Interprétation déterministe de la mécanique quantique

[Kiraxel]

J'ai trouvé ce fil de discussion très intéressant. Moi aussi j'ai une visualisation très "petites billes d'énergies" des photons. Mais j'avoue que de toutes façons je ne suis pas bon du tout en mécanique ondulatoire...


Je me demande si un jour, on trouvera des théories à variables cachées très complexes et avancées, qui balayeront l’interprétation de Copenhague.
Si c'est le cas, peut être pourrait on alors se passer :

- De la dualité onde-particule
- Des quantités conjuguées/ indétermination de Heisenberg
- Des mystères de l'intrication
- Du hasard quantique

On pourrait alors ré-obtenir une description déterministe, peut être très complexe, mais pour laquelle on verrait un peu plus clair pour se représenter mentalement des photons.

Parce que moi si j'essaye d'imaginer 10 photons, mais qu'en fait il faut me représenter 10 fonctions d'ondes qui évoluent dans l'espace et qui interfèrent entre elles... j'avoue ne pas y arriver.
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[pm42]

Je me demande si un jour, on trouvera des théories à variables cachées très complexes et avancées

Est ce que tu connais ça qui limite sérieusement cette possibilité ? : https://fr.wikipedia.org/wiki/Inégalités_de_Bell

- De la dualité onde-particule
- Des quantités conjuguées/ indétermination de Heisenberg
- Des mystères de l'intrication
- Du hasard quantique

Pourquoi se passerait on de ce qu'on vérifie expérimentalement avec une excellente précision ?

On pourrait alors ré-obtenir une description déterministe, peut être très complexe, mais pour laquelle on verrait un peu plus clair pour se représenter mentalement des photons.
Parce que moi si j'essaye d'imaginer 10 photons, mais qu'en fait il faut me représenter 10 fonctions d'ondes qui évoluent dans l'espace et qui interfèrent entre elles... j'avoue ne pas y arriver.

On ne fait pas des théories pour pouvoir "se représenter mentalement facilement" les choses et il y a beaucoup d'autres domaines de la physique où les choses ne sont pas intuitives. En fait, ce n'est pratiquement jamais le cas.
C'est pour ça qu'on fait ça avec des maths.

Par exemple, "pourquoi un vélo tient debout quand on roule" n'est pas du tout intuitif non plus et pourtant, on ne cherche pas une théorie qui "permettrait de se passer de X ou Y" pour remplacer la physique newtonienne (voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Dynamique_des_cycles et https://www.pourlascience.fr/sd/phys...velo-10936.php pour une idée de la complexité du vélo)

[albanxiii]

Bonjour,

Le message de Kiraxel ayant un potentiel élevé pour déboucher sur une longue discussion et n'ayant pas de rapport avec le fil de départ, j'en ai ouvert un nouveau.

albanxiii, pour la modération.

[albanxiii]

Par exemple, "pourquoi un vélo tient debout quand on roule" n'est pas du tout intuitif non plus et pourtant, on ne cherche pas une théorie qui "permettrait de se passer de X ou Y" pour remplacer la physique newtonienne (voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Dynamique_des_cycles et https://www.pourlascience.fr/sd/phys...velo-10936.php pour une idée de la complexité du vélo)

C'est dommage que tout ce qui ne comporte pas "quantique" ou "relativiste" n'intéresse pas la vulgarisation (en général).

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

C'est dommage que tout ce qui ne comporte pas "quantique" ou "relativiste" n'intéresse pas la vulgarisation (en général).

En effet. Même en quantique ou en Relativité, c'est un sous-ensemble qui revient tout le temps. L'effet tunnel ou l'effet Lense-Thirring sont largement moins présents que les discussions sur le déterminisme ou les horizons.
Je suppose que certains sujets "questionnent" plus nos à-priori mais en effet, les autres sont largement aussi intéressants et stimulants si on prend la peine d'y jeter un oeil.

[Deedee81]

Salut,

C'est dommage que tout ce qui ne comporte pas "quantique" ou "relativiste" n'intéresse pas la vulgarisation (en général).

C'est pas faux !!!!

