Flèche du temps, rétrocausalité et expérience du choix retardé

[Amanuensis]

contrairement à celle mise en avant par chaverondier, elle ne fait pas du tout appel à des paires intriquées.

Excellent point.

on ne va pas insérer/retirer le miroir semi-réfléchissant mécaniquement, on n'a pas le temps.

Point tout aussi important, bien d'accord.

Maintenant, il ne s'agit pas, dans l'expérimentation, de miroir semi-réfléchissant.

Clairement ce qui me manque (entre autres) est la compréhension (au sens des faits expérimentaux) de ces "diviseurs de lumière" que sont les miroirs semi-réfléchissant ou les cristaux de vanadate d'yttrium...

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Je vais prendre le temps de bien lire le texte de l'équipe de Cachan. Merci du conseil.
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[Amanuensis]

Bon, je vais me permettre une remarque vraisemblablement très naïve, et je suis intéressé, évidemment, à ce qu'on me la montre telle.

Plus je regarde les détails des dispositifs, plus je me dis qu'on a affaire à deux expériences différentes, à un sens fort.

L'une, sans la "recombinaison", donne (au moins pour un dispositif) comme résultat statistique (l'expérience étant répétée) autant de détection en D1 et en D2.

L'autre, avec recombinaison (et interférence) donne quasiment toutes les détections en l'un des deux.

Ce qui est appelé "choix" peut être vu comme le choix d'une expérience plutôt que l'autre.

Maintenant, imaginons qu'on dédouble le dispositif, mais avec l'un sans recombinaison l'autre avec. Et le dispositif de choix, toujours déclenché pendant le "temps de vol", porte sur ce qui est visualisé comme résultat, soit D1/D2, soit D1'/D2'. Autrement dit le dispositif de choix choisit l'expérience, mais au sens de choisir entre deux dispositifs parfaitement distincts.

Comment va-t-on alors parler de "cause" et "d'effet"? Peut-on dire que le résultat présenté, montrant une interférence ou n'en montrant pas, est l'effet du choix de dispositif? Ça l'est, à un certain sens. Mais on ne va pas dire que l'interférence ou le manque d'interférence est, en elle-même, l'effet du choix. Ces effets sont intrinsèques aux dispositifs.

Ou encore, l'effet du choix ne porte pas sur la notion d'interférence, mais seulement sur ce qu'on affiche, à savoir afficher le résultat d'une expérience ou d'une autre.

En quoi utiliser un dispositif commun à 90% (manière de parler) mais avec une modification appliquée à différents moments diffère fondamentalement d'utiliser deux dispositifs identiques sauf la modification en question ?

Dans le cas avec deux dispositifs l'instant du choix, à condition d'être avant la fin de l'expérience, n'a aucune importance, non? Le choix porte sur la lecture du résultat, une fois obtenu!

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Cette vision naïve explique mon mal à l'aise devant les discours sur le sujet. On pourrait appliquer ce type de choix à bien d'autres paire d'expériences, dont des parfaitement "déterministes", sans surprise et sans que cela soulève de réflexions sur la causailité. Ici, c'est présenté avec une expérience mettant en évidence le "caractère particulaire" et l'autre mettant en évidence le "caractère ondulatoire", et tout l'éclairage est mis sur cet aspect, typiquement quantique. Mais n'est-ce pas détourner l'attention de ce qu'est la nature du "choix" ?

[GBo]

Bonjour
@Amanuensis : je ne pense pas que ta remarque soit naïve, je ne vais donc pas pouvoir m'employer à te démontrer qu'elle l'est. D'autres que moi le pourront peut-être, je l'espère pour le débat. La remarque naïve serait peut-être au contraire de déclarer que le fait de fermer ou pas l'interféromètre de Mach-Zehnder au niveau de sa sortie alors que l'objet quantique a déjà (depuis plusieurs dizaines de ns) traversé la première lame semi-réfléchissante à gauche du dispositif donne des résultats en contradiction avec le principe de causalité.

[Amanuensis]

Merci!

Car ça me tourne dans la tête depuis que je l'ai écrite, et je suis de plus en plus troublé.

Seulement, s'il y avait quoi que soit de profond dans cette remarque, ce serait connu depuis longtemps, c'est pour cela qu'elle doit être naïve.

[GBo]

Il me semble que ce physicien du CNRS dit un peu comme toi en tout cas:

Quelle que soit l'interprétation adoptée pour décrire la dualité onde-particule, il est impératif de dépasser nos préconceptions classiques. En particulier il faut abandonner l'idée selon laquelle les résultats des observations préexistent à la mesure : « tout se passe comme si » la mesure cocréait le résultat de mesure.

