Hasard et mécanique quantique

[b@z66]

N'étant pas un étudiant en physique mais simplement quelqu'un de curieux sur le fonctionnement de l'univers, je me pose des questions sur le sens que l'on donne au hasard dans la mécanique quantique. Sans attribuer au hasard le même rôle que l'on pourrait donné à un éventuel dieu et dont les desseins nous seraient délibérément cachés, j'aimerais que l'ont m'explique en quoi la notion de hasard est si lié à cette physique. Est ce que l'on fait appel à cette notion simplement pour expliquer notre ignorance de certaines expériences reproductibles ou cela traduit t'il comme il m'en ait venu l'idée l'incompatibilité apparente dans la dualité onde-corpuscule(ondes déterministes par principe non localisés précisément dans l'espace contre particules aléatoirement localisés précisément). Et quand on dit que l'on ne peut pas déterminer l'état d'une particule, cela traduit t'il une ignorance sur sa position réelle ou alors l'existence simultanée d'une particule dans plusieurs états proches à la fois? Si la réponse est positive dans ce dernier cas, est ce qu'on peut interpréter cette multiplicité(ou incertitude) par une dimension supplémentaire de notre univers dans laquelle au niveau microscopique toutes les éventualités statistiques se superposerait?
En espérant ne pas complètement me planter sur le sujet, j'attends avec impatience la réponse de personnes averties.

[invite376ff830]

Nos moyens de mesures ne nous permettent pas de connaître avec précision la position et le moment d'une particule en même temps, c'est cette erreur de mesure qu'on appelle l'incertitude de Heisenberg. Dans le domaine MQ (non mesurable) si l'on y associe un événement quelconque on ne peut pas affirmer qu'on obtiendrait un résultat escompté. La MQ permet ainsi de comprendre beaucoup de phénomènes de la vie courante.

[invite0ad4995a]

On parle de hasard car le mouvement de la particule etudie semble etre aleatoire et n'etre ainsi soumis aucun determinisme. Comme dit plus haut le fait que l'on ne puisse connaitre a la fois la vitesse et la position vient du fait que c'est une qualite intrinseque de l'electron ne nous permettant pas de mieux definir une valeur sans que la seconde ne soit "delaisse" (en terme de precision de mesure).

[b@z66]

J'ai essayé de suivre ton explication mais dans ce cas, j'ai tout de même du mal à comprendre comment le fait d'admettre une certaine ignorance peut conduire à la compréhension et à la prédiction de certains phénomènes (ce qui constitue le but et la preuve de certaines théories). J'aurai tendance à penser qu'une théorie que l'on dit reposer complètement sur de l'aléatoire ne constitue qu'un aveu d'impuissance face à l'obstacle de la réalité sans que l'on sache vraiment si cet obstacle est franchissable. De plus, dans ce genre de situation, je ne vois pas comment on peut trouver la preuve de la validité de la théorie puisqu'elle repose sur le fait qu'on ne puisse justement pas faire d'expérience amenant à une certitude la concernant (le serpent se mord un peu la queue, je trouve).
J'en revient à la dernière question de mon premier post en me remémorant l'histoire du chat de Shrodinger. Est-ce que l'on ne pourraient pas interpréter cette indétermination concernant l'état d'une particule comme une dimension supplémentaire de notre univers qui seraient responsable en quelque sorte de "l'étalement" de l'état d'une particule autour d'un état moyen par l'intermédiaire d'un coefficient de pondération qui serait "représenté" par une probabilité? Les coordonnées de la particule seraient alors un truc déterministe du type (x,y,z,t,Pr(x,y,z,t)). Je comprendrai alors pourquoi on dirait que l'on ne peut pas connaitre les coordonnées (x,y,z et t) d'une particule car on verraient dans nos quatre dimensions la superposition de tous les états du à la dimension supplémentaire par une sorte de projection orthogonale.
Je réfléchis, je réfléchis sur le sujet mais j'ai vraiment l'impression que je commence à être en plein délire...Je vais peut-être aller me coucher...Bonsoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteba0a4d6e]

C'est ce point que je ne parviens pas à comprendre en MQ...
On sait que nos moyens de détection sont faillibles, de sorte que l'on ne peut connaître, ou prévoir, la position exacte et la vitesse exacte d'une particule, à cause de l'influence de la mesure sur celle-ci...