EDIT croisement avec pm42 (m'a fallu du temps pour rédiger, surtout que je faisais d'autres choses en même temps. Comme tout bon informaticien je suis multi-tâche mais du multi-tâche séquentiel ). Les sujets qui passionnent sont souvent les plus exotiques. Mais oui je suis d'accord avec le fait que bien des choses sont passionnante dès qu'on gratte un peu.

Est ce que tu connais ça qui limite sérieusement cette possibilité ? : https://fr.wikipedia.org/wiki/Inégalités_de_Bell

J'aime toujours ajouter https://en.wikipedia.org/wiki/Kochen...pecker_theorem
Un peu moins connu. Mais les deux ensembles font de la mécanique quantique une théorie redoutable à interpréter.

Outre ce qui a été dit, quelques précisions.

Je me demande si un jour, on trouvera des théories à variables cachées très complexes et avancées, qui balayeront l’interprétation de Copenhague.

D'une part il existe déjà une théorie à variables cachées tout à fait complète, c'est la théorie de de Broglie-Bohm. Notons que cette théorie est non relativiste. L'interprétation à variables cachées de la mécanique quantique relativiste est beaucoup plus difficile et encore ouverte. Il n'est même pas sûr que ce soit possible à cause de certains résultats théoriques comme le très peu connu théorème de Malament. Celui-ci montre (en gros) que si l'on adopte les postulats relativistes et quantiques alors tout concept corpusculaire est erroné (la probabilité de trouver un corpuscule dans toute région finie est.... nulle !!!! Un résultat extrêmement surprenant et qui semble même en contradiction avec l'expérience mais comme relevé par certains auteurs, cela montre en réalité seulement que tout objet est forcément "étendu" et jamais totalement localisé dans une région donnée)

D'autre part, on a déjà dépassé l'interprétation de Copenhague depuis longtemps. Bon, d'abord, entendons-nous bien car à la base (historiquement) il y a deux interprétations :
- Tout d'abord l'interprétation instrumentale (pas toujours nommée ni reconnue comme telle). En gros c'est les postulats de la mécanique quantique + la relation mesure/probabilité donnée par la règle de Born. C'est elle est qui est (presque) toujours présentée dans les livres/cours. C'est elle qui est (presque) toujours utilisée par les expérimentateurs et théoriciens. Cette interprétation est minimaliste et pragmatique.
- Ensuite l'interprétation de Copenhague (ou ses variantes) qui est une grosse couche d'ontologie/philosophie ajouté au précédent. Comme tel, un physicien peut s'en passer. Ca intéresse plus le philosophe, l'épistémologue,.... le curieux, ou celui qui veut voir au-delà du formalisme pur et dur.

Malgré tout cette interprétation n'est pas sans défaut à cause du caractère incompatible de la réduction (selon la règle de Born) et de l'équation d'évolution et elle fait jouer à l'observateur classique (nous) un rôle particulier. Cela la rend inutilisable en gravité quantique par exemple. Elle a aussi été imaginée à une époque où la décohérence était inconnue (l'interprétation instrumentale ne pose pas de difficulté mais la couche ontologique de Copenhague si car elle présuppose l'existence de bases d'états privilégiées comme la position : on observe toujours une chaise à un endroit précis. Alors que ces bases découlent de la décohérence et donc de la mécanique quantique elle-même).

Mais on est allé bien au-delà, et il existe une dizaine d'interprétations tout à fait valables (et leurs variantes). Les théoriciens en gravité quantique utilisent par exemple souvent l'interprétation des histoires consistantes ou l'interprétation relationnelle.

