MQ, indéterminisme, démon de laplace et relativité restreinte

[invite8bc7cacf]

Bonjour,

Voila, je voudrai réaliser un dossier sur l'indéterminisme.

Mon plan est en gros basé sur l'évolution de la notion de déterminisme dans l'histoire. Et j'ai trouvé qu'on pouvait réfuter le démon de Laplace (qui est quand même l'un des principaux argument "mécaniste" en faveur du déterminisme) sans même faire recours à la physique quantique.

En effet, pour qui à déjà entendu parler un minimum de relativité restreinte, il parait impossible de considérer l'univers et ses objets dans sa globalité et dans un cadre absolu; a moins de se placer en dehors de celui-ci (ce qui est quand même un peut "dérangeant" et qui de toute façon ne fait pas partit de l'expérience de pensée originale).

Donc je voudrai avoir votre avis la dessus par ce que je n'ai rien trouvé qui faisait mention de ça. Et je me doute donc qu'il y a un truc qui va pas dans mon raisonnement.

D'autre par en m'adressant aux personne qui sont informer la dessus, je voudrais savoir ce qui se passe pour les théorie à variable cachés (les dernières expériences et tout) et si on peut dors et déjà entérer le déterminisme avec elles.

Ensuite, je voudrai savoir si un déterminisme peut subsister mème sans théories à variable cachés.

Merci d'avance pour votre aide (et si je m'mbrouille dans mes idées ce qui est fort probable, n'hésiter pas a me le dire)
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[invite8bc7cacf]

Personne ne peut m'aider?

[invite93279690]

Personne ne peut m'aider?

Salut,

Tout d'abord je m'interroge sur ce que tu cherches réellement à faire.

Plus qu'un dossier documenté sur le déterminisme concernant son importance dans la physique d'aujourd'hui ou éventuellement si le sens qui lui est accordé a subi une dérive au cours des années, on a plus l'impression que tu as déjà une idée toute faite sur la question et souhaite trouver le plus d'arguments en ta faveur pour l'exposer ensuite.

Je dirais plusieurs choses (mais ce n'est que mon opinion) :

Le déterminisme n'est pas près d'être enterré selon moi puisque :

-D'une part son sens est un peu plus souple aujourd'hui et n'est pas tant que ça en contradiction avec la mécanique quantique

-Pour continuer dans ce sens, un état en mécanique quantique peut être caractérisé de façon unique par la donnée d'un certain nombre de valeurs (et de ce fait est bien déterminé au cas où tu donnerais ce sens à déterministe). Ces dernières sont mesurables avec une précision a priori sans limite. Ce qu'il se passe c'est juste que certaines quantités considérées simultanément ne permettent finalement pas de caractériser un système quantique et la position et la vitesse en font partie (ceci est dû à la nature onde-particule de la matière qui nous entoure).

-Pour enfoncer le clou, l'équation d'évolution d'un état en mécanique quantique est tout à fait déterministe : si l'on connait l'état d''un système à l'instant donné alors on connait exactement son état à un instant t ultérieur.

-La mécanique quantique est aussi une affaire d'échelle et le fait que les lois ne soient pas tout à fait les mêmes à l'échelle microscopique ne nous permet pas, selon moi, d'oublier les équations déterministes classiques que l'on connait pour les corps rigides macroscopiques.

Pour conclure je dirai qu'il faut faire attention à ne pas confondre déterminisme et imprédictabilité ce que tu as tendence à faire je crois.
Par ailleurs je n'ai pas compris ton argument sur un cadre absolu dans lequel envisager l'univers...si tu pouvais m'en dire un peu plus svp.

[Pio2001]

Bonjour Boulzor,

je voudrais savoir ce qui se passe pour les théorie à variable cachés (les dernières expériences et tout) et si on peut dors et déjà entérer le déterminisme avec elles.

Peut-on enterrer le déterminisme aujourd'hui ? C'est une question controversée.

Gatsu a parlé du déterminisme en mécanique quantique. Mais il n'y a pas que du déterminisme. Il y a aussi de l'indéterminisme. Il y a ce "Dieu qui joue aux dés", toujours là, et par lequel on est obligés de passer pour faire le lien entre les équations déterministes et ce qu'on observe dans les expériences et partout autour de nous.

Tu peux considérer que variables cachées est synonyme de déterminisme. Les variables cachées, si elles existent, sont là pour "boucher le trou" et rendre la totalité de la MQ déterministe.