Mais peut-on admettre (même si l'on ne peut le vérifier, pour l'instant) que cette particule, dans l'absolu, a bien une position précise et une vitesse précise ? Que cette particule est régie par des lois précises de la Nature, déterminées ?

[invite376ff830]

Dans le domaine du non mesurable ce n'est pas que nos moyens sont limités mais la nature n'est pas immuable, rien ne s'arrête, tout change constamment ... c'est l'évolution au hasard interdépendance des milliards et des milliards de particules que compose l'univers.

[invite0e4ceef6]

perso ce que je trouve etrange avec la MQ est que l'on se serve des grilles de lectures de la physique classique...(l,h,p,t) alors que celle-ci ne semble pas etre prise vraiment en compte par les choses?? qui sont étudié... cette fameuse dimentionalité ne serait-ce pas une conséquence de la cohérence atomique??? une certaine idée de l'espace-temps en quelquesorte, et de la causalité??

[invitef591ed4b]

L'incertitude d'Heisenberg est une limitation intrinsèque à la nature, car à aucun moment, on ne fait intervenir de paramètres liés à la précision des instruments. On peut l'obtenir formellement à partir des postulats de la MQ uniquement (avec un peu de calcul).

[invite0384691e]

L'incertitude d'Heisenberg est une limitation intrinsèque à la nature, car à aucun moment, on ne fait intervenir de paramètres liés à la précision des instruments. On peut l'obtenir formellement à partir des postulats de la MQ uniquement (avec un peu de calcul).

Salut. Je retrouve la même problèmatique que plus haut sur un autre "fil" : comment passes-tu sans coups-férir de l'épistémologie à l'ontologie ? C'est une belle pirouette intellectuelle, un beau tour de passe-passe, mais c'est justement ce qui est en question !

[invitef591ed4b]

Salut. Je retrouve la même problèmatique que plus haut sur un autre "fil" : comment passes-tu sans coups-férir de l'épistémologie à l'ontologie ? C'est une belle pirouette intellectuelle, un beau tour de passe-passe, mais c'est justement ce qui est en question !

Tu confonds "la MQ au sein de la science" avec "la science au sein de la connaissance". La question n'est pas de savoir à quel point on peut passer de la science à la réalité, elle est de savoir ce que dit la MQ dans le cadre de la science.

Et la MQ dit que l'incertitude est indépendante de la précision des instruments, donc a priori, ce n'est pas un hasard apparent, mais un hasard intrinsèque.

Maintenant, on peut se demander ce que signifie cet adjectif "intrinsèque" dans le cadre de connaissance scientifique, si cet adjectif porte sur l'essence des choses, ou seulement sur leurs manifestations. C'est une autre question.

[b@z66]

Tu confonds "la MQ au sein de la science" avec "la science au sein de la connaissance". La question n'est pas de savoir à quel point on peut passer de la science à la réalité, elle est de savoir ce que dit la MQ dans le cadre de la science.

Et la MQ dit que l'incertitude est indépendante de la précision des instruments, donc a priori, ce n'est pas un hasard apparent, mais un hasard intrinsèque.

Maintenant, on peut se demander ce que signifie cet adjectif "intrinsèque" dans le cadre de connaissance scientifique, si cet adjectif porte sur l'essence des choses, ou seulement sur leurs manifestations. C'est une autre question.

Cette manifestation du hasard "intrinsèque" ne répond pas particulièrement à une de mes interrogations concernant par exemple l'histoire du chat de Schrodinger. On utilise apparemment en MQ des outils déterministes propres aux probabilités comme par exemple, je pense, des densités de probabilité. Mais dans cette situation, on considère tous les scénari (ce qui se passe dans l'histoire du chat de Shrodinger) et on dit qu'il se produisent tous simultanément brouillant ainsi notre vision du microscopique et ainsi que certaines notions comme la position d'une particule.
Ma question reformulée pourraient donc se résumer à un QCM:

Hasard en MQ=

- Ignorance d'un phénomène totalement caché de nous(avec une notion de divin derrière, Einstein et ses dés) ?
- Incapacité physique réelle à déterminer un phénomène qui pourrait être déterministe?
- Brouillage des notions connues au niveau de l'infiniment petit?