Si c'est le cas, peut être pourrait on alors se passer :

- De la dualité onde-particule
- Des quantités conjuguées/ indétermination de Heisenberg
- Des mystères de l'intrication
- Du hasard quantique

Attention, la dualité onde-corpuscule est plus un principe philosophique que physique. Aucun physicien n'utilise ça, il n'en a pas besoin.
Les indéterminations de Heisenberg sont parfois utile comme guide mais leur usage précis implique de définir ce qu'on entend par "incertitude" ou "indétermination", on utilise alors habituellement une distribution gaussienne. Cela rend alors le traitement lourd et peu utile. On travaille donc plutôt avec les relations de commutation qui sont un principe de base de la mécanique quantique, elles sont liées aux quantités conjuguées au sens de la mécanique analytique. Et ça on ne peut s'en passer, c'est du b.a.ba de la physique. C'est comme si tu disais "j'aime pas les additions, on va s'en passer"

Le coté important est que la relation de commutation est non nulle mais là aussi on ne peut s'en passer sous peine d'être en totale contradiction avec l'expérience. La théorie de Bohm, par exemple.... ne s'en passe pas ! On n'a pas eut l'idée de poser [x,p] à ih juste pour faire joli !!!!

L'intrication est contre-intuitive.... mais pas si mystérieuse que ça. Au niveau théorique et expérimental, elle est bien comprise.

On pourrait alors ré-obtenir une description déterministe, peut être très complexe, mais pour laquelle on verrait un peu plus clair pour se représenter mentalement des photons.

Il y a déjà plusieurs interprétations déterministes : la théorie de Bohm, les mondes multiples, les états relatifs (moi j'aime bien cette dernière). Et certaines formes d'interprétations modales (hyper techniques, ça c'est le joujou des spécialistes de la logique quantique). Doit y en avoir d'autres auquel je ne pense pas.

Parce que moi si j'essaye d'imaginer 10 photons, mais qu'en fait il faut me représenter 10 fonctions d'ondes qui évoluent dans l'espace et qui interfèrent entre elles... j'avoue ne pas y arriver.

Heureusement que tu n'y arrives pas car c'est faux

Bon, déjà, le photon, salle bestiole relativiste, il n'existe pas de fonction d'onde dans l'espace position. Mais bon, c'est un détail technique, on peut parler de dix électrons. Et là, parler de dix fonctions d'ondes.... est faux !!! Il n'y en a qu'une qui dépend de toutes les quantités des 10 électrons, la fonction Psi étant un nombre complexe qui dépend des variables t,x1,y1,z1,x2,y2...etc (toutes les coordonnées des 10 électrons). C'est d'ailleurs un des aspects qui fait qu'une particule quantique n'est pas vraiment une onde classique !!!! (dix vagues, ça oui, tu peux avoir, le résultat est juste la somme) Et c'est d'ailleurs ça qui conduit à l'intrication.

Je l'admet, c'est encore plus compliqué à se représenter (baaaah, l'état prend des valeurs ici dans un espace à 31 dimensions, l'horreur !!!!)

Se représenter les choses est indéniablement utile. Impossible de faire de la physique sans en avoir une certaine représentation mentale. Mais cela a hélas aussi ses limites. Le monde est tel qu'il est, et on doit faire avec. Souhaiter qu'il soit "plus simple", "plus facile à se représenter", c'est un vœux pieux. Le monde se fout pas mal de ce que nous sommes capable de faire et c'est à nous de nous y plier avec notre cerveau formaté par la vie au quotidien parfois bien différente de ce qui se passe à d'autres échelles. Il faut donc forcément faire un effort d'abstraction qui en retour, quand on le maîtrise, permet d'améliorer ses représentations mentales (j'arrive aisément à penser en termes de vecteurs d'états ou à me représenter un espace à quatre dimensions.... tant que la courbure n'est pas trop tarabiscotée du moins, un tesseract par exemple c'est facile mais au-delà... !!!! bonjour mesdemoiselles les équations, venez à mon secours ).

L'exemple de ces difficultés est particulièrement bien illustré avec quelque chose d'assez simple en mathématique. On se représente facilement un espace doté de la métrique (distance) habituelle. Même avec d'autres métriques ça reste facile (comme la taxi-distance qu'on voit à l'école) même des métriques quelque peu inhabituelle. Même les espaces projectifs c'est pas difficile ou les espaces de dimension infinies complet ou non (beaucoup vont trouver ça étrange mais j'ai toujours eut plus de mal avec les espaces fibrés, allez savoir pourquoi !!!! Une petite vis qui manque quelque part dans ma caboche sans doute)

Mais si on passe aux ultramétriques https://fr.wikipedia.org/wiki/Distan...am%C3%A9trique
Quand on lit ça, ça à l'air tout à fait banal et anodin. Ben quoi ??? C'est juste une contrainte en plus sur les métriques, et alors, hein ?