Source: https://www.photoniques.com/articles...2022115p23.pdf

[Amanuensis]

Une reformulation de la remarque, après réflexion.

Quitte à passer pour encore plus naïf, poussons le bouchon très loin.

Deux expériences A et B, toutes deux de même durée non nullle entre un "lancement" et un "résultat". À part cela, quelconques.

Un commutateur permet de visualiser soit le résultat de A, soit celui de B, l'autre résultat étant perdu (non nécessaire, mais ça aide). C'est le "choix".

Les deux expériences sont lancées simultanément.

Le commutateur est activé au hasard, mais strictement entre le début des expériences et l'instant de leurs résultats. Le choix est dont "retardé", au sens où il n'est pas fait avant le début. Ou pas fait avant une étape critique des expériences, ou de l'une d'entre elles, pareil.

Et avant la fin, non que ce soit important pour la physique, mais si les deux résultats sont constatés, puis le choix pris en compte, cela paraît trivial (avec raison, puisque ça l'est).

Peut-on interpréter cela comme un "effet rétro-causal"? Clairement, non.

Alors, quelle est la différence essentielle avec l'expérience de Wheeler, vue comme un cas particulier où les deux expériences sont l'une interprétée comme montrant le photon se comporter en particule, et l'autre en onde ?

Il faudrait imaginer (j'essaye) différents dispositifs passant petit à petit de l'expérience de Wheeler à une expérience qu'on décrirait comme ci-dessus, et trouver à quelle petite modification on passe (brutalement ?) d'un résultat "étonnant" parlant de rétro-causalité à un résultat trivial ne soulevant aucune question.

[GBo]

Ce qui est spécifique à la méca Q et échappe au sens commun quand même, c'est qu'à gauche (dispositif a), le photon au départ unique semble passer par les deux chemins à la fois puisqu'il y a interférence, soit, alors qu'à droite (dispositif b), il ne semble passer que par un seul chemin, et on peut savoir même par lequel il a du passer (sur le dessin c'est le chemin qui finit par D1).
Donc déjà, même sans choix retardé, il y a un problème avec notre sens commun, car il nous dit intuitivement qu'"on" ne peut pas être à la fois sur un seul chemin et sur les deux chemins, et on se demande quand et comment le photon a pu choisir ce comportement soit d'onde (a) soit de particule (b).

Ce problème avec le sens commun n'existe pas avec d'autres expériences qui veulent interroger deux propriétés différentes d'un objet macroscopique, par exemple le poids d'une boule par une balance d'une part et sa couleur par une caméra tri-CCD d'autre part. Il n'y aucun souci pour imaginer qu'une boule de pétanque en plastique soit à fois légère et rouge, même si ce sont deux expériences séparées qui le révèlent.

[Amanuensis]

Ce qui est spécifique à la méca Q [et] échappe au sens commun quand même

Parfaitement d'accord.

Ce n'est pas ça qui me trouble ou me met mal à l'aise, J'ai "rencontré" la méca Q il y a plus de quarante ans, et je m'y suis fait depuis longtemps.

Ce qui me trouble c'est l'idée de rétro-causalité.

Certes l'expérience de Wheeler "parle" de, utilise, cette dualité "qui échappe au sens commun", mais en est-ce vraiment le sujet? Que dit-elle de plus que ce qui est dans les dessins du message précédent?

Ce que j'en arrive à questionner c'est le "choix". Qu'est-ce qui est choisi?

[Amanuensis]

Je vais en rester à l'idée que mon approche est naïve, même si je n'arrive pas à [me] le démontrer.

Je vais juste attendre qu'on me le démontre, quel que soit le temps que cela prendra.

(Dans le cas du géon RP3, il a fallu des années avant que quelqu'un, en l’occurrence Loïc Villain, me donne les pointeurs qui m'ont permis de trouver des publications en parlant. Faut savoir être patient quand on a un point de vue qui semble ne pas s'aligner sur la doxa, et qu'on a que des contacts ténus avec les spécialistes...)

[chaverondier]

Source: https://www.photoniques.com/articles...2022115p23.pdf
Quelle que soit l'interprétation adoptée pour décrire la dualité onde-particule, il est impératif de dépasser nos préconceptions classiques. En particulier il faut abandonner l'idée selon laquelle les résultats des observations préexistent à la mesure : « tout se passe comme si » la mesure cocréait le résultat de mesure.