Actuellement, on sait qu'elles sont incompatibles avec la "localité einsteinienne réaliste", c'est-à-dire avec l'impossibilité de dépasser la vitesse de la lumière et le fait que le monde qui nous entoure soit réel. C'est le théorème de Bell appliqué aux expériences EPR.
Plus précisément "si deux régions d'espace-temps A et B sont séparées par un intervalle du genre espace (i.e. il faudrait dépasser la vitesse de la lumière pour aller de l'une à l'autre), alors rien de ce qui est fait en A ne peut avoir d'effet en B et réciproquement".
La nuance est importante : en remontant le temps, on pourrait depuis A faire de l'effet en B sans dépasser la vitesse de la lumière. C'est la seconde définition, qui est incompatible avec les variables cachées.

Exemple d'interprétation à variables cachées sans localité einsteinienne : en autorisant les relations de cause à effet à aller vers le passé (interprétatiuon transactionnelle de Cramer).

On dit aussi de l'interprétation des mondes multiples, d'Everett, qu'elle est déterministe. Par contre, elle est sans variables cachées. C'est un peu spécial : tous les résultats de mesure, normalement aléatoires, y sont simultanément obtenus.

Une expérience récente a également, je crois bien, montré, grâce au théorème de Kochen-Specker, que si des variables cachées existent, alors elles doivent être contextuelles. C'est-à-dire que leur valeur n'est pas entièrement portée par la particule qu'on mesure, mais doit nécessairement dépendre aussi de la façon dont on la mesure.

Ensuite, je voudrai savoir si un déterminisme peut subsister mème sans théories à variable cachés.

Le seul exemple qui me vient à l'esprit est l'interprétation des mondes multiples. Très difficile à bien comprendre : la notion d'individu n'y a plus de sens. Notre conscience y est multiple et se divise à chaque instant en une miryade de sous-consciences individuelles qui pensent chacune quelque chose de différent, et ne peuvent pas avoir conscience de l'existence des autres.

Cela montre bien pourquoi la question est controversée : il n'y a aucune base scientifique à ces hypothèses de consciences multiples, ou d'effet se propageant vers le passé.
Mais d'un autre côté, il peut paraître absurde d'imaginer que certains évenements puissent se produire sans cause. Remarque, il y en a que cela ne choque pas : après tout, il n'y a qu'à déclarer cet évenement comme nouvelle loi de la nature, et le tour est joué.

C'est donc devenu, en l'état actuel de la science, une question philosophique. Elle redeviendra peut-être à l'avenir une question scientifique, tout au moins pour ce qui concerne l'indéterminisme propre à la mécanique quantique, quand on aura formulé une théorie prédictive qui permettrait, par une exéprience, de trancher la question.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9cd736bc]

Il me semble intéressant de remarquer que les micro-états quantiques n'ont pas d'existence en eux-mêmes, et par eux-mêmes. Leur existence est tributaire d'une opération de Géneration de micro-états dépendant d'installations expérimentales, et la mesure des micro-états dépend d'instruments de mesure. En dehors de ces dispositifs techniques de génération et de mesure, ces micro-états n'ont pas d'existence propre indépendante. De plus chaque mesure, annihile le micro-état. En toute rigueur, nous ne pouvons être certains de produire des micro-états parfaitement similaires, chaque micro-état devrait en toute rigueur être indexé de façon unique : Me1, Me2, Me3...Mais si nous faisions cela, nous ne pourrions en déduire aucune généralisation.
Ceci nous montre que l'aspect probabiliste de la physique quantique est "primordial"dans le sens ou rien ne transpire avant la génération du micro-état, ni après l'opération de mesure, car la mesure détruit le micro-état.
Le problème du déterminisme consiste à imaginer un petit Démon de Laplace, connaissant parfaitement les lois de la nature, et les conditions initiales, ayant présidées à la création de l'univers, on se dit que si ces 2 conditions étaient réunies, le petit démon de Laplace connaîtrait sans ambiguïté le devenir de l'univers, ses tenants et aboutissant.
Or cette position philosophique, suppose l'existence d'un observateur extérieur parfaitement objectif, n'appartenant pas à l'univers, et n'ayant aucun effet sur lui.
Cette condition de parfaite objectivité n'est réalisée dans aucune expérience scientifique.Car toute mesure affecte l'entité mesurée.
Ce fait se traduit par des conditions chaotiques, aux échelles classiques ( Existence d'une incertitude non-nulle des conditions initiales), pour certaines catégories de phénomènes, et se traduit par une indétermination aux échelles quantiques.
De ce point de vue, le problème du déterminisme, est absurde, puisqu'il postule par Imagination les termes d'un problème, qui ne peuvent se poser dans la réalité concrète, et encore moins de manière scientifique.
Le déterminisme est donc un acte de foi. Malgré notre impossibilité
de connaître avec une parfaite objectivité, nous pouvons toujours penser que tout est écrits, et parfaitement déterminé, que notre réflexion était elle aussi pré-déterminée, ceci nous conduits à une mise en abîme, et conduit la réflexion à une régression à l'infinie, frappée d'in-complétude.
Pour essayer de dire quelque-chose de parfaitement objectif, il faudrait s'extraire du problème logique de l'auto-référence, mais c'est impossible, je peux toujours en rajouter, et faire un commentaire au sujet du commentaire, sans épuiser l'information, et donc sans avoir atteint une totale objectivité.
Le comble de cette forme d'in-complétude, est que plus on se rapproche du but, plus on s'en éloigne...