[invite0384691e]

Tu confonds "la MQ au sein de la science" avec "la science au sein de la connaissance". La question n'est pas de savoir à quel point on peut passer de la science à la réalité, elle est de savoir ce que dit la MQ dans le cadre de la science.

Et la MQ dit que l'incertitude est indépendante de la précision des instruments, donc a priori, ce n'est pas un hasard apparent, mais un hasard intrinsèque.

Maintenant, on peut se demander ce que signifie cet adjectif "intrinsèque" dans le cadre de connaissance scientifique, si cet adjectif porte sur l'essence des choses, ou seulement sur leurs manifestations. C'est une autre question.

Salut à toi, ami. Ca va mieux ainsi, il faut en effet préciser le sens des mots ... et ton "a priori" me plaît bien ! Si tu dis : "donc a priori, ce n'est pas un hasard apparent, mais un hasard intrinsèque" c'est bien que la question reste en suspend quant à la véritable nature des choses. Mais pour les probas, je ne crois pas qu'elles puissent nous renseigner à quelque degré que ce soit sur la nature des choses, les probas ne donnennt que des indications sur des possibilités ou des impossibilités (exple les orbitales atomiques délimitent des régions de l'espace où l'électron est sensé pouvoir se trouver à l'exclusion de toute autre ...). Si je lance des milliards de fois une pièce demonaie, j'aurai toujours une chance sur deux de tomber sur "pile" comme sur "face" au n milliardième lancé.Les probas ne donnent jamais des lois générales, seulement des éventualités . Bonne journée à toi, ami.

[invitef591ed4b]

- Ignorance d'un phénomène totalement caché de nous(avec une notion de divin derrière, Einstein et ses dés) ?

Qui peut le savoir ?

- Incapacité physique réelle à déterminer un phénomène qui pourrait être déterministe?

Qui peut le savoir ?

- Brouillage des notions connues au niveau de l'infiniment petit?

C'est ce qu'on observe.



Remarque que dès qu'on utilise des probabilités dans un modèle, il cesse d'être déterministe par définition.

[invite8915d466]

C'est ce point que je ne parviens pas à comprendre en MQ...
On sait que nos moyens de détection sont faillibles, de sorte que l'on ne peut connaître, ou prévoir, la position exacte et la vitesse exacte d'une particule, à cause de l'influence de la mesure sur celle-ci...

Mais peut-on admettre (même si l'on ne peut le vérifier, pour l'instant) que cette particule, dans l'absolu, a bien une position précise et une vitesse précise ? Que cette particule est régie par des lois précises de la Nature, déterminées ?

Tu poses très bien le problème dit des "variables cachées". C'est un débat depuis le début de la Meca Q. Est ce que l'indéterminisme associés aux mesures est du à un VRAI indéterminisme (le choix est VRAIMENT fait au hasard), ou existe t il en fait une valeur prédeterminée, certes inconnue mais révélée au moment de la mesure.

On a pu montrer par des expériences subtiles (expériences d'Aspect) que si les interactions sont locales (autrement dit si ce que tu mesures à un endroit ne peut pas influencer INSTANTANEMENT ce que tu mesures à un autre endroit ), alors c'est un VRAI indéterminisme. Il n'y a PAS de variable cachée. Si il y a un déterminisme caché, alors il faudrait que l'information se propage plus vite que la lumière (sans pouvoir être "interceptée"), ce qui est aussi gênant. En tout cas on a aucun mécanisme connu permettant de faire ça.

[Garion]

On a pu montrer par des expériences subtiles (expériences d'Aspect) que si les interactions sont locales (autrement dit si ce que tu mesures à un endroit ne peut pas influencer INSTANTANEMENT ce que tu mesures à un autre endroit ), alors c'est un VRAI indéterminisme. Il n'y a PAS de variable cachée. Si il y a un déterminisme caché, alors il faudrait que l'information se propage plus vite que la lumière (sans pouvoir être "interceptée"), ce qui est aussi gênant. En tout cas on a aucun mécanisme connu permettant de faire ça.