Par le choix de ce que nous décidons de mesurer (which way ou pas par exemple dans le cas de l'expérience des fentes de Young), nous participons à la création de ce que nous observons (la mesure quantique est contextuelle). Nous sommes en fait, définitivement, des observacteurs. Copernic doit se retourner dans sa tombe (un effet rétrocausal peut-être )

Le point de vue positiviste d'Asher Peres
Comme signalé par Asher Peres, l'opérateur densité “ρ is only a mathematical expression which encodes information about the potential results of our experimental interventions. The latter are commonly called “measurements” — an unfortunate terminology, which gives the impression that there exists, in the real world, some unknown property that we are measuring. Even the very existence of particles depends on the context of our experiments”

A. Peres, D.R. Terno, Quantum Information and Relativity Theory, §B. Quantum mechanics and information, Rev.Mod.Phys.76:93-123, 2004

Un exemple illustratif, l'effet EPR
A titre d'exemple, dans l'expérience EPR, "l'action" de la mesure d'Alice sur le "photon de Bob" est non causale...
...pendant un certain temps.

Si on a la patience d'attendre que la mesure d'Alice rentre dans le cône de passé de Bob, alors l'action de mesure d'Alice sur le photon de Bob est:

• non causale juste avant que l'évènement mesure d'Alice n'entre dans le cône de passé de Bob
• causale juste après que l'évènement mesure d'alice soit entré dans le cône de passé de Bob.

Quand une corrélation se transforme-t-elle en cause ?
Qu'est-ce qui a changé brusquement et objectivement au franchissement du cône de passé de Bob par l'évènement mesure d'Alice ?

Objectivement ? Rien.

Ce qui a changé c'est que de l'information est devenue possiblement accessible à Bob sur ce qu'a décidé de mesurer Alice. Cette possibilité d'accès de notre observateur (Bob) à l'information suffit à transformer une corrélation EPR non causale en une cause, et ce, pour une raison non objective et pourtant légitime du point de vue de la physique du 20ème siècle : l'information accessible à un obervacteur.

Une cause n'est pas une notion objective
Une cause c'est une corrélation plus l'information d'un observacteur, une information lui permettant d'utiliser cette corrélation. L'attribution d'un caractère "retrocausal" à l'action de la gomme quantique découle de notre difficulté à accepter le rôle que jouent, dans la physique, les limitations d'accès à l'information de l'observacteur (tout particulièrement notre grille de lecture) .

Ha voui ??? Et l'astéroïde qui a provoqué l'extinction des dinosaures alors ? C'est pas une cause objective ça ?
Mouarf !! Ils sont restés en état chat de Schrödinger en attendant qu'un jeune et ambitieux doctorant observe leurs ossements et rende un verdict définitif ?

La réponse me semble être la suivante. L'attribution d'un caractère de cause à la chute de l'astéroïde est une "mind projection fallacy". Nous attribuons implictement à l'information décrivant cet évènement le caractère d'une action provoquée par un observacteur, exploitant les informations accessibles et pertinentes au sens de sa grille de lecture, pour faire disparaître ces opposants au règne des mammifères. Il n'y a pas d'observacteur ayant provoqué la chute de l'astéroïde sur notre planète. Cette attribution d'un caractère causal, demande un décodage via notre grille de lecture.

L'attribution à la chute de l'astéroïde d'un caractère de cause objective de l'extinction des dinosaures, un caratère qui ne devrait rien à notre grille de lecture d'observacteur macroscopique, n'est donc pas plus légitime que l'attribution d'un caractère objectivement rétrocausal à l'action de création de franges d'interférence par la gomme quantique.

Le retour vers une physique sans observacteur, objective, déterministe et réversible n'est pas possible
Il n'y a pas de physique objective, de physique sans une classe d'observacteurs avec notre grille de lecture (notre myopie intersubjective) et nos gros doigts maladroits d'observacteurs macroscopiques. Selon moi, l'objectif de retourner vers une physique sans observacteur, une physique qui redeviendrait objective, déterministe, réversible, indépendante de notre grille de lecture macroscopique, ce serait poursuivre ce qui (selon moi) devrait désormais être considéré comme une illusion, un mirage résistant au changement de paradigme induit par l'advenue de la physique statistique bayésienne et ses probabilités subjectives ainsi que la physique quantique et son algèbre non commutative.

[Amanuensis]

Le retour vers une physique sans observacteur,

Penser une physique sans observation n'a pas de sens.

Or, pas d'observation sans observateur.

La question n'est pas tant d'un "retour", mais juste de comprendre comment est (a été, et sera) conceptualisée l'idée d'observation sans formaliser l'observateur.

[Et au passage tous les arguments distinguant les êtres humains des autres observateurs sont nécessairement insuffisants.]

[Amanuensis]

Il y a quand même de nombreux avantages à simplifier en factorisant observateur et ce qui est observé. Avantages qui expliquent pourquoi c'est si courant (litote).