Et pourtant.... Dans un espace ultramétrique, on peut avoir deux boules disjointes ou des boules emboitées.... mais jamais de boules sécantes !!!! Comment imaginer ça dans sa tête !!!! Et si on tente le coup on risque fort de mal raisonner !!! Ils mettaient d'ailleurs un avertissement sur le risque des représentations géométriques mentales dans l'Encyclopedia Universalis.

Et si notre pauvre esprit est déjà battu en brèche sur un truc aussi élémentaire.... que dire du monde réel si complexe !!!! Et donc au bas mots, dix ans d'effort (comme des études plus un doctorat plus un post doc etc...) à fournir pour tout potasser et faire beaucoup d'effort. On n'a rien sans rien comme on dit.

[Kiraxel]

Bonjour,

Oui je ne voulais pas créer un sujet de discussion sur ce thème parce que je sais que je n'en sais pas assez, mais bon... tant pis c'est fait.

Oui je connais les inégalités de Bell et les expériences d'Alain Aspect. Mais en fait... je ne comprends pas le développement théorique de Jon Bell.

J'ai même été jusqu'à chercher son papier original. A une époque je comptais même vous demander de l'aide (Sur futura-Science) pour comprendre EN PROFONDEUR son raisonnement.

Mais comme je compte demander ce livre pour mon anniversaire, je vais attendre de l'avoir lu, j'y verrais peut être plus clair;

Il parait que l'article de Bell n'est pas le plus compliqué à comprendre, mais je n'ai pas fait de hautes études mathématiques (je connais loga/exp/dérivation/intégration/équadif, mais par exemple je ne connais pas le calcul matriciel) alors j'ai un peu du mal.

Le monde est tel qu'il est, et on doit faire avec. Souhaiter qu'il soit "plus simple", "plus facile à se représenter", c'est un vœux pieux.

Là je ne suis pas d'accord avec cela. Je n'ai jamais dit que le monde devait être plus simple. D'ailleurs, je pense que fondamentalement, il est d'une complexité telle que l'humanité n'arrivera jamais à en percer tous les secrets.

Mais je pense qu'il est fondamentalement déterministe (Dieu ne joue pas avec des dés), mais d'une complexité ahurissante, et je pense qu'il faut avoir l'humilité de dire "Ok,à l'heure actuelle, nos outils mathématiques donnent une description comme cela, mais ayons l'humilité de dire que peut être un jour la Science évoluera et une théorie plus large émergera, avec des variables qui auparavant nous étaient cachées et nous apparaissaient comme un hasard quantique fondamental".

Ca me parait plus sain comme position que de dire "L'interprêtation de Copenhague, c'est la vérité absolue, c'est Bohr qui a gagné, et basta".

Dans un espace ultramétrique, on peut avoir deux boules disjointes ou des boules emboitées.... mais jamais de boules sécantes !!!! Comment imaginer ça dans sa tête !!!!

Ah oui effectivement. C'est vrai.
Même sans aller jusqu'à là, rien que de s'imaginer un hypercube de dimension 4 est ultra ultra difficile. Alors un hypercube de dimension 10...
Ton histoire de boules, ça m'a rappelé cette vidéo. Très intéressant, j'avais souvent entendu parler de l'axiome du choix mais je ne savais pas qu'il était aussi polémique et qu'il permettait des bizarreries mathématiques à ce point troublantes !

[Deedee81]

Salut,

je ne comprends pas le développement théorique de Jon Bell.

Faut bien avouer qu'il n'est pas extrêmement complexe mais tout de même fort technique. Moi j'ai lu la démonstration utilisant notamment les propriétés de la théorie des mesures (dans le sens math, théorie de l'intégration). Pas très long mais pas trivial.

Il y a par contre la démonstration (dans un cas très particulier) de d'Espagnat. Un peu longue mais extrêmement simple à comprendre.

