Encore le chat de Schrödinger !

[Les Terres Bleues]

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Étrangement le matin suivant, le chat était toujours vivant ...

Bonjour,

Afin de varier un peu la présentation de ce thème récurrent, j’ai préféré introduire mon propos par cette petite fantaisie car la répétition de ce questionnement sur l’expérience de pensée du chat de Schrödinger doit commencer vraisemblablement à fatiguer certains.

Venons-en tout de suite au fond de la proposition : n’y aurait-il pas en fait comme un défaut intrinsèque dans l’idée même de chercher à étendre au monde macroscopique la théorisation que nous inférons de la physique quantique ? Non qu’il existe une démarcation concrète entre les deux domaines, mais bien plutôt et simplement parce qu’il reste possible de distinguer un chat d’un autre, alors que cette discrimination n’est pas légitime à l’échelle des particules.

Je m’explique : l’hypothèse correcte, selon moi, ne serait pas de considérer le cas d’un chat à l’intérieur d’une boîte dans un état superposé à la fois mort et vif, mais celle d’un grand nombre de chats, disons 23 800 par exemple (pourvu que les associations de défense des animaux ne m’attaquent pas en justice) dans autant de boîtes contenant un dispositif expérimental identique.

À l’issue de la période au bout de laquelle la désintégration de la particule atteint la probabilité d’une sur deux d’avoir eu lieu, il y a statistiquement 11 900 boîtes dans lesquelles elle s’est produite, et en conséquence 11 900 chats morts mais il y a en autant de vivants. Si à ce moment-là on choisit une boîte au hasard, nous avons bien une chance sur deux de trouver le chat vivant, mais nous ne le saurons qu’en soulevant le couvercle.
En clair, le chat est soit mort soit vivant (ce qui ne heurte plus le sens commun), mais il a bien une probabilité d’une sur deux d’être l’un ou l’autre, c’est-à-dire un total de 100 % mort et vivant (ce qui est en accord avec les postulats quantiques), donc sa fonction d’onde, si l’on peut dire, doit obligatoirement représenter avant la mesure (avant d’ouvrir la boîte) cette superposition d’états.

On pourrait voir ainsi que le paradoxe s'est évaporé au moment où le chat est devenu indiscernable des autres.

Merci de bien vouloir faire part de vos observations sans trop me massacrer.

Cordiales salutations.

(Est-ce que peut-être j'aurais et je n'aurais pas sauvé le chat de Schrödinger ?)
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[Coincoin]

Salut,
Et dans le cas où il n'y a qu'un seul chat ?
Dans l'expérience des fentes d'Young, on observe des interférences même en envoyant les particules une par une.

[invite6754323456711]

c’est-à-dire un total de 100 % mort et vivant

Est-il exact de dire que le chat est mort et vivant ? http://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schr%C3%B6dinger

Patrick

[Les Terres Bleues]

Et dans le cas où il n'y a qu'un seul chat ?
Dans l'expérience des fentes d'Young, on observe des interférences même en envoyant les particules une par une.

Sans être catégorique, il me semble que dans ma proposition rien n'oblige à réaliser les 23 800 expériences simultanément. Elles peuvent très bien être pensées successivement, le résultat final devrait demeurer identique : on ne peut connaître l'état du chat qu'en ouvrant la boîte, même si c'est la première, et auparavant sa "fonction d'onde" pour être valablement prédictive doit tenir compte de la probabilité de 50 % mort et 50 % vivant.
Selon ce que j'en comprends, l'expérience porte sur le paradoxe des "états superposés" au niveau macroscopique et non sur la nature duale (ondulatoire et corpusculaire) de la matière et de l'énergie, mais là, j'atteins déjà la limite de mon domaine d'incertitude.

Est-il exact de dire que le chat est mort et vivant ?

Tu m'as déjà fait observer à plusieurs reprises que Wiki n'es pas infaillible. Ceci dit, il ne s'agit sur ce point que de s'entendre à propos de la signification des termes employés.
Pour moi, et dans mon message l'expression de "100 % mort et vivant" ne recoupe que l'idée de l'union de l'ensemble des 50 % de "probabilité mort" avec celui des 50 % de "probabilité vivant". Mais ça n'est peut-être pas très rigoureux, je te l'accorde.

Cordiales salutations.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

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Étrangement le matin suivant, le chat était toujours vivant ...