Comme tout, faut savoir ne pas en abuser, et refuser cette simplification quand cela s'impose. Or je ne sais si en physique cela s'impose autrement que dans la modélisation qu'est la physique quantique.

[stefjm]

Il y a possibilité de relier l'observateur de physique à celui du traitement du signal?

https://fr.wikipedia.org/wiki/Observateur_d%27%C3%A9tat
https://fr.wikipedia.org/wiki/Repr%C...ctabilit%C3%A9

[chaverondier]

Penser une physique sans observation n'a pas de sens. Or, pas d'observation sans observateur.

C'est aussi mon avis... ...et en même temps, concernant l'état quantique, j'ai mis un temps fou à comprendre/admettre que ce n'était pas la représentation d'une réalité physique objective, indépendante de l'observateur (et je pense ne pas être le seul à avoir rencontré cette difficulté).

La question n'est pas tant d'un "retour", mais juste de comprendre comment est (a été, et sera) conceptualisée l'idée d'observation sans formaliser l'observateur.

Pour ma part, ce qui définit les notions d'observateur et d'observation c'est la notion de grandeur macroscopique et la notion d'entropie dite pertinente (1) qui lui est associée. La notion de mesure/enregistrement d'information n'existe pas sans la notion thermodynamique statistique, seulement intersubjective, de grandeur macroscopique.

Cette notion s'étend, à mon sens, à tous les être vivants. Zwirn, par exemple, parle d'agent. L'état quantique est “a tool for assigning a subjective probability to the agent's future experience… There is no measurement without an agent” Is Qbism a Possible Solution to the Conceptual Problems of Quantum Mechanics? (2)

Je n'ai donc pas trop d'interrogation concernant les questions d'observateur et d'observation. Les 2 points qui restent toutefois, pour moi, un sujet de profonde incompréhension, sont les 2 points ci-dessous :

• l'outcome definiteness. Comment interpréter l'unicité observée du résultat de mesure quantique ?
• l'hypothèse dite du passé (la past hypothesis d'Albert). Elle repose sur notre croyance dans la validité des informations que nous retirons des traces du passé (comment pourrait-il en être autrement ?)...
  
  ...Mais cette hypothèse est en contradiction avec le raisonnement à la base du second principe. Selon ce raisonnement, l'évolution des systèmes se fait naturellement en direction des états les plus probables. Ce raisonnement est théoriquement statistiquement valide dans les deux sens d'écoulement du temps...
  
  ...Or, si nous admettons l'hypothèse dite du passé (l'univers a "débuté" dans un état de très basse entropie) ce raisonnement est juste dans le sens présent futur et faux dans le sens présent passé. Pourtant, physiquement et mathématiquement, c'est le même raisonnement dans les 2 sens. Pourquoi le raisonnement conduit à une conclusion juste dans un sens d'écoulement du temps et faux dans l'autre. Bam ! Voilà une asymétrie temporelle qui sort de nulle part...
  
  ...à part de ce que nous savons ou croyons savoir et décidons de croire,
  • à savoir les informations que nous retirons des traces du passé
  • malgré la très haute improbabilité de ce passé de très basse entropie et la compatibilité d'une décroissance de l'entropie aussi dans le sens présent passé avec ce que nous serions en mesure d'obsever si tel était le cas. cf. A quantum solution to the arrow-of-time dilemma, Lorenzo Maccone.
  En effet, si du point de vue de l'écoulement d'un temps "vrai, plus fin, reposant sur une entropie supposée beaucoup plus basse que celle caractérisant notre grillle de lecture" l'entropie pertinente de l'univers décroi(ssai)t du présent vers le passé de façon (presque) identique à la décroissance de son évolution future, nous n'avons (aurions) aucun moyen reproductiblement observable de le savoir.
  
  C'est quoi la réponse ? C'est qu'il n'y a aucun problème avec l'hypothèse du passé tout simplement parce que ce "temps vrai" n'existe pas (un peu comme l'absence de problème quant à l'impossibilité de connaître en même temps le spin vertical et le spin horizontal d'un spin 1/2)

(1) Incomplete description and relevant entropies, R. Balian, 1999
Le temps macroscopique, R. Balian, 1993

(2) A noter, malgré par ailleurs une certaine proximité dans l'interprétation de la physique quantique, que le point de vue de Peres, Fuchs et Zwirn, concernant la notion d'observation est en écart avec celui de Rovelli tel qu'exprimé dans Relational Quantum Mechanics. Pour Rovelli, toute interaction est une observation, un point de vue que je ne partage pas moi non plus. Ejecter l'observateur macroscopique de la physique n'est pas possible selon moi.