Mais je pense qu'il est fondamentalement déterministe (Dieu ne joue pas avec des dés)

Attention, on ne fait pas de la science à grand coup de "je pense que" (ou de citations). Mais à coup de théories et d'expériences.

Ceci dit, ce que je sais de la mécanique quantique me fait pencher aussi vers le déterminisme. Comme je l'ai dit, il y a des interprétations déterministes. Et ces interprétations étant par construction non réfutables (ce ne sont pas des théories, elles sont construites pour coller à la théorie, la MQ, et aux données expérimentales) il est à mon sens normal de choisir le tronc commun et ne pas ajouter des choses dont on peut se passer (comme la réduction et le caractère aléatoire). Occam et pragmatisme oblige.

Toutefois, même dans les versions déterministe comme les états relatifs, cela ne veut pas dire qu'en pratique le monde est déterministe. Tout simplement parce que dans ces interprétations il y a toujours une partie de l'information qui reste inaccessible à l'observateur. Le monde est donc aléatoire "en apparence" mais une apparence forte, qu'il est expérimentalement impossible d'éviter.

C'est même connu de longue date. Prend une particule dans un état quantique Psi quelconque. Il est impossible de mesurer tout son état quantique. On ne peut mesurer qu'une partie et le reste est perdu. Quoi qu'on face (si on veut l'intriquer pour faire la mesure sur une autre, cette opération d'intrication perd aussi une partie de l'info). C'est lié au théorie de non clonage clef de la cryptographie quantique, de la téléportation quantique...

mais d'une complexité ahurissante, et je pense qu'il faut avoir l'humilité de dire "Ok,à l'heure actuelle, nos outils mathématiques donnent une description comme cela, mais ayons l'humilité de dire que peut être un jour la Science évoluera et une théorie plus large émergera, avec des variables qui auparavant nous étaient cachées et nous apparaissaient comme un hasard quantique fondamental".

Tout les théoriciens sont conscient de cette complexité et du fait qu'il faut avoir l'humilité d'admettre que nous n'avons que des descriptions "valables en l'état actuel des choses mais pas pour toujours". tiens en parlant de citation c'est aussi Einstein qui disait que "ce qui est incompréhensible est que le monde est compréhensible"

Toutefois il faut bien tenir compte de deux choses :
- Tout d'abord espérer arriver un jour dans l'avenir à des variables cachées déterministes est un retour en arrière, un aveu d'échec. C'est vouloir s'accrocher à une physique classique qui s'est avérée inadaptée. C'est comme cela que je le vois.
- Ensuite il faut tenir compte du fait que, connaissance partielle et imparfaite ou pas, certains résultats sont acquis... grâce à l'expérience. Si une expérience donne "A=1" alors même dans l'avenir ce sera encore le cas (où alors on est mal barré ). On pourrait avoir des expériences plus précises qui diront "A=1.01" ou de nouvelles qui diront "B=2" mais ce qui est déjà acquis le reste. Et beaucoup de résultats issus de la mécanique quantique sont validés par l'expérience et ne peuvent être remis en doute. Et certains sont très forts.

On ne peut acquérir de l'humilité que lorsque qu'on a acquit le maximum de connaissances car c'est là qu'on comprend où sont les limites de ce qu'on sait

Ca me parait plus sain comme position que de dire "L'interprêtation de Copenhague, c'est la vérité absolue, c'est Bohr qui a gagné, et basta".

Il y a soixante ans qu'on ne pense plus ça. T'étais où là ? Dans la cabine en compagnie d'hibernatus ?

Même sans aller jusqu'à là, rien que de s'imaginer un hypercube de dimension 4 est ultra ultra difficile. Alors un hypercube de dimension 10...

L'hypercube 4D je trouve ça facile. Même à 10 dim (mais bon juste le cube !!!! Et en projection s'il te plaît, comme celui du palais de la découverte. J'arrive à me représenter une boule 4D/sphère 3D, mais pas 10D et si tu ajoutes une métrique localement de Minkowski j'ai encore plus de mal).
Et ce que tu dis sur l'axiome du choix est aussi un bon exemple, c'est vrai.