Venons-en tout de suite au fond de la proposition : n’y aurait-il pas en fait comme un défaut intrinsèque dans l’idée même de chercher à étendre au monde macroscopique la théorisation que nous inférons de la physique quantique ? Non qu’il existe une démarcation concrète entre les deux domaines, mais bien plutôt et simplement parce qu’il reste possible de distinguer un chat d’un autre, alors que cette discrimination n’est pas légitime à l’échelle des particules.

Bonjour,

Ton interrogation est tout à fait pertinente.

Seulement tu arrives trop tard car ce problème entre MQ et MC a été résolu ces 15/20 dernières années. On appelle çà la théorie de la décohérence en rapport avec la problématique de la mesure, sinon çà fait partie d'un cadre plus large que l'on appelle la théorie quantique des systèmes ouverts.

[invite6754323456711]

Bonjour,

Cela ressemble au bit quantique pouvant avoir comme état |0> ou |1> ou 1/sqr(2)(|0> + |1>) ....
un qu-bit peut théoriquement prendre toutes les valeurs d'états intermédiaires entre 0 et 1.
c'est à dire |0> + |1>


Cette superposition semble pouvoir être exploitable pour faire des calculs. Donc pourquoi ne pas vouloir la considérer comme un "être" physique qui fait sens ?

Patrick

[invite499b16d5]

Bonjour,

je ne vois pas du tout ce que la multiplication des boîtes apporte.
Sauf qu'au lieu d'un chat de Schrödinger, on en a 23800.
Mais pour chaque boîte, le mystère reste le même.
Même si chaque chat est vraiment mort juste après la désintégration correspondante, cela ne prouve qu'une chose: sur 23800 boîtes on reste incapable de dire lesquelles vont voir une désintégration, chose que l'on sait depuis des lustres.
Le vrai problème, il est à la source: c'est le hasard quantique. Ce qui donne la peau dure au paradoxe, c'est que la Physique jusqu'ici, malgré ses immenses succès, échoue à expliquer pourquoi un phénomène se produit par hasard, sans cause aucune. Et pour cause!!

[mariposa]

Bonjour,

je ne vois pas du tout ce que la multiplication des boîtes apporte.
Sauf qu'au lieu d'un chat de Schrödinger, on en a 23800.
Mais pour chaque boîte, le mystère reste le même.
Même si chaque chat est vraiment mort juste après la désintégration correspondante, cela ne prouve qu'une chose: sur 23800 boîtes on reste incapable de dire lesquelles vont voir une désintégration, chose que l'on sait depuis des lustres.
Le vrai problème, il est à la source: c'est le hasard quantique. Ce qui donne la peau dure au paradoxe, c'est que la Physique jusqu'ici, malgré ses immenses succès, échoue à expliquer pourquoi un phénomène se produit par hasard, sans cause aucune. Et pour cause!!

Il est vrai que la MQ s'appuie sur un hasard intrinsèque, mais cela n'a rien à voir avec le problème de la mesure quantique et du chat de Schrodinger.

[invite499b16d5]

En fait, la Physique peine à se sortir de son héritage Boltzmannien. La physique statistique était si pertinente dans certains domaines que lorsqu'on s'est retrouvé face aux particules élémentaire, on s'est dit qu'on pouvait appliquer la même recette. Mais subrepticement, est venu se rajouter presque sans qu'on y prenne garde, cet élément pourtant non négligeable: là, les choses arrivent sans cause.
Il y a eu comme un passage à la limite. De causes infinitésimales, impondérables, non mesurables, on a glissé doucement vers le "sans cause". Mais ça change tout. Tout comme la vitesse c change tout par rapport à une vitesse infiniment voisine de c.
Bonjour, Mariposa, je crois qu'on s'est croisés!

[invite6754323456711]

Bonjour,

Si on est capable d'exploiter, pour faire des calculs, le principe de superposition quantique c'est qu'il possède une certaine "réalité".

La décohérence devient même un frein au développement de l'informatique quantique. Il semblerait qu'actuellement on sache faire 10000 opération sur 1 bit avant décohérence.


Patrick

[invite57f30d74]

Salut,
Et dans le cas où il n'y a qu'un seul chat ?
Dans l'expérience des fentes d'Young, on observe des interférences même en envoyant les particules une par une.

ne serait-ce pas la preuve de la nature profondément ondulatoire de la particule...
Une sorte de soupe d'ondes maintenues "dans la même malle" par un champ en 1/R^2 relativiste?