[GBo]

Parfaitement d'accord.
Ce n'est pas ça qui me trouble ou me met mal à l'aise, J'ai "rencontré" la méca Q il y a plus de quarante ans, et je m'y suis fait depuis longtemps.

OK, en fait je m'en doutais te connaissant un peu mais je voulais lever toute ambiguïté dans la discussion sur les "étonnements", mot que j'ai introduit dans la discussion un peu aventureusement.

Ce qui me trouble c'est l'idée de rétro-causalité.

En tout cas Aspect n'utile pas ce terme dans sa conférence, ni dans le papier il me semble, et je ne suis pas sûr que cette expérience en particulier puisse montrer quoi que ce soit de définitivement rétro-causal. Peut-être d'autres expériences ? (que je ne connais pas).

Certes l'expérience de Wheeler "parle" de, utilise, cette dualité "qui échappe au sens commun", mais en est-ce vraiment le sujet? Que dit-elle de plus que ce qui est dans les dessins du message précédent?

De ma compréhension (encore une fois sans prétention, la physique était ma matière préférée au lycée mais je n'ai rien quasiment rien fait qui en relève depuis la prépa) elle semble juste dire que l'objet quantique qui est à mi-chemin dans son voyage dans le couloir de 50 mètres de l'ancien Institut d'Optique (le fameux couloir où on réglait les lunettes) n'a toujours pas "décidé" s'il était onde ou particule alors qu'il déjà traversé la 1re lame et fait la moitié du chemin. Mais comme le fait de parler de "décision" de la part du photon ne veut rien dire (c'est juste une image anthropomorphique j'espère), ca ne règle rien pour l'interprétation (et n'amplifie pas mon étonnement).

Ce que j'en arrive à questionner c'est le "choix". Qu'est-ce qui est choisi?

Compris.

[JPL]

(Dans le cas du géon RP3, il a fallu des années avant que quelqu'un, en l’occurrence Loïc Villain, me donne les pointeurs qui m'ont permis de trouver des publications en parlant.

Petit souvenir nostalgique de l’époque où Loïc était modérateur ici...

[Amanuensis]

l'objet quantique qui est à mi-chemin dans son voyage dans le couloir de 50 mètres de l'ancien Institut d'Optique (le fameux couloir où on réglait les lunettes) n'a toujours pas "décidé" s'il était onde ou particule alors qu'il déjà traversé la 1re lame et fait la moitié du chemin. Mais comme le fait de parler de "décision" de la part du photon ne veut rien dire (c'est juste une image anthropomorphique j'espère), ca ne règle rien pour l'interprétation (et n'amplifie pas mon étonnement).

C'est exactement le problème, nous sommes sur la même longueur d'onde.

La difficulté est peut-être d'accepter simplement que ce qu'il se passe est identique dans les deux cas, il n'y a rien à "décider", à "choisir" pendant le voyage. Le "choix" dans l'expérience porterait alors seulement sur la fin, d'une manière causale triviale. Aucune "décision" du photon, une transition qui est à la fois, simultanément, inséparablement, "onde" et "particule" tant que n'est pas, causalement, décidé de finir l'expérience d'une manière ou de l'autre.

La difficulté n'est pas alors en terme de "cause", mais vient de la non-localité. Or le simple constat de l'interférence suffit à soulever la question de la non-localité, qu'est-ce qu'amène de plus ce "choix retardé"?

[Amanuensis]

Total HS:

Petit souvenir nostalgique de l’époque où Loïc était modérateur ici...

Ben pour moi c'est la nostalgie de mes 20000 messages "perdus"...

[chaverondier]

La difficulté n'est pas alors en terme de "cause", mais vient de la non-localité. Or le simple constat de l'interférence suffit à soulever la question de la non-localité, qu'est-ce qu'amène de plus ce "choix retardé"?

Avec la corrélation EPR, on peut encore sauver l'objectivité de l'état quantique (quand on tient à cette interprétation réaliste, ce n'est plus mon cas) tout en respectant un principe de causalité (objectif lui aussi) relatif à la chronologie absolue propre à un hypothétique référentiel quantique privilégié...
...à condition, donc, de sacrifier l'invariance de Lorentz à un niveau interprétatif. Ca a été l'interprétation envisagée par Bohm, Bell, Popper, Bricmont, Scarani (1) et quelques autres envisageant, donc, un retour à l'interprétation lorentzienne de la RR (afin de sauver l'interprétation ontologique de l'état quantique).

J'ai longtemps cru à une interprétation de l'effet EPR, réaliste (cad attribuant à l'état quantique un caractère ontologique), explicitement non locale, violant l'invariance de Lorentz à un niveau interprétatif, mais respectant un principe de causalité objectif, associé à la chronologie absolue propre un hypothétique référentiel quantique privilégié.