Tiens ça m'en rappelle une bonne. Un physicien et un mathématicien se rendent à une conférence sur la théorie des cordes. Exposé technique, tout ça.
A la fin, le physicien dit "bon sang, c'est compliqué. Comment on fait pour se représenter un espace à 10 dimensions ???"
Le mathématicien dit : "ben c'est pas si difficile".
Le physicien : "hein ? Mais comment tu fais ?"
Et l'autre : "Et bien je me représente un espace à D dimensions, puis je pose D= 10"

[Kiraxel]

Tiens ça m'en rappelle une bonne. Un physicien et un mathématicien se rendent à une conférence sur la théorie des cordes. Exposé technique, tout ça.
A la fin, le physicien dit "bon sang, c'est compliqué. Comment on fait pour se représenter un espace à 10 dimensions ???"
Le mathématicien dit : "ben c'est pas si difficile".
Le physicien : "hein ? Mais comment tu fais ?"
Et l'autre : "Et bien je me représente un espace à D dimensions, puis je pose D= 10"

Oh punaise j'y pensais ! J'ai failli la taper, cette blague. On est sur la même longueur d'onde !

Tout d'abord espérer arriver un jour dans l'avenir à des variables cachées déterministes est un retour en arrière, un aveu d'échec

Je ne comprends pas pourquoi tu dis cela...

Alain Aspect racontais qu'il avait bien connu Jon Bell, et que les propres découvertes de Bell le navraient et le désespéraient... Bon ça lui a voulu une grande notoriété et la postérité, mais Bell, en son coeur de scientifique, aurait préféré une vision du monde déterministe.

Si jamais on n'arrive pas à élucider le hasard quantique, on perd la possibilité de pouvoir tout décrire (au moins en théorie) par la Science. Ce serait cela, l'aveu d'échec, pour moi.
Sans parler des religieux qui peuvent prôner que Dieu se cache dans le hasard quantique...



Et avant de voir venir ton objection, ces derniers temps j'ai essayé de comprendre en profondeur (sans y arriver) la théorie de Bell, je vais y passer un peu plus de temps, et après j'essayerai de me renseigner sur les théories des ondes pilotes (que je ne connais pas en fait). Le youtuber science étonnante a dit qu'il allait peut être faire une vidéo sur le sujet, ça me fera une introduction s'il ne la sort dans pas longtemps.

[Deedee81]

Toutefois il faut bien tenir compte de deux choses :

Et même trois. On a énormément progressé au niveau des fondements théoriques tant en mécanique quantique qu'en relativité. Avec les nombreux théorèmes "no go", les théorèmes donnant tous les types de transformation possible des coordonnées, les constructions axiomatiques, etc....

Les maths ont donc aussi beaucoup apporté.

Bien entendu, ces théorèmes sont comme tous les théorèmes : basés sur des hypothèses.
Mais le gros progrès est le caractère parfois très élémentaire des hypothèses. Et donc des vérifications expérimentales (quand elles existent) extrêmement solides.
Cela donne un caractère très solide à certains résultats, parfois irréfutables ou montrant les possibilités encore ouvertes (les hypothèses qu'on pourrait changer ou affiner).

C'est vraiment une nouveauté du vingtième siècle ça. Et il faut en tenir compte.

[Deedee81]

Je ne comprends pas pourquoi tu dis cela...

Parce que la mécanique quantique nous a montré que certaines paires de variables ne pouvaient être connues simultanément avec la même précision. En fait cela résulte du caractère ondulatoire des particules (il y a un truc analogue avec la fréquence et la durée des impulsions en mécanique ondulatoire et c'est même directement lié au principe d'indétermination), l'état des particules étant plus complexes que simplement x = blabla, v = trucmuche.

Or ce caractère déplaisait fortement à certains (Einstein, Schrödinger, Bell aussi d'ailleurs) et ils voulaient revenir à une formulation plus "classique" où les particules ont une position et une vitesse précise, même si on ne la connait pas. Bohm a réussit cet exploit (même si la théorie est incompatible avec la relativité).

Or j'estime qu'on doit apprécier en savoir plus sur la complexité du monde et ne pas vouloir revenir en arrière à des formulations qui étaient plus agréables mais fausses. Le monde est ondulatoire et l'état d'une particule c'est pas juste x=1.234 ? Et bien soit, je l'accepte.