[Les Terres Bleues]

En fait, la Physique peine à se sortir de son héritage Boltzmannien. La physique statistique était si pertinente dans certains domaines que lorsqu'on s'est retrouvé face aux particules élémentaire, on s'est dit qu'on pouvait appliquer la même recette. Mais subrepticement, est venu se rajouter presque sans qu'on y prenne garde, cet élément pourtant non négligeable: là, les choses arrivent sans cause.
Il y a eu comme un passage à la limite. De causes infinitésimales, impondérables, non mesurables, on a glissé doucement vers le "sans cause". Mais ça change tout. Tout comme la vitesse c change tout par rapport à une vitesse infiniment voisine de c.
Bonjour, Mariposa, je crois qu'on s'est croisés !

De mon point de vue, le hasard n'a pas attendu la Mécanique quantique pour intervenir dans l'évolution des phénomènes physiques. Il n'est donc pas né avec ces théories-là, et ce n'est pas à cause de lui (ou grâce à lui) qu'a été avancé le paradoxe du chat de Schrödinger. Cette histoire de chat permet juste de mettre en avant le problème de la superposition d'états qui ne s'observe pas au niveau macroscopique et donc celui de la "mesure", pas celui de la radioactivité qui, en l'occurence, ne sert qu'à dresser le tableau. Ce n'est pas parce que l'on ignore quelle particule va se désintégrer, que la désintégration est sans cause. La question à mon avis serait parfaitement équivalente si au lieu d'un noyau instable, on choisissait de déclencher le dispositif par l'intermédiare de tout autre intervenant quantique aléatoire.

Je ne crois pas que la recherche scientifique se soit donné pour objectif de connaître à l'avance les résultats du Loto, non ?

Cordiales salutations.

[invite6754323456711]

Bonjour,

La notion d'indétermination d'un état quantique semble être plus fondamental que la notion de probabilité. Le chat est plus ou moins « vivant » et « mort ».

Patrick

[invite499b16d5]

De mon point de vue, le hasard n'a pas attendu la Mécanique quantique pour intervenir dans l'évolution des phénomènes physiques.

C'est ton point de vue et je le respecte... mais cite-moi un seul cas en dehors de la phy Q où on ait pu mettre en évidence un véritable hasard (sans aucune cause)? Je parle en Physique, pas en mathématiques!
Le déterminisme prévalait jusqu'en 1920

[invite499b16d5]

ne serait-ce pas la preuve de la nature profondément ondulatoire de la particule...
Une sorte de soupe d'ondes maintenues "dans la même malle" par un champ en 1/R^2 relativiste?

Je ne vois pas bien ce qu'est une "soupe d'ondes", mais il est certain que la particule, parmi ses divers déguisements, a bien celui de l'onde!

[invite57f30d74]

Je ne vois pas bien ce qu'est une "soupe d'ondes", mais il est certain que la particule, parmi ses divers déguisements, a bien celui de l'onde!

Une soupe d'onde c'est un ensemble d'ondes de différentes énergies qui s'est trouvé extrêmement concentré à une période donné de l'existence de l'univers, tellement concentré que la totalité de cette énergie a courbé notre univers en différents points tel que cette soupe c'est retrouvée piègée dans un trés petit volume par un champ en 1/r^2 . Ce, tel que la totalité des chemins de propagation de ces ondes sont prisonniers à l'extérieur de notre zone de connaissance puisque pour s'échapper il faudrait que les ondes dépassent leur propre vitesse de propagation ce qui est impossible.
Ainsi, cette soupe évoluerait par elle même avec ses règles d'addition d'annihilation et ses préférences de localisation dans son univers fermé...Ainsi, les seules interractions avec "l'extérieur" se feraient par le biais d'effets de bords avec des champs electriques et magnétiques qui seraient bien souvent d'une longueur supérieur au rayon de courbure de la zone piègée... mais aussi par la "masse" ou somme des énergies de toute cette soupe d'ondes...qui elle pourrait agir par delà l'horizon de cette "particule"
En voyant les choses comme celà, il n'y a plus de déguisement...

[Les Terres Bleues]

cite-moi un seul cas en dehors de la phy Q où on ait pu mettre en évidence un véritable hasard (sans aucune cause) ? Je parle en Physique, pas en mathématiques !

Pile ou face, le lancer de dés ou la roulette au casino ne sont-ils pas essentiellement basés sur l’intervention du hasard ? Mais je crois que je parle d’une chose et toi d’une autre. Le débat d’aujourd’hui n’est pas centré sur la question de la désintégration, mais sur le paradoxe apparent qui consiste à transférer par un enchaînement logique l’indétermination de la physique quantique jusqu’à l’échelle macroscopique.

