de l'état du Chat

Cette interprétation (hypothèse selon laquelle la mesure quantique serait un phénomène physique objectif découlant de l'interaction du système observé avec un appareil de mesure indépendemmment de toute notion d'observateur) est incompatible à la fois avec la dynamique quantique unitaire (donc avec la théorie de la décohérence) et avec le principe de relativité du mouvement. Elle m'a fortement tenté, mais compte tenu de, me semble-t-il, l'impossibilité de définir la notion d'irréversibilité sans recours à la notion d'observateur et d'information, je suis devenu beaucoup plus circonspect vis à vis de cette interprétation dite réaliste de la mesure quantique (interprétation qui, d'ailleurs, donne lieu à un référentiel quantique privilégié au niveau interprétatif, référentiel privilégié dont le mouvement vis à vis des observateurs est, dans cette interprétation réaliste toujours, inobservable tant que l'observateur-expérimentateur est incapable de biaiser les statistiques des résultats de mesure quantique)

[Urgon]

La théorie de la décohérence ne dit rien de tel

C'est vrai pour le choix de l'état pur : la décohérence a du mal à justifier l'unicité du réel. Mais (quasiment) faux pour la disparition des états superposés, qui disparaissent (quasiment) : diagonalisation de la matrice densité.

Nous avons déjà eu ce débat, mais comme la théorie de la décohérence est en mesure de calculer un temps objectif de décohérence, le chat est bel et bien décohéré dans la boiboite (selon cette théorie), bien avant de l'ouvrir et indépendamment de son ouverture.

Je cite R. Omnès : pourquoi la lune possède-t-elle une position déterminée sur son orbite ? : parce qu'elle est éclairée par le soleil (pas parce que on l'observe). Donc pas de doute sur l'objectivité de la décohérence selon cette théorie.

Mais les limitations que tu cites sont exactes (ne résoud pas vraiment le problème de la mesure et pb avec la relativité). Je ne suis pas aussi convaincu par la décohérence que j'en ai l'air, mais je suis encore moins convaincu par les théories relationnelles

[invite64c4b5da]

De plus, la décohérence n'est pas une nouvelle théorie ; c'est une conséquence mathématique inéluctable de la dynamique quantique unitaire, déterministe et réversible. La décohérence n'est donc ni une nouvelle théorie, ni une interprétation de la mesure quantique, mais une modélisation incomplète de ce phénomène, vérifiée expérimentalement et découlant très directement de la mécanique quantique.
Cette interprétation (hypothèse selon laquelle la mesure quantique serait un phénomène physique objectif découlant de l'interaction du système observé avec un appareil de mesure indépendemmment de toute notion d'observateur) est incompatible à la fois avec la dynamique quantique unitaire (donc avec la théorie de la décohérence) et avec le principe de relativité du mouvement. Elle m'a fortement tenté, mais compte tenu de, me semble-t-il, l'impossibilité de définir la notion d'irréversibilité sans recours à la notion d'observateur et d'information, je suis devenu beaucoup plus circonspect vis à vis de cette interprétation dite réaliste de la mesure quantique (interprétation qui, d'ailleurs, donne lieu à un référentiel quantique privilégié au niveau interprétatif, référentiel privilégié dont le mouvement vis à vis des observateurs est, dans cette interprétation réaliste toujours, inobservable tant que l'observateur-expérimentateur est incapable de biaiser les statistiques des résultats de mesure quantique)

Bonjour,

pour resumer on observe dans les experiences recentes un temps de decoherence donc peut on en conclure que le processus de mesure quantique n'est pas instantane ?

Neanmoins je n'ai pas la reponse a ma question. Que se passerait il si l'on maitrisait parfaitement l'environnement ? Observerait on un etat superpose (comment ?) ou un etat pur ?