Et j'insiste : il y a des interprétations de la mécanique, sans variable cachée et déterministe. Ca existe déjà. Et ça ne pose pas de soucis.
Je ne sais pas pourquoi mais on dirait que tu mélanges les deux (variables cachées et déterminisme), mais ça n'a rien à voir !!!!
Les variables cachées sont pour moi inutile (faut être un cinglé pour faire les calculs avec la mécanique bohmienne) voire impossible (en MQ relativiste) alors que j'ai une vision réaliste (pas positiviste) et déterministe du monde.

Si jamais on n'arrive pas à élucider le hasard quantique, on perd la possibilité de pouvoir tout décrire (au moins en théorie) par la Science. Ce serait cela, l'aveu d'échec, pour moi.

Ah moi c'est l'inverse, c'est l'aveu d'humilité, de modestie : une partie du monde nous échappe peut-être et il faut bien l'accepter. Il y a des questions dont on aura peut-être jamais la réponse. J'accepte le fait qu'on n'est pas des dieux (même en le disant d'une voix grave et profonde )

Mais plus qu'une question de modestie c'est peut-être avant tout une question de philosophie, la façon de voir les choses. Je ne suis pas sûr.

EDIT comme la question que je prend souvent en exemple : "pourquoi existe-t-il quelque chose plutôt que rien", est pour moi une question dont on n'aura jamais la réponse (même métaphysique ou spirituelle "pourquoi existe-t-il quelque chose avec une entité supérieure l'ayant créé plutôt que rien"). Et si certaines questions sont sans réponse, alors doit y en avoir d'autres (même si je trouve ça dommage )
EDITbis : ça me rappelle un truc que j'avais dit il y a des années : un vrai scientifique doit savoir dire "je ne sais pas"

Et avant de voir venir ton objection, ces derniers temps j'ai essayé de comprendre en profondeur (sans y arriver) la théorie de Bell, je vais y passer un peu plus de temps, et après j'essayerai de me renseigner sur les théories des ondes pilotes (que je ne connais pas en fait). Le youtuber science étonnante a dit qu'il allait peut être faire une vidéo sur le sujet, ça me fera une introduction s'il ne la sort dans pas longtemps.

Bon courage et beaucoup de plaisir à potasser tout ça

[Pio2001]

Je ne sais pas pourquoi mais on dirait que tu mélanges les deux (variables cachées et déterminisme), mais ça n'a rien à voir !!!!
Les variables cachées sont pour moi inutile (faut être un cinglé pour faire les calculs avec la mécanique bohmienne) voire impossible (en MQ relativiste) alors que j'ai une vision réaliste (pas positiviste) et déterministe du monde.

N'y a-t-il pas confusion entre les variables cachées de Bohm et les variables cachées de Bell ?

Je ne connais pas la théorie de Bohm, mais j'ai cru comprendre que Bohm définissait des grandeurs particulières qu'il appelait variables cachées.
Je connais mieux le théorème de Bell. Il introduit une variable lambda (je dis bien variable mathématique, et non grandeur physique) lambda, qu'on nomme aussi variable cachée. Elle représente le déterminisme. Elle n'a aucune raison d'être égale aux variables cachées de Bohm.

Parce que la mécanique quantique nous a montré que certaines paires de variables ne pouvaient être connues simultanément avec la même précision. En fait cela résulte du caractère ondulatoire des particules (il y a un truc analogue avec la fréquence et la durée des impulsions en mécanique ondulatoire et c'est même directement lié au principe d'indétermination), l'état des particules étant plus complexes que simplement x = blabla, v = trucmuche.

Ce n'est pas exactement parce que certaines observables sont incompatibles qu'il y a hasard quantique.
En mécanique classique, la position d'une onde et sa fréquence sont deux choses qu'on ne peut pas définir précisément en même temps. Pourtant, il n'y a aucun hasard quantique là-dedans. Juste une relation de Fourier.
Le hasard quantique a été rajouté en plus.

[Deedee81]

N'y a-t-il pas confusion entre les variables cachées de Bohm et les variables cachées de Bell ?