J'ai du mal à comprendre, pour moi c'est plutôt le contraire.

Prenons l'exemple de l'expérience de "téléportation" d'état quantique avec des particules intriqués.
S'il n'y a pas de variable de caché, c'est là qu'on a une information qui se déplace plus vite que la lumière, alors que s'il y a une variable caché, c'est normal qu'on trouve le même état pour les deux particules puisque c'est à la base que la variable caché a déterminé l'état qu'on allait trouver.
Elle est où mon erreur ?

[invite8915d466]

J'ai du mal à comprendre, pour moi c'est plutôt le contraire.

Prenons l'exemple de l'expérience de "téléportation" d'état quantique avec des particules intriqués.
S'il n'y a pas de variable de caché, c'est là qu'on a une information qui se déplace plus vite que la lumière, alors que s'il y a une variable caché, c'est normal qu'on trouve le même état pour les deux particules puisque c'est à la base que la variable caché a déterminé l'état qu'on allait trouver.
Elle est où mon erreur ?

Tu as raison dans le sens que l'interprétation de la Meca Q par projection du paquet d'onde demande aussi une interaction non locale (d'ou le vif debat entre cette interpretation et l'autre, celles des multiunivers).

En revanche, l'hypothèse d'une variable cachée qui aurait déterminé l'état au départ et ne changerait plus ensuite est justement exclue par les expériences d'Aspect. Si il y a une variable cachée, il faudrait qu'elle "sache instantanément" quelle mesure va etre faite sur l'autre particule pour "décider" quel résultat elle va donner à l'observateur....

[mtheory]

Bonjour tout le monde ,j'ai une remarque à faire sur les inégalités de Heisenberg qui sont en général mal comprises.
Elles n'indiquent pas les limites de la connaissance ou de la mesurabilité des valeurs p et x d'une particule.
Dans l'interprétation orthodoxe il n'y a fondamentalement ni onde ni particule.
Seulement on vit dans un monde largement classique et l'on emploi des appareils de mesure macroscopique donc décrit par la physique classique.On est donc conduit à exprimer les aspects des phénomènes mesurés à l'aide d'images classiques mais la réalité est au dela de ça.
On peut utiliser des images de particules et d'ondes mais soumisent à des restrictions et reflétant un indéterminisme fondamental .
Il en ressort que les inégalités de Heinsenberg reflètent en fait les limites d'applicabilité de la notion de particule à un phénomène quantique.
Si je veux utiliser l'image d'une particule pour décrire le quanton appelé électron dans un atome où dans une expérience d'interférence je peux, à condition de bien voir que ça marche tant que j'introduit des probablitités intrinséques conduisant aux inégalités pour les valeurs des mesures associés à cette image mais c'est tout.

[b@z66]

Si je comprends bien ton explication, l'interprétation de cette indétermination de la particule n'est en fait qu'un artifice pour concilier la notion d'onde qui n'est pas localisée dans l'espace avec celle d'une particule qui elle devrait l'être.

Ne peut-on pas alors expliquer alors au lieu de dire que la position d'une particule est aléatoire que c'est la notion même de position exacte qui n'a aucun sens au niveau de l'infiniment petit?

[invite0384691e]

Si je comprends bien ton explication, l'interprétation de cette indétermination de la particule n'est en fait qu'un artifice pour concilier la notion d'onde qui n'est pas localisée dans l'espace avec celle d'une particule qui elle devrait l'être.

Ne peut-on pas alors expliquer alors au lieu de dire que la position d'une particule est aléatoire que c'est la notion même de position exacte qui n'a aucun sens au niveau de l'infiniment petit?

Salut à toi. Je ne suis pas spécialiste de la MQ, mais je crois me souvenir que pour transcrire l'infiniment petit en langage "compréhensible", les notions de "temps" et donc aussi de "position" sont encore plus obscures qu'en Relativité ! Je crois que le profane perd son temps indéfiniment à essayer de se représenter par l'imagination ces notions pourtant essentielles, dans un tel contexte hautement abstrait ! Il doit y avoir en tout et pour tout trois pelés et deux tondus sur la terre qui savent parfaitement de quoi il retourne question MQ. Donc c'est avant tout une affaire de spécialistes, et la vulgarisation de la MQ c'est pas facile du tout !