L'article "Each instant of time a new universe" (2) élimine (selon moi) définitivement l'interprétation réaliste de la non localité quantique. Il fait passer l'interprétation de l'effet EPR comme une violation l'invariance de Lorentz du domaine de l'interprétation à celui de la physique (i.e. de la réfutabilité). Cet article permet, en effet, une vérif expérimentale éliminant l'interprétation explicitement non locale de l'effet EPR (par des mesures quantiques dite de 2-time correlation) comme signalé dans le fil Effet EPR, non localité, positivisme et réalisme.

Avec l'expérience du choix retardé et, de façon plus générale, avec la reconnaissance du caractère (CP)T-symetrique de toutes les évolutions physiques (du moins, quand on met de côté la grille de lecture de l'observacteur macroscopique à l'origine de l'émergence d'asymétries temporelles), l'interprétation réaliste de l'état quantique (complété par le 2ème vecteur d'état, le vecteur d'état qui évolue en cachette du futur vers le présent) ne sauve même plus le principe de causalité (c'est même précisément l'inverse). On est obligé :

• soit d'accepter, une bonne fois pour toutes, le point de vue positiviste des Bohr, Born, Heisenberg, Gell-Mann, Fuchs, Peres, Zwirn, Rovelli, etc, etc
• soit d'accepter le point de vue réaliste, donc rétrocausal, des Aharonov, Albert, Vaidman, Popescu, Tollaksen, Hosten, Kwait, Bamber, Elitzur, Cohen etc, etc (3)

(1) V. Scarani, W. Tittel, H. Zbinden, N. Gisin, The speed of quantum information and the preferred frame: analysis of experimental data
Phys. Lett. A 276 2000 1-7

(2) Y. Aharonov, S. Popescu, J. Tollaksen, Each instant of time a new Universe, Phys.Rev.Lett.103:080401,2009
Je note au passage quelque chose auquel je ne m'attendais pas. Quand on aborde un sujet en exploitant des travaux qui ne sont pas très largement connus, les interlocuteurs ne connaissant pas ces tavaux sautent parfois à une conclusion sans tenir compte de ces travaux. Quand ça s'est produit, j'ai mieux compris certaines réponses quand je m'en suis rendu compte.

(3) Y. Aharonov, E. Cohen, A.C. Elitzur, Can a Future Choice Affect a Past Measurement’s Outcome? Ann. Phys. 355 258-268 (2015)

[chaverondier]

Penser une physique sans observation n'a pas de sens. Or, pas d'observation sans observateur.

C'est aussi mon avis. Les nombreuses tentatives de se passer d'observateur (c'est à dire, à mon sens, de la notion d'état macroscopique) pour modéliser la mesure quantique cherchent à retrouver une physique objective, des propiétés et des lois qui ne devraient rien à la grille de lecture thermodynamique statistique de l'observateur macroscopique.

Cette interprétation réaliste de la physique ne me semble pas tenable. C'est cette interprétation réaliste qui est en cause dans l'interprétation rétrocausale de l'expérience du choix retardé (voir plus bas) et dans l'interprétation de l'écoulement irréversible du temps et la distinction passé, présent et avenir comme une illusion persistante (cf. l'univer bloc)....

...et, en même temps, des modèles intéressants (mathématiquement et physiquement pertinents d'évolutions physiques) émergent d'une approche reposant sur ce qui me semble être cette erreur de principe. Je pense notamment aux travaux de l'école de Bruxelles-Austin visant à conférer un caractère objectif à l'irréversibilité et à l'indéterminisme des évolutions observables en pratique et permettant de modéliser, par exemple, la désintégration (indéterministe et irréversible) d'un noyau atomique instable (cf. Hilbert Space or Gelfand Triplet - Time Symmetric or Time Asymmetric Quantum Mechanics).

La question n'est pas tant d'un "retour", mais juste de comprendre comment est (a été, et sera) conceptualisée l'idée d'observation sans formaliser l'observateur.

Une observation c'est un enregistrement irréversible d'information, c'est à dire une interaction avec un appareil de mesure laissant une trace stable du point de vue de son état macroscopique. La notion d'information et d'observateur macroscopique (les êtres vivants selon moi) repose (à mon sens) sur cette notion d'état macroscopique (et la notion d'informations non pertinentes s'échappant hors de portée de l'observateur macroscopique lors d'une observation/enregistrement irréversible d'information).