Je n'ai pas spécialement cherché à les comparer. Il existe trente-six versions de variables cachées.

Et oui, dans la version de Bell, c'est déterministe, c'est lié (bien vu). Mais si le déterminisme est parfois la motivation pour imaginer des variables cachées, ça reste quand même des choses différentes.

Ce n'est pas exactement parce que certaines observables sont incompatibles qu'il y a hasard quantique.

Je suis d'accord, ça va plus loin que ça (puisque les interprétations déterministes ne rejettent pas le caractère incompatible).

Le hasard quantique a été rajouté en plus.

Tout à fait d'accord. Sinon on ne parlerait pas de mécanique quantique mais de physique ondulatoire (même si j'ai déjà vu l'expression "mécanique ondulatoire", je trouve le nom un peu abusif.... même si c'est peut-être utilisé par opposition à mécanique matricielle, celle de Heisenberg, mais je n'en suis même pas sûr. En tout cas en parlant de Schrödinger, à l'époque, je ne me souviens plus qui avait dit "la nouvelle mécanique ondulatoire de Schrödinger")

[Pio2001]

Je me demande si un jour, on trouvera des théories à variables cachées très complexes et avancées, qui balayeront l’interprétation de Copenhague.
Si c'est le cas, peut être pourrait on alors se passer :

- De la dualité onde-particule
- Des quantités conjuguées/ indétermination de Heisenberg
- Des mystères de l'intrication
- Du hasard quantique

Moi aussi. Surtout pour les deux derniers exemples.
Je me demande si une théorie unifiant la mécanique quantique et la relativité générale apportera une réponse à ces mystères.

Et si c'est le cas, je me demande si cette réponse simplifiera les choses, comme les ellipses de Kelper ont résolu d'un seul coup les épicycles et les préférences zodiacales tarabiscotées et incompréhensibles de la mécanique céleste, ou bien si au contraire la nouvelle théorie sera tellement inconcevable que l'indéterminisme nous paraîtra comme une plaisanterie en comparaison.

[Deedee81]

Je me demande si une théorie unifiant la mécanique quantique et la relativité générale apportera une réponse à ces mystères.

Certains le pensent en tout cas.

Et si c'est le cas, je me demande si cette réponse simplifiera les choses, comme les ellipses de Kelper ont résolu d'un seul coup les épicycles et les préférences zodiacales tarabiscotées et incompréhensibles de la mécanique céleste, ou bien si au contraire la nouvelle théorie sera tellement inconcevable que l'indéterminisme nous paraîtra comme une plaisanterie en comparaison.

Mon opinion (mais ce n'est que ça, ça vaut ce que ça vaut, même si c'est basé sur ce que je sais des théories candidates) est qu'au niveau des fondements ça nous apportera sans doute certaines éclairages important mais que la théorie elle-même sera très difficile et posera des problèmes de compréhension encore plus profonds. Je peux me tromper évidemment, mais je serais vraiment très surpris qu'on trouve quelque chose de simple

Mais amha tant qu'on ne progressera pas au niveau expérimental on ne saura pas faire le tri entre tous les possibles. Et, là aussi je peux me tromper, je pense que ce ne sera pas pour demain.

Enfin, bon, y aura des tas d'autres choses passionnantes d'ici là

[Sethy]

C'est dommage que tout ce qui ne comporte pas "quantique" ou "relativiste" n'intéresse pas la vulgarisation (en général).

Je suis bien d'accord. Je ne comprends pas pourquoi la question de la vie semble systématique éludée des débats. Alors que justement, certaines théories proposent un cadre pour la décrire.

[Kiraxel]

Enfin, bon, y aura des tas d'autres choses passionnantes d'ici là

Et puis faut pas oublier que même si personne ne comprends réellement fondamentalement le physique quantique, cela n'empêche pas des développements technologiques prodigieux.

On va encore entendre parler des calculateurs quantiques pendant quelques décennies.

d'autres choses passionnantes

Moi j'pense à la fusion nucléaire, m'enfin c'est un autre sujet, cela

[obi76]

On va encore entendre parler des calculateurs quantiques pendant