[b@z66]

Bonjour tout le monde ,j'ai une remarque à faire sur les inégalités de Heisenberg qui sont en général mal comprises.
Elles n'indiquent pas les limites de la connaissance ou de la mesurabilité des valeurs p et x d'une particule.
Dans l'interprétation orthodoxe il n'y a fondamentalement ni onde ni particule.
Seulement on vit dans un monde largement classique et l'on emploi des appareils de mesure macroscopique donc décrit par la physique classique.On est donc conduit à exprimer les aspects des phénomènes mesurés à l'aide d'images classiques mais la réalité est au dela de ça.
On peut utiliser des images de particules et d'ondes mais soumisent à des restrictions et reflétant un indéterminisme fondamental .
Il en ressort que les inégalités de Heinsenberg reflètent en fait les limites d'applicabilité de la notion de particule à un phénomène quantique.
Si je veux utiliser l'image d'une particule pour décrire le quanton appelé électron dans un atome où dans une expérience d'interférence je peux, à condition de bien voir que ça marche tant que j'introduit des probablitités intrinséques conduisant aux inégalités pour les valeurs des mesures associés à cette image mais c'est tout.

Si je comprends bien ton explication, l'interprétation de cette indétermination de la particule n'est en fait qu'un artifice pour concilier la notion d'onde qui n'est pas localisée dans l'espace avec celle d'une particule qui elle devrait l'être.

Ne peut-on pas alors expliquer alors au lieu de dire que la position d'une particule est aléatoire que c'est la notion même de position exacte qui n'a aucun sens au niveau de l'infiniment petit?

[mtheory]

Si je comprends bien ton explication, l'interprétation de cette indétermination de la particule n'est en fait qu'un artifice pour concilier la notion d'onde qui n'est pas localisée dans l'espace avec celle d'une particule qui elle devrait l'être.

En gros c'est ça oui.

Ne peut-on pas alors expliquer alors au lieu de dire que la position d'une particule est aléatoire que c'est la notion même de position exacte qui n'a aucun sens au niveau de l'infiniment petit?

C'est exactement ce que disent les bons cours de MQ
Ou plutôt que cette position n'a qu'un sens limité ,la structure du réel étant fondamentalement au dela de l'espace et du temps.

[b@z66]

Merci à toi mtheory, grâce à toi je comprends beaucoup lieu ce que signifie le "hasard" en MQ. Grand Merci.

[invitebfbf094d]

En revanche, l'hypothèse d'une variable cachée qui aurait déterminé l'état au départ et ne changerait plus ensuite est justement exclue par les expériences d'Aspect. Si il y a une variable cachée, il faudrait qu'elle "sache instantanément" quelle mesure va etre faite sur l'autre particule pour "décider" quel résultat elle va donner à l'observateur....

Il me semble que la définition de variable cachée n'est pas à voir dans ce sens. La notion de variable cachée est introduite par des scientifiques qui n'acceptent pas la nature non-causale de la physique quantique pour dire que la MQ est incomplète, et que lorsque nous connaitrons ces variables cachéees, elles rendront la théorie quantique causale.
En ce sens, ca serait plutot l'inverse de ce que tu affirmes. La non-existence de variables cachées rend la MQ non-causale, et dans ce cas, c'est la non-existence qui justifie plutot le "savoir instantanément" dont tu parles, i.e. que la MQ est non-locale.

[invite8915d466]

Il me semble que la définition de variable cachée n'est pas à voir dans ce sens. La notion de variable cachée est introduite par des scientifiques qui n'acceptent pas la nature non-causale de la physique quantique pour dire que la MQ est incomplète, et que lorsque nous connaitrons ces variables cachéees, elles rendront la théorie quantique causale.
En ce sens, ca serait plutot l'inverse de ce que tu affirmes. La non-existence de variables cachées rend la MQ non-causale, et dans ce cas, c'est la non-existence qui justifie plutot le "savoir instantanément" dont tu parles, i.e. que la MQ est non-locale.