(Avertissement au public : Il n'est fait nullement ici référence à l'incomplétude de Gödel qui statut sur des problèmes d'arithmétique. Tout ressemblance n'est que pure coïncidence, pour tout problème relatif à Mr. Gödel, veuillez-vous référer aux autorites légitimes.)

[Pio2001]

Le problème du déterminisme consiste à imaginer un petit Démon de Laplace, connaissant parfaitement les lois de la nature, et les conditions initiales, ayant présidées à la création de l'univers, on se dit que si ces 2 conditions étaient réunies, le petit démon de Laplace connaîtrait sans ambiguïté le devenir de l'univers, ses tenants et aboutissant.
Or cette position philosophique, suppose l'existence d'un observateur extérieur parfaitement objectif, n'appartenant pas à l'univers, et n'ayant aucun effet sur lui.

Ce n'est pas ainsi que je vois le problème du déterminisme. L'argument est correct : on ne pourra jamais connaître avec une précision infinie les conditions initiales ou actuelles dans lesquelles se trouvent l'univers. Mais en quoi cela signifie-t-il que l'univers est non-déterministe ? En rien. Le déterminisme absolu se manifeste alors par le fait qu'il n'existe aucune limite à notre connaissance ou à notre prédictivité. Elle ne peut pas être infinie, d'accord, mais elle peut croître indéfiniment, ce qui revient à affirmer que l'univers est déterministe.

Cette condition de parfaite objectivité n'est réalisée dans aucune expérience scientifique.Car toute mesure affecte l'entité mesurée.
Ce fait se traduit par des conditions chaotiques, aux échelles classiques ( Existence d'une incertitude non-nulle des conditions initiales), pour certaines catégories de phénomènes, et se traduit par une indétermination aux échelles quantiques.

Là, je ne suis pas d'accord. La mécanique quantique se distingue radicalement de l'indéterminisme "de principe", qui se base sur l'impossibilité d'acquérir une information infinie, en introduisant un indéterminisme "de fait", qui pose une limite infranchissable à l'information disponible. Limite que l'on peut atteindre très facilement en laboratoire.

Dans un indéterminisme "de principe", quand on ne sait pas prévoir un résultat, il est toujours possible à quelqu'un d'autre d'acquérir l'information manquante et de faire la prédiction.
Dans l'indéterminisme de la MQ, nul ne peut prévoir le résultat d'une mesure. Aucune loi ne peut la prévoir.

Malgré notre impossibilité
de connaître avec une parfaite objectivité, nous pouvons toujours penser que tout est écrits, et parfaitement déterminé, que notre réflexion était elle aussi pré-déterminée, ceci nous conduits à une mise en abîme, et conduit la réflexion à une régression à l'infinie, frappée d'in-complétude.

Cet argument est tout-à-fait différent. Il me semble bien fonctionner, mais si on l'accepte, cela me semble impliquer qu'il ne puisse exister aucune loi physique. L'univers serait défini par la liste de tous les évenements qui s'y produisent, et aucun n'obéirait à une loi particulière autre que de figurer sur ce catalogue.

Pourquoi pas ?

[invite1c0eeca8]

bsr, je vous livre ma modeste pensée

La MQ est de nature probabiliste et donc l’indéterminisme y est omniprésent. Pour cela il n’y a qu’à citer le principe d’indétermination d’Heisenberg et la fonction d’onde interprétée comme une amplitude de probabilité

Les variables cachées étaient défendues par Einstein pour s’opposer à cette théorie qui selon lui traduisait notre ignorance à un niveau encore sous-jacent.


Mais ce qui me fait réfuter le déterminisme c’est quand même les lois en physique qui font fi des infiniment petits ou qui négligent des termes d’ordres supérieurs

Les principes fondamentaux à eux seuls seraient ils capables de déterminer le futur ?