"No phenomenon is a real phenomenon until it is an observed phenomenon." nous dit Wheeler. A mon sens, une formulation plus correcte serait : No phenomenon is a real phenomenon until it is an observable phenomenon. Autrement dit, un phénomène (comme la mort du chat de Schrödinger) doit être considéré comme réel dès qu'il a laissé des traces irréversiblement enregistrées dans l'environnement.

Le principe de causalité découle de l'absence d'état macroscopique stable remontant le cours du temps. L'entropie décroit(rait) lors d'une telle remontée. C'est pour cette raison que les traces du futur/états macroscopiques futurs ne sont pas observables. L'interprétation de la symétrie T des évolutions comme une manifestation de rétrocausalité, comme proposé par les Aharonov, Cohen, Elitzur, Vaidman, Popescu, Tollaksen... (cf. Can a future choice affect a past measurement's outcome) consiste (à mon sens) à projeter sur la nature un rôle d'observateur d'évènements qui n'ont pas encore laissé de traces irréversiblement enregistrées selon une approche réaliste de la physique (cf. Weak-measurement elements of reality, Vaidman).

On ne peut pas se servir de corrélations entre évènements dans le sens futur --> présent en raison de notre absence d'accès à des traces du futur. C'est ça le principe de causalité et il est respecté dans l'expérience du choix retardé.

[Amanuensis]

Une observation c'est un enregistrement irréversible d'information, c'est à dire une interaction avec un appareil de mesure laissant une trace stable du point de vue de son état macroscopique. La notion d'information et d'observateur macroscopique (les êtres vivants selon moi) repose (à mon sens) sur cette notion d'état macroscopique (et la notion d'informations non pertinentes s'échappant hors de portée de l'observateur macroscopique lors d'une observation/enregistrement irréversible d'information).

J'ai une vision très terre à terre du sujet. Du point de vue langage, observer, observation, sont transitifs. Ce qui signifie acte, sujet et objet. Que signifie observer, qui observe et qu'est ce qui est observé.

"Qui" est en général compris comme des humains, via éventuellement des machines, et cela est étendu, comme vous le dites, à une classe d'êtres vivants. Et aussi, par d'autres, à des machines plus ou moins autonomes. Ce qui est commun pour moi c'est le triplet obtention d'information (observation, donc), décision (traitement de l'information, combinée à de la mémoire et un "but") et action. Vu comme cela cela couvre quasiment tous les êtres vivants, et des robots.

"comment", l'acte d'observation lui-même, peut s'analyser physiquement, comme un phénomène, et est donc sujet d'observation. Ce qui explicitement introduit une boucle conceptuelle, avec le risque d"un concept sans base.

"quoi" est la grande question. L'approche réaliste dit "ce qu'on observe est la réalité", ce qui, en fait, définit la réalité, avec une sorte de postulat d'existence, et surtout de séparation entre observateur et observé. La "réalité" en question est posée comme immanente, grâce à la notion d'observation, alors qu'elle est transcendante, à cause de la circularité conceptuelle entre observation et réalité.

Mon idée est qu'on peut se passer d'une définition précise du concept d'observation, y compris via un décorticage de la physique du phénomène (ce que vous présentez), décorticage qui ne peut pas, à cause de la circularité indiquée, aller au bout. On peut garder le concept d'observation, laissé indéfini, et se passer d'un concept de "réalité" objet d'observation, en prenant une position "positiviste" (à mon sens) basée sur la notion de prédiction.

Si on prend le triplet observation/décision/action, cela nécessite une capacité de prédiction qui va entrer dans le processus de décision (qui est un traitement de l'information), mais prédiction de quoi? Eh bien d'observations futures, postérieures à l'action, mais par nécessité portant sur ce qui est (comme toute observation) antériieures au constat d'observation.

La circularité dans l'idée qu'un observateur/décideur/acteur utilise des observations pour prédire des observations permet de se passer d'une définition parfaite du concept d'observation au-delà de la "définition" pratique donnée par la circularité elle-même, et se passer totalement d'un postulat de réalité, devenu inutile ou considérée comme transcendante.

Ainsi on peut à la fois utiliser un concept d'observation, dont la physique (au sens d'une technique informationnelle permettant des prédictions d'observations à forte vraisemblance en fonction d'observations passées mémorisées) ne peut pas se passer simplement parce qu'il est inscrit dans le but même de la physique, et se passer d'un concept métaphysique de réalité.

C'est frustrant pour qui cherche dans la physique une "description du monde" (i.e., d'une réalité postulée), mais c'est épistémologiquement suffisant "pour toute application pratique" (for all practical purposes).

Notons qu'avec une telle approche, de nombreuses "croyances" apparaissent nécessaires à ne serait-ce concevoir la physique, et donc ne peuvent être contredites par la physique elle-même. Cela inclut, entre autres, observation, passé, futur, information, etc.

"No phenomenon is a real phenomenon until it is an observed phenomenon." nous dit Wheeler. A mon sens, une formulation plus correcte serait : No phenomenon is a real phenomenon until it is an observable phenomenon.

Le terme "real" interpelle. Je dirais "No phenomenon is to be adressed in physics until it is an observable phenomenon."

(Mais n'est-ce pas une position attribuée "phénomènalisme" (https://en.wikipedia.org/wiki/Phenomenalism) ?)

Autrement dit, un phénomène (comme la mort du chat de Schrödinger) doit être considéré comme réel dès qu'il a laissé des [...] traces irréversiblement enregistrées dans l'environnement[/SIZE][/URL].

Là encore le terme "réel" demanderait excision ou développement... Comme par exemple relever de la "position réaliste". Non?

[stefjm]

Le triptyque observation-décision-action est aussi celui de la commande automatique de procédé. Ce prisme me permet de comprendre suffisamment sans rajouter de "surcouche".
Et en plus, ça marche!

[chaverondier]

Que signifie observer ?

Recueillir une information, (redondante et) irréversiblement enregistrée dans l'environnement, extraite de traces du passé.

Ces traces du passé reposent sur la notion d'états macroscopiques caractérisés par un petit nombre de grandeurs macroscopiques. Ces traces du passé sont stables vis à vis d'agressions de l'environnement et de lectures successives par des observateurs différents (intersubjectivité) car les états microphysiques tendent à rester piégés dans des états macroscopiques d'équilibre.

Grâce à cette stabilité, nous avons reproductiblement accès à des traces du passé et pas à des traces du futur. En fait, on devrait parler "du passé des traces" au lieu des traces du passé, car ce sont les traces du passé qui engendrent ce que nous appelons le passé.

qui observe

Selon moi les êtres vivants (l'entropie pertinente des système observés est sensiblement là même pour tous les êtres vivants). Les appareils de mesure, quant à eux, créent des états d'équilibre. Pour nous, observateurs de grandeurs macroscopiques, ces états stables ont le caractère d'une information irréversiblement enregistrée (indissociable, donc, de la notion intersubjective d'état macroscopique propre à l'observateur macroscopique).

qu'est ce qui est observé

Les interactions reproductibles entre observateurs et systèmes observés

Là encore le terme "réel" demanderait excision ou développement... Comme par exemple relever de la "position réaliste". Non?

Le mieux me semble être de l'oublier et de se contenter d'une interprétation positiviste visant à prédire ce qui est observable selon le betabilitarianism de Fuchs.

Dès le moment où on a compris que le principe de causalité est indissociable des limitations d'accès de l'observateur à l'information (celle qu'il extrait des traces du passé, des traces indissociable de la notion seulement intersubjective d'état macroscopique) on comprend pourquoi l'interprétation rétrocausale de l'effet de mesures fortes sur des mesures faibles antérieures (par exemple) est une interprétation réaliste (donc, à mon sens, non tenable).

[oualos]

L'élucidation ou sa tentative du moins la plus claire est la plus simple à mon sens: c'est ce que propose Süsskind avec ER=EPR en introduisant ou plutôt en postulant l'existence d'une cinquième dimension dans laquelle les particules seraient toutes reliées entre elles par des trous de ver.
Un maillage généralisé de l'Univers dans une cinquième dimension...
Cette théorie établit l'existence d'une relation invisible mais constante de tout le monde sub-atomique et explique notamment l'intrication par le seul fait que deux particules issues de la désintégration d'un photon puissent rester corrélés entre elles aussi longtemps que possible: mais ça explique aussi aussi l'étrange expérience de Wheeler qui est évoquée plus haut.
Sinon si on tente d'expliquer cela par les outils dont dispose la physique macroscopique et uniquement par la rationalité et la relation de cause à effet, on en arrive inévitablement et littéralement à se faire des noeuds dans le cerveau...
Le problème avec ces théories fort esthétiques au demeurant -tout comme celle d'Alan Guth avec les "univers de poche"- est qu'elles sont impossibles avec les outils dont on dispose à prouver et à vérifier expérimentalement. Du moins pour le moment

[chaverondier]

si on tente d'expliquer cela par les outils dont dispose la physique macroscopique et uniquement par la rationalité et la relation de cause à effet, on en arrive inévitablement et littéralement à se faire des noeuds dans le cerveau...

Seulement (à mon sens) si on n'a pas compris le rôle joué par la notion d'état macroscopique (et traces du passé et enregistrement irréversible d'information et absence de traces du futur qui en découlent) dans tout ce qui concerne les asymétries temporelles (dont le principe de causalité).