La notion d’indétermination d’un état quantique semble être plus fondamentale que la notion de probabilité. Le chat est plus ou moins « vivant » et « mort ».

Je ne suis pas assez versé dans le sujet pour apprécier toute la subtilité de la différence que tu évoques. Je remarque qu’il y a quelques messages à peine, tu interrogeais sur le fait de savoir s’il était « exact de dire que le chat est mort et vivant ? »
Serais-tu par hasard toi aussi dans la plus grande indétermination quant à ce phénomène ? .
Plus sérieusement, il me semble qu’encore une fois, je n’arrive pas à m’expliquer convenablement afin de me faire comprendre. Ce que je cherche à faire valoir, c’est que l’on considère comme une évidence qu’à l’échelle macroscopique les états superposés n’existent pas (qu’un chat n’est pas à la fois mort et vivant), et ce que je pensais avoir montré, c’est que la fonction d’onde du chat de Schrödinger, si tant est que l’on puisse l’écrire, devrait nécessairement faire apparaître cette indétermination, cela, que « le » chat soit perdu au milieu des 23 799 autres, ou qu’il soit le premier d’entre eux et que l’expérience soit dès lors interrompue.
Pour changer de registre, je dirai que j’essaie d’exprimer que la « réalité » est foncièrement indéterminée et que la physique quantique nous permet de comprendre cela. Effondrement de la fonction d’onde, décohérence ou que sais-je encore, selon moi tout se joue là, tout se décide entre nombres réels et complexes au niveau quantique.

Cordiales salutations.

[invite6754323456711]

Serais-tu par hasard toi aussi dans la plus grande indétermination quant à ce phénomène ? .

Oui comme beaucoup je pense. La physique classique nous avait habitué à ce que la quantité physique à mesurer préexiste à la mesure. si un radar mesure la vitesse d'une voiture à 180 km/h sur l'autoroute, cette vitesse préexistait à sa mesure par le gendarme.

Maintenant on peut imaginer que la voiture soit dans un état de superposition linéaire de deux vitesses |v> = sqr(1/3) |120 km/h> + sqr(2/3) |180 km/h>. Le gendarme mesurerait alors une vitesse de 120 km/h avec une probabilité de 1/3 et une vitesse de 180 km/h avec une probabilité de 2/3, mais il semble être erroné de penser que l'un des deux résultats existait avant la mesure.

L'état physique d'un système quantique est représenter par un vecteur de l'espace de Hilbert (en général de dimension infinie). Si j'ai bien compris la projection du vecteur d'état est appelée dans l'interprétation de Copenhague "réduction du vecteur d'état" ce qui semble éviter d'avoir à ce poser des questions sur le processus de mesure.


Patrick

[invite499b16d5]

Pile ou face, le lancer de dés ou la roulette au casino ne sont-ils pas essentiellement basés sur l’intervention du hasard ? Mais je crois que je parle d’une chose et toi d’une autre. Le débat d’aujourd’hui n’est pas centré sur la question de la désintégration, mais sur le paradoxe apparent qui consiste à transférer par un enchaînement logique l’indétermination de la physique quantique jusqu’à l’échelle macroscopique.

Bonjour,

je vois bien sur quoi porte le débat, mais si j'ai dit ça, c'est parce qu'il me paraît que si on veut trouver l'origine du problème (mondes multiples ou pas, etc...) il faudrait mieux comprendre la nature du hasard qui est tout de même à la source même du problème: si le résultat de la mesure n'était pas indéterminé, on ne se demanderait pas s'il existe avant elle!
Les hasards de casino sont des hasards déterministes: la MQ certes intervient in fine dans la position du dé, mais même sans MQ, les résultats nous paraîtraient exactement aussi aléatoires. Cela tient seulement au grand nombre de paramètres incontrôlables, mais qui eux, individuellement, se contrôlent parfaitement bien (hors MQ, j'entends)

[invite6754323456711]

Pour changer de registre, je dirai que j’essaie d’exprimer que la « réalité » est foncièrement indéterminée et que la physique quantique nous permet de comprendre cela.

