monde quantique vs monde classique

[invite5e6af660]

http://abonnes.lemonde.fr/disparitio...8786_3382.html

Cette théorie de l’infiniment petit, façonnée dans les années 1920, suscite en effet dès le début des débats philosophiques homériques, notamment entre Albert Einstein et Niels Bohr. Le premier ne croyant pas par exemple l’idée, défendue par le second, que le monde classique et le monde quantique sont séparés.

ce qui sépare le monde quantique du monde classique n'est-ce pas la décohérence quantique, soit l'effondrement de l'espace probabilistique qu'ouvre toute volonté de connaitre le monde quantique avant de le mesurer(classiquement)

soit que le monde classique dit il y a une pièce de monnaie, on la jette elle tourne en l'air, tombe et s'équilibre sur une face, la face ne pouvant-être connue

et le monde quantique dit l'on ne peu pas connaitre l'état de la pièce tant qu'elle est en l'air, mais l'on peux affirmer qu'elle est pilface lorsqu'elle est en l'air et qu'au final l'on est sur qu'elle seras sur une de des deux faces (peut importe laquelle, l'important est que l'état soit)

n'y a-t-il qu'une différence de forme, d'analyse entre ces deux mondes... le premier posant un déterminisme chaotique et une vue du mouvement aléatoire de la pièce... l'autre n'ayant pas accès a la pièce, le réduit à son connaissable, à son expression probabilistique où le mouvement est sa cohérence, et l'effondrement de ce monde quantique : sa mesure. l'équilibre de la pièce sur une face...

mais l'une comme l'autre ne sont pas capable de prédire sur quel face la pièce vas s'équilibrer...

ou est la dichotomie réelle ?? (réelle: expérimentable)
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[Matmat]

Cette théorie de l’infiniment petit, façonnée dans les années 1920, suscite en effet dès le début des débats philosophiques homériques, notamment entre Albert Einstein et Niels Bohr. Le premier ne croyant pas par exemple l’idée, défendue par le second, que le monde classique et le monde quantique sont séparés.

"Bonjour Albert , ce matin j'ai eu une bonne idée , il y a deux mondes séparés : le classique et le quantique"
"Ah non Monsieur ! Çà c'est pas possible , ça va contre mes convictions ! "

[invite5e6af660]

conviction des uns contre certitudes des autres, 0-0 au tableau d'affichage...

[Matmat]

1-1 à Einstein et Bohr pour leur débats et idées enrichissantes pour la suite ( Bell , aspect ) et 0 au journaliste du monde

[A voir en vidéo sur Futura]

[sunyata]

Se pourrait-il que notre monde classique soit une propriété collective donc émergente du monde quantique ? N'est-ce pas ce que suggère la théorie de la décohérence ?







Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Se pourrait-il que notre monde classique soit une propriété collective donc émergente du monde quantique ? N'est-ce pas ce que suggère la théorie de la décohérence ?

Si, on peut le voir comme ça.

A noter que la limite classique de la mécanique quantique n'est pas un problème simple et ne se limite pas à la décohérence (*).

(*) il faut prendre aussi en compte (ces points sont loin d'être indépendants les uns des autres) :
1) la limite géométrique, analogue à ce qu'on a avec l'optique géométrique
2) la limite due à la petitesse de la constante de Planck.
3) les phénomènes statistiques (loi des grands nombres)
4) quelques trucs de ci de là, comme le concept de trajectoire bien définie qui peut être valide même sans faire intervenir la réduction de la fonction d'onde ou la décohérence
5) l'interprétation qui vient mettre son grain de sel

Les points 1 et 3, tout comme la décohérence, peuvent certainement s'assimiler à un phénomène d'émergence (au moins au sens habituel de ce terme).

[Bergur2]

Oui, je pense que vous avez raison on peut voir ça comme ça

Ce qui la rend déroutante, et totalement contre intuitives, c’est que la physique quantique ne semble pas en accord avec les notions, y compris les plus évidentes, sur lesquelles nous nous appuyons dans notre vie courante (position, trajectoire, temps etc.)

Pourtant on constate que :


1-La physique quantique repose sur une modélisation mathématique totalement déconnectée de notre réalité.

2-Les prédictions que donne cette modélisation mathématique n’ont jamais été mises en défaut.

3-À tel point que la plupart des objets modernes que nous utilisons, ordinateurs, smartphones, télévision, et maintenant éclairage (LED) sont le résultat des prédictions de cette modélisation mathématique qu’est la physique quantique.

4- Personne ne comprend réellement la physique quantique autrement qu'en termes d'équations, personne n’arrive à faire le lien entre ce qu'expriment ces équations et les concepts qui nous semblent les plus évidents dans la vie courante et donc personne n’est capable de l’expliquer en langage de tous les jours. (Et ça c'est pas moi qui le dit, mais les gens dont la MQ est le métier)

Remarque : Mais, est-ce si paradoxal que cela ?


Si la plus petite unité participant à la génération de la pensée est le neurone, bien qu’elle soit très petite, cette unité appartient au monde macroscopique et chaque unité est composée de milliards d’atomes. Il ne me semble donc pas si étonnant que cela qu’il existe une logique physique à l’échelle quantique non appréhendable par ces combinaisons d’unité de base de la pensée que sont les macroscopiques neurones .
(Pour prendre une image, la logique physique qui régit le comportement des briques qui composent une maison, n’est pas la même que celle du sable qui compose ces briques, lorsqu’on étudie le comportement du sable dans un sablier… et nous on ne peut voir que les briques…)
La conséquence de tout cela est qu’il est probablement vain de chercher à décrire le monde quantique (le sable…) à l’aide de nos images mentales habituelles (les briques…).

Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Je serais un peu plus modéré sur ces remarques.

1-La physique quantique repose sur une modélisation mathématique totalement déconnectée de notre réalité.

Attention car cette modélisation mathématique n'est pas tombée du ciel avec l'énorme coup de chance qu'elle s'est avérée marcher. Il y a bel et bien une base expérimentale (et donc une adéquation avec notre réalité).
Par exemple l'observation du caractère ondulatoire, donc du principe de superposition et donc de la modélisation des états par un espace vectoriel. Ou l'analyse par Heisenberg des propriétés des spectres en liaisons avec l'énergie et la quantité de mouvement, qui a conduit aux relations de non commutation des observables.

La seule chose que l'on peut dire c'est qu'en un siècle on a bien mis en forme cette base mathématique, on l'a épurée et décrite de manière très formelle. Cela lui donne une apparence de déconnexion avec la réalité mais c'est justement juste une apparence.

Dans ce domaine, insister plus sur la construction historique dans les cours aurait probablement un intérêt épistémologique et pédagogique.

4- Personne ne comprend réellement la physique quantique autrement qu'en termes d'équations, personne n’arrive à faire le lien entre ce qu'expriment ces équations et les concepts qui nous semblent les plus évidents dans la vie courante et donc personne n’est capable de l’expliquer en langage de tous les jours. (Et ça c'est pas moi qui le dit, mais les gens dont la MQ est le métier)

On a quand même énormément progressé depuis l'école de Copenhague, l'approche dite "naïve" d'Einstein ou le "shut up and calculate" de Feynman.
Ici :
http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII
J'ai récapitulé les principales interprétations et j'ai tenté une synthèse en prenant ce qu'il y a de "meilleur". En particulier en construisant une analyse relationnelle de l'interprétation des états relatifs, sans introduire une ontologie supplémentaire (les mondes multiples pour ne pas les nommer). Ca marche plutôt bien, même s'il y a encore quelque brumes.

(EDIT dans le tome VI, j'étudie la décohérence, la mécanique bohmienne et quelques théorèmes "no go" utiles)

J'ai aussi écrit un article extrêmement technique sur la décohérence et le lien entre quantique et classique, mais je ne l'ai pas encore uploadé (quelques difficultés à cause de sa taille !).

Pour le reste, aucune objection, en particulier sur ta conclusion avec le sable et les briques. Je suis même entièrement d'accord. Il faut se forger des concepts qui nécessitent forcément un langage adapté pour être formulé et les équations (avec leur lien expérimental) offrent cela. Mais ça reste difficile. Je ne crois pas que l'on puisse avoir une interprétation à la fois simple à comprendre, sans "bizarreries" difficiles à avaler et sans défaut.

[Bergur2]

Oui bien sûr, tu as raison et ma remarque sur ce point était bien incomplète... On peut même dire que tout est parti des expériences.

C’est même quelque chose d’incroyable et fascinant que des cerveaux humains mis en réseaux (au sens de collaborant les uns avec les autres), en s’appuyant uniquement sur l’expérience et l’outil mathématique aient pu développer une théorie (ou un modèle ?) si puissante dans son pouvoir prédictif et pourtant tellement éloignée des concepts qui font notre quotidienne perception de l’univers.

Je ne manquerai pas de lire tes articles.

D’ailleurs au sujet de cette fascinante relation entre les mathématiques, le monde physique, et le cerveau humain, je me suis amusé à écrire un roman à suspens, qui semble plaire aux personnes s’intéressant à ces question.

Cela s’appelle : « L’Etonnant Modèle de Goebius » (on peut le trouver avec description et résumé en tapant le titre dans un moteur de recherches).

Les propriétés émergentes y jouent leur rôle, et c’est d’ailleurs la remarque de Sunyata à ce sujet et ta réponse qui m’ont conduit à prendre part à la discussion.

[Deedee81]

Sympa. Merci de l'info.
si je le vois chez mon fournisseur habituel, je le prendrai

[invitedb5bdc8a]

Est-ce que le problème d'interprétation de la mécanique quantique n'est pas au fond le résultat des fondements de la physique ?
En effet, la science physique repose sur quelques principes simples et l'un deux est la vérification expérimentale par la mesure. Or il y a une infinité de théories mathématiques qui sont équivalentes à l'expression actuelle de la mécanique quantique et qui donneront des résultats qui ne pourront pas être discriminés par des expériences compte tenu des limitations liées à la mesure. en plus la mécanique quantique introduit des limitations quasi définitive sur les distances et les temps dans la précision de ces mesures. La manière usuelle de choisir entre toutes les théories prédictives est de sélectionner la plus simple en appliquant le principe du rasoir d'Occam. Mais rien ne dit que la plus simple de ce point de vue là est la plus "explicative". Ainsi se fonder sur l'expression mathématique de la mécanique quantique pour essayer d'en faire une interprétation risque de fausser l'intuition.
Ce n'est pas parce que "ça marche" en faisant les calculs comme ça que ces calcules reflètent réellement ce qui se passe (la carte et le territoire).
On pourrait par exemple établir une mathématique discrète fondée sur des suites et des séries, qui serait nettement moins utilisable que l'expression actuelle de la mécanique quantique mais tout autant valide du point de vue expérimental (puisque équivalente au sens mathématique à quelques écarts non mesurables près). Et cette théorie serait peut être plus facilement interprétable.

[Deedee81]

Salut,

Est-ce que le problème d'interprétation de la mécanique quantique
[...]

J'ai compris et je suis d'accord avec tout ça, mais, en quoi est-ce un "problème" ?

On pourrait par exemple établir une mathématique discrète fondée sur des suites et des séries, qui serait nettement moins utilisable que l'expression actuelle de la mécanique quantique mais tout autant valide du point de vue expérimental (puisque équivalente au sens mathématique à quelques écarts non mesurables près). Et cette théorie serait peut être plus facilement interprétable.

Pour moi, cette façon de faire est juste une interprétation de plus

D'ailleurs, ce que tu proposes me semble exister, c'est la formulation matricielle de la mécanique quantique (historiquement c'est même la première formulation, de Heisenberg. Son équivalence mathématique avec le formalisme de Schrödinger fut démontré après, par Dirac si je ne me trompe).

[invitedb5bdc8a]

J'ai compris et je suis d'accord avec tout ça, mais, en quoi est-ce un "problème"

Au sens où l'on attend une seule réalité et donc une seule interprétation de la "signification" de nos équations.
Visiblement, le sujet agite suffisamment le monde des physiciens depuis des dizaines d'années pour se voir qualifier de "problème".
En fait notre imagination est très limitée et cette limite nous fait bien souvent faire l'erreur de logique suivante: je ne vois rien d'autre , donc c'est juste.
Certaines expériences majeures sont venues d'abord perturber notre "intuition" et dans un deuxième temps viennent stimuler notre imagination.
Si on prend le cas de la mécanique quantique, l'interprétation dite de Copenhague est fortement influencée par le choix de la forme de la théorie. Or si je prends d'autres exemple en physique, l'évolution du nombre de molécules dans un récipient sous pression qu'on vient d'ouvrir et le suivi de la désintégration d'un grand nombre d'atomes instables suivent toutes deux la même loi mathématique en exponentielle décroissante, mais n'ont pas la même réalité physique. Si on s'arrête à l'expression mathématique pour tenter de "comprendre" la réalité sous jacente, on a toutes les chances de passer à côté.
Et la réalité dans ces deux cas n'est pas décrite par une exponentielle décroissante, puisque quand on arrive à un petit nombre d'atome, l'utilisation de nombre réel et de fonction n'est plus adapté. La réalité mathématique correcte est plutôt sous forme de suite discrète (et heureusement qui converge vers une exponentielle continue pour les grands nombres).

La mécanique quantique fait usage de nombres réels et de fonctions d'ondes qui sont continues dans le temps et l'espace, et dans le même temps révèle l'existence d'échelles de temps et d'espace presque discrètes. Il y a là presque une contradiction.

[Deedee81]

Au sens où l'on attend une seule réalité et donc une seule interprétation de la "signification" de nos équations.

Justement, ça apporte une information très importante sur cette réalité.
Il faut prendre la peine d'examiner dans les interprétations (toutes !!!!) :
- qu'est-ce qui est commun
- qu'est-ce qui est différent, et qu'est-ce que cela nous apprend
- qu'est-ce qui pourrait n'être qu'un artefact de la manière d'interpréter

C'est extrêmement enrichissant je trouve. C'est un travail que j'ai fait il y a longtemps.
Voir ici :
http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII

Et si ça t'intéresse vraiment, je conseille fortement le tome VI qui contient les théorèmes non go, la décohérence (et accessoirement la mécanique bohmienne).
Voire les autres tomes si tu ne maitrises pas la MQ.

Visiblement, le sujet agite suffisamment le monde des physiciens depuis des dizaines d'années pour se voir qualifier de "problème".

Oh non, pas du tout. Ca n'agite que quelques physiciens et beaucoup de médias (de vulgarisation)... et moi

En fait notre imagination est très limitée

Ca c'est bien vrai. Je dois bien l'avoir déjà dit une dizaine de fois sur Futura en citant Shakespeare

et cette limite nous fait bien souvent faire l'erreur de logique suivante: je ne vois rien d'autre , donc c'est juste.
[...]

C'est effectivement une faute et je suis dans l'obligation assez triste de dire que c'est vrai.
Mais j'ai souvent eut l'impression que cette erreur avait plutôt une origine liée aux préjugés philosophiques.
Je peux me tromper, évidemment, car c'est assez difficile d'en juger.

Désolé, je dois partir, à demain.

[invitedb5bdc8a]

C'est un travail que j'ai fait il y a longtemps.
Voir ici :
http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII

Et si ça t'intéresse vraiment, je conseille fortement le tome VI qui contient les théorèmes non go, la décohérence (et accessoirement la mécanique bohmienne).
Voire les autres tomes si tu ne maitrises pas la MQ.

c'est super intéressant ! merci. J'aime beaucoup cette approche en vue globale. Quant à "maitriser" la MQ, je crois bien que ce ne sera jamais le cas

[Deedee81]

Salut,

Quant à "maitriser" la MQ, je crois bien que ce ne sera jamais le cas

C'est tellement vaste qu'il est certainment difficile de devenir un "expert".
Ceci dit, les bases elles-mêmes (*) ne sont pas si difficiles et c'est certainement suffisant pour discuter des fondations et des interprétations.
Par contre, même résoudre l'équation de Schrödinger pour l'hydrogène, quand on ne l'a jamais vu, c'est franchement dur (enfin, moi je trouve).

(*) expériences fondatrices, espaces d'états, amplitudes, opérateurs et valeurs propres, etc....

[invited5c73a32]

Tout est une question de séparation finalement.
Dans le monde classique, une onde et une particule se séparent.
Dans le monde classique, deux particules se séparent.
Y aurait-il plus d'amour dans le monde quantique ?

[Bergur2]

Ce n'est pas parce que "ça marche" en faisant les calculs comme ça que ces calcules reflètent réellement ce qui se passe (la carte et le territoire).

Les physiciens pensent-ils vraiment accéder à la réalité des choses… ?
Il me semble que non. Si l’on en croit Feynman (que je paraphrase plus ou moins, de mémoire) si on compare l’univers à un jeu d’échecs, on ne peut qu’espérer, après de longues observations et tentatives de description, arriver à comprendre les règles du jeu, c’est-à-dire comment se déplacent certains pions, les relations qu’il y a entre eux, mais on ne peut probablement pas réellement espérer comprendre ce que sont les pions, et il n’est même pas sûr que nous arrivions un jour à comprendre la totalité des règles du jeu.

Dans ces conditions, de même qu’on définit de manière mathématique ce que sont des isomorphismes entre ensembles (par exemple l’isomorphisme entre les vecteurs géométriques de notre espace usuel et RXRxR), ne peut-on pas considérer qu’il existe une sorte d"’isomorphisme" entre les mathématiques, munis des axiomes adéquats, et les lois physiques notre univers ?

Il me semble que, les mathématiques ne nous donnent accès qu’à des "structures" (présentes dans l’univers), mais c’est déjà beaucoup.
(D’ailleurs,des structures identiques sont parfois présentes dans des domaines naturels différents qui peuvent s’exprimer par les mêmes équations. Exemple classique parmi beaucoup d’autres: oscillateurs mécaniques et électrique)

Et ça a permis aux primates que nous sommes de réaliser beaucoup de choses pour composer avec, se protéger de, voire dominer la nature. (Malheureusement pas toujours pour le meilleur…)

Alors rêvons un peu, (et poussons le bouchon un peu loin…), si dans nos cerveau nous avons pu appréhender grâce aux liens entre mathématiques et physiques, des choses auxquelles les primates que nous sommes nous n’aurions jamais pu avoir accès normalement (comportement atomique, composition des étoiles, comportement des particules etc.), c’est peut-être qu’il existe entre l’univers dans lequel nous sommes plongés, et le cerveau humain, (ou plutôt les cerveaux humains mis en réseau), un « isomorphisme », et chaque génération qui passe ajoute sa contribution à révéler cet isomorphisme.
Je sais, avec ce dernier paragraphe on est plus dans la physique, mais ça me fait rêver…

PS : j’ai commencé à parcourir l’ouvrage (l’œuvre ?) de Deedee81, c’est étonnant et passionnant…

[Deedee81]

Les physiciens pensent-ils vraiment accéder à la réalité des choses… ?
Il me semble que non.

Je suis d'accord.

Personnellement, je crois que (le terme est approprié, c'est une croyance à caractère philosophique) :
- (1) il existe une réalité indépendante
- nous n'avons aucun moyen d'en avoir une description exacte
- (2) les expériences (et leur modélisation) nous donnent certaines informations sur cette réalité (les règles du jeu de Feynman)

La grande question est de savoir si (1) et (2) sont différents. Mais c'est plus une question de philosophie qu'une question de physique qui pour des raisons évidentes se limite à (2) (on ne peut rien faire ni déduire de quelque chose qui, par définition, nous est inaccessible même indirectement).

[invitedb5bdc8a]

Il est clair que nous sommes dans la caverne de Platon. Mais ce qui est étonnant en se référant à l'histoire des sciences, c'est qu'au travers des ombres projetées sur le mur de cette caverne nous avons tout de même accès à une vision presque complète du monde extérieur, pas la seule force du de l'imagination, raisonnement, et de l'expérience. Quand on voit les "conséquences" des théories des cordes et les conclusions qu'elles permettraient de tirer sur l'extérieur de notre univers, ça reste étonnant et passionnant (bien sur on n'en est pas encore là vu que cette théorie n'est pas aboutie).
Pour revenir au lien mentionné entre mathématiques et physique, n'oublions pas que la physique a finit par aboutir a une conception de l'information qui la rend inhérente à notre monde et pratiquement matérielle. Ainsi, il ne faut pas oublier que les mathématiques que nous pratiquons sont également soumises aux lois de notre univers, comme toute autre "information". Cela permet de plus facilement conceptualiser le fait qu'il semble y avoir une bonne adéquation entre maths et physique ! Mais ça nous emmène plus du côté philosophique que purement scientifique.

[invited5c73a32]

n'oublions pas que la physique a finit par aboutir a une conception de l'information qui la rend inhérente à notre monde et pratiquement matérielle.

Bonjour,
Qu'entendez-vous par "matérielle" ?

[invitedb5bdc8a]

Que l'information est nécessairement liée à une forme de support (photon par exemple) et suit au moins une loi de l'univers au travers d'une vitesse limite.
En outre l'information a un rôle actif dans le cadre de la "mesure" en mécanique quantique en agissant sur le résultat de l'expérience. De purement virtuelle, l'information a acquis une composante tangible.

[invited5c73a32]

Oui d'accord.
Toute acquisition d'information a forcément un "coût" énergétique.

[sunyata]

Bonsoir,

Du point de vue cosmologique la décohérence n'est pas satisfaisante puisqu'elle ne peut expliquer le passage de l'état quantique à l'état classique. Au moment de la singularité,
qu'est-ce qui joue le rôle de l'environnement, si l'univers se trouve dans un état quantique, et qu'il n'y a pas d'environnement classique pré-existant ?
De ce point de vue, le rôle joué par l'environnement n'est pas plus satisfaisant que le rôle joué par l'observateur, c'est ce qui aurait conduit Everett à poser l'hypothèse
que toutes les mesures possibles se réalisent sans qu'il y ait effondrement de la fonction d'onde.

Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

Du point de vue cosmologique la décohérence n'est pas satisfaisante puisqu'elle ne peut expliquer le passage de l'état quantique à l'état classique. Au moment de la singularité,
qu'est-ce qui joue le rôle de l'environnement, si l'univers se trouve dans un état quantique, et qu'il n'y a pas d'environnement classique pré-existant ?
De ce point de vue, le rôle joué par l'environnement n'est pas plus satisfaisant que le rôle joué par l'observateur, c'est ce qui aurait conduit Everett à poser l'hypothèse
que toutes les mesures possibles se réalisent sans qu'il y ait effondrement de la fonction d'onde.

Tout à fait d'accord. Ceci dit, la cosmologique quantique c'est tout de même un sujet hautement spéculatif (bien qu'extrêmement intéressant, je dois bien avoir lu une cinquantaine d'articles sur la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, appliqué à l'univers. Il y a des articles extrêmement passionnant, notamment ceux écrit par Jacobson, un des maîtres du genre).

[inviteded9355b]

Du point de vue cosmologique la décohérence n'est pas satisfaisante puisqu'elle ne peut expliquer le passage de l'état quantique à l'état classique. Au moment de la singularité,
qu'est-ce qui joue le rôle de l'environnement, si l'univers se trouve dans un état quantique, et qu'il n'y a pas d'environnement classique pré-existant ?
De ce point de vue, le rôle joué par l'environnement n'est pas plus satisfaisant que le rôle joué par l'observateur, c'est ce qui aurait conduit Everett à poser l'hypothèse
que toutes les mesures possibles se réalisent sans qu'il y ait effondrement de la fonction d'onde.

Tout d'abord, quand on parle de singularité initiale, ça ne signifie absolument pas "l'Univers est réduit à un seul objet qui ne peut interagir avec rien". Une singularité, c'est une région de l'espace - dont la taille et le contenu peuvent varier (ou être indéterminable) - où les équations de la physique font apparaître des "infinis".

Ensuite, la décohérence n'a pas besoin d'un "environnement classique" pour se produire. (cf. https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A...coh.C3.A9rence).

Enfin, l'interprétation d'Everett étant largement antérieure à la théorie de la décohérence, on peut dire sans trop de risque de se tromper qu'elle n'est pas née d'éventuelles lacunes de celle-ci.

PS : les spéculations, c'est bien joli, mais à partir d'un certain point ça s'appelle autrement.