J'ai déjà plus ou moins répondu je crois. Si il n'y a pas de variable cachée, reste 2 interprétations : projection instantanée du paquet d'onde ou multi Univers. Dans le premier cas, qui est la position la plus "orthodoxe" (quoi qu'il semble que les sondages parmi les physiciens s"inversent ...., elle est effectivement non locale.

Si il y a une variable cachée, il faudrait que la variable détermine le résultat de la mesure sur une particule en tenant compte également de la mesure effectuée sur l'autre particule, même si elle est "causalement déconnectée". Ce sont les expériences d'Aspect qui montrent ça. Autrement dit si tu mesures le spin suivant Ox par exemple, le résultat devrait changer suivant l'axe que tu choisis pour la 2e particule.... bizarre quand même! donc les variables cachées devraient AUSSI être non locales.

[invitebfbf094d]

En tout cas, ce qui est sur, c'est qu'on tombe dans des difficultés inimaginables lorsqu'on tente d'expliquer et d'utiliser les termes "classiques" pour expliquer les concepts quantiques. Et la c'est une réalité non locale ... quoi que

[invite8ef93ceb]

Autrement dit si tu mesures le spin suivant Ox par exemple, le résultat devrait changer suivant l'axe que tu choisis pour la 2e particule.... bizarre quand même! donc les variables cachées devraient AUSSI être non locales.

Je ne suis pas tout à fait d'accord. Sur un ensemble d'expériences de particules intriquées A et B, le fait qu'un type fasse des mesures sur A ne change absolument rien à la statistique observée en B. En d'autres mots, le résultat statistique ne change pas selon qu'une mesure soit faite ou pas.

Lorsqu'on tombe dans les variables cachées, ce qui n'est pas observable, là on peut imaginer que la mesure sur A influence l'état de B, mais ceci est décrit en terme de variables cachées, et absolument pas observable. On doit dire "c'est comme si une mesure selon un axe en A influence à distance l'état de la particule en B". Mais cette influence est cachée, et je le répète, non observable. En gros, ce qui se passe, c'est que l'électron (par exemple) ne possède pas la propriété de spin avant la mesure. Lorsque A mesure le spin selon z, le comportement de l'électron change de façon à ce qu'il acquiert la propriété de spin. Or, dans la description des variables cachées, l'électron B est forcé d'acquérir simultanément la propriété de spin. Son comportement (caché) est modifié à distance.

En gros, j'insiste beaucoup pour que le mot "caché" soit toujours inclut dans un énoncé du type "une mesure sur A influence instantanément les propriétés cachées de la particule B".

Cordialement,

Simon

P.S.: j'ai présenté le calcul explicite de l'interprétation du spin dans la théorie Bohmienne ICI.

[Édit] Finalement, je suis assez d'accord avec ce que tu dis dans ton post gillesh. Considérons mon message comme une précision.

[invite8915d466]

Je ne suis pas tout à fait d'accord. Sur un ensemble d'expériences de particules intriquées A et B, le fait qu'un type fasse des mesures sur A ne change absolument rien à la statistique observée en B. En d'autres mots, le résultat statistique ne change pas selon qu'une mesure soit faite ou pas.
...
[Édit] Finalement, je suis assez d'accord avec ce que tu dis dans ton post gillesh. Considérons mon message comme une précision.

OK tu es d'accord que si la proportion de A+ et de A- ne dépend effectivement pas de la mesure sur B, la corrélation A+/B+ , A-B+ etc.... n'est pas ce qu'on attendrait si les mesures de A et de B etaient indépendantes....

[invite0bbfd30c]

Nos moyens de mesures ne nous permettent pas de connaître avec précision la position et le moment d'une particule en même temps, c'est cette erreur de mesure qu'on appelle l'incertitude de Heisenberg.

Selon la compréhension que nous avons actuellement, ce n'est pas une limitation de nos systèmes de mesure, c'est une propriété intrinsèque des particules. Pour prendre une analogie classique (= non quantique), c'est comme si un acousticien disait "je n'arrive pas à produire une impulsion sonore très brève qui ait une fréquence bien déterminée!" : effectivement c'est impossible, mais ce n'est pas lié à la membrane du haut-parleur qui la produit : c'est une propriété de la relation temps-fréquence de l'onde sonore elle-même.

edit : grillé