Oui, mais la difficulté c'est qu'elle nous apparait à l'échelle macroscopique foncièrement déterminée indépendamment des métaphores relatives à la MQ que l'on puisse faire. Ne pourrait-on pas aussi dire sur ton exemple que l'indétermination (à l'échelle macroscopique) est liée à un manque d'information ? Ce que nous traduisons par le chat est plus ou moins « vivant » et « mort » :

Patrick

[invite6754323456711]

Bonjour,

Pourquoi avoir choisi un grand nombre de chat ? La loi des grands nombres permet de noyer l'incertitude unitaire dans la probabilité de l'ensemble non ? Cela conduit à l'effet inverse c'est à dire rendre déterminisme des phénomènes unitaire qui sont intrinsèquement indéterminisme.

La loi des grands nombres vient restaurer une forme de déterminisme (le déterminisme statistique).

Patrick

[invite0fb72cf8]

Pourquoi avoir choisi un grand nombre de chat ? La loi des grands nombres permet de noyer l'incertitude unitaire dans la probabilité de l'ensemble non ? Cela conduit à l'effet inverse c'est à dire rendre déterminisme des phénomènes unitaire qui sont intrinsèquement indéterminisme.

Le problème du chat de Schrodinger, ce n'est pas l'indéterminisme, c'est surtout que c'est une expérience de pensée qui montre que la distinction entre monde quantique et monde classique postulée par l'interprétation de Copenhague est plus floue qu'on ne le pense...

A+

Ising

[invite6754323456711]

Le problème du chat de Schrodinger, ce n'est pas l'indéterminisme, c'est surtout que c'est une expérience de pensée qui montre que la distinction entre monde quantique et monde classique postulée par l'interprétation de Copenhague est plus floue qu'on ne le pense...

A+

Ising

Je pense que cela tout le monde l'avais compris. C'est une métaphore qui se veut faire passer un message, le problème de la mesure.

Patrick

[Les Terres Bleues]

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Salut,

D’avoir choisi un grand nombre de chats n’indique aucune volonté de noyer le poisson (de Schrödinger ?) parce qu’il reste toujours possible d’interrompre l’expérience de pensée juste après le premier essai. Le but est simplement d’essayer de montrer que la différence entre physique quantique et physique classique ne réside pas là, car au niveau macroscopique la même indétermination existe aussi, sauf qu’on la néglige.
Tout l’art est de ne négliger que les éléments que l’on peut se permettre de négliger sans nuire à la compréhension globale du problème. Mais si l’on était « idéalement rigoureux », dans le cas de la vitesse de la voiture qui roule à 180 km/h par exemple, il faudrait tenir compte du fait qu’il est impossible, même au niveau macroscopique donc, de connaître simultanément avec une précision infinie à la fois la vitesse et la position du véhicule. Dans la pratique, on s’arrange pour croire que c’est possible, mais « objectivement » ce n’est pas vrai.
Et en prolongeant l’idée, il serait nécessaire d’intégrer le fait que la vitesse exacte ne pourrait être connue avant sa mesure, même en disposant du maximum d’informations sur le système. Peut-être que le contraire serait intellectuellement plus confortable, mais il faut admettre bon gré, mal gré, que le déterminisme ne caractérise pas la nature. Et si l’on savait écrire la fonction d’onde d’une personne qui passe sous une échelle, celle-ci devrait faire apparaître, entre autres, la probabilité non-nulle que cette personne se retrouve au moment de la mesure recouverte de peinture.

Cordiales salutations.

[invite6754323456711]

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Mais si l’on était « idéalement rigoureux », dans le cas de la vitesse de la voiture qui roule à 180 km/h par exemple, il faudrait tenir compte du fait qu’il est impossible, même au niveau macroscopique donc, de connaître simultanément avec une précision infinie à la fois la vitesse et la position du véhicule.

Pourtant dans le modèle classique la notion de vitesse instantané fait sens. Dérivé de l'espace par rapport au temps en un point donné. Par contre effectivement la mesure se fait par effet doppler : Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont réfléchies par la cible et détectées par un récepteur au même endroit que l'émetteur. On est limité par la limite de vitesse c d'un signal d'information.

Patrick

[Les Terres Bleues]

Pourtant dans le modèle classique la notion de vitesse instantanée fait sens. Dérivée de l'espace par rapport au temps en un point donné.

Et oui.

La dérivation elle-même n'étant que le procédé mathématique mis en œuvre, elle ne peut expliquer le fait qu'au niveau macroscopique, il y ait un ou des paramètres qui ne correspondent en réalité qu'à une (très bonne) approximation d'un point de vue physique.
Il ne peut donc s'agir que de l'espace ou du temps voire de l'espace-temps.
Mais nous savons bien que rien n'est absolu.

Cordiales salutations.