Mais alors qu’est ce qu’une particule ? … sans cesse redécouverte en sondant l’infiniment petit
Et puis l’argument crucial qui me fait réfuter l’idée selon laquelle un jour tout soit prévisible c’est …le théorème d’incomplétude en mathématique ; mathématiques sur lesquelles s’appuient notre bonne vieille physique ; théorème qui dit que toute théorie mathématique complète est nécessairement contradictoire et que toute théorie cohérente est nécessairement incomplète.

Bref c’est un peu le chat ( de Schrödinger) qui se mord la queue

[ClairEsprit]

Le déterminisme, que détermine-t-il ? S'agit-il de la réalité objective, s'agit-il seulement de l'auto-détermination d'un modèle ? Qu'est-ce que la réalité ? Qu'est-ce que le modèle ? Que vaut la validation du modèle vis-à-vis de la réalité dans le contexte expérimental ? Que saisit-elle vraiment ? Une preuve substantielle ou seulement le reflet de notre pensée dans un miroir ? On ne peut pas tenter de s'attaquer au déterminisme en faisant l'économie de l'évolution de la perception de cette notion au fil du temps, en fonction des connaissances du moment. Il s'agit bien souvent d'un combat philosophique entre des perceptions du monde différentes qui n'ont plus vraiment de fondements scientifiques et qui touchent aux notions de foi et d'idée de soi qui sont propices aux frictions verbales. Il y a un livre de Werner Heisenberg qui aborde en partie cette problématique dans une perspective historique en fonction de l'évolution de la connaissance : "Physique et philosophie".

[invite1c0eeca8]

Si la fonction du déterminisme n’est pas déterminée il est déterminant d’en déterminer la nature déterministe avec détermination

[invite9cd736bc]

Pour moi la physique moderne ne peut trancher le problème philosophique du déterminisme. D'un point de vue scientifique, il y a le problème de la mesure, qui induit une forme de relativité, d'auto-référence. D'un point vue plus philosophique, le regard du Démon de Laplace ne peut jamais être objectif, car il doit s'inclure dans l'observation, être à la fois observateur et observé ce qui génère une aporie consistant à courir après son ombre.Dans les 2 cas il y a une impossibilité de fait d'atteindre à l'objectivité absolue. La question du déterminisme est donc au pire absurde, au mieux indécidable et donc relève d'une pétition de principe.

[invite9cd736bc]

Pour que le petit démon Laplacien , puisse être à la fois, observateur, et observé, il doit donc pouvoir se situer à la fois ici, et là, et donc être non-local, et dans un état superposé (Observateur/observé).

Ainsi le comble du Démon de Laplace est qu'en tentant d'observer objectivement l'univers,il fait émerger les propriétés spécifiques de la physique quantique et donc arrive à la conclusion d'un univers probabiliste. ( Bien sûr le démon se trompe, il ne peut-être objectif ).

La physique quantique ne serait-elle pas de nature auto-référente ?

[Pio2001]

D'un point vue plus philosophique, le regard du Démon de Laplace ne peut jamais être objectif, car il doit s'inclure dans l'observation

Cela est-il si problématique que cela ? L'ensemble de Mandelbrot contient dans chaque partie de lui-même la totalité de la structure qui le compose !

[invite9cd736bc]

Cela est-il si problématique que cela ? L'ensemble de Mandelbrot contient dans chaque partie de lui-même la totalité de la structure qui le compose !

Non cela n'est pas problématique, mais l'auto-référence inhérente à toute mesure physique, impose certaines limites, infranchissables à l'information, qu'il est possible d'obtenir.

- Il y a les systèmes déterministes, pour lesquelles la puissance des appareils de mesure, est très faible par rapport à l'énergie des phénomènes mesurés, et qui ne posent pas de problèmes.

- Les phénomènes chaotiques qui ont une sensibilité très grande aux conditions initiales, et où l'incertitude sur le mesure, devient une donnée essentielle.

- Les systèmes quantiques pour lesquelles la puissance des appareils de mesure est d'un ordre se rapprochant de celle des phénomènes mesurés, ce qui engendre une indétermination, et du probable.

[invite9cd736bc]

…le théorème d’incomplétude en mathématique ; mathématiques sur lesquelles s’appuient notre bonne vieille physique ; théorème qui dit que toute théorie mathématique complète est nécessairement contradictoire et que toute théorie cohérente est nécessairement incomplète.

En physique le critère de validité est la mesure expérimentale, qui est toujours relative aux dispositifs, mis en place, en fonction des théories. En logique mathématique, le critère validité est la cohérence, et celle-ci est toujours relative à des théories, des règles de déductions, des ensembles d'axiomes, etc,... Dans les 2 cas, il y a toujours une forme d'auto-référence qui impose une forme de relativité de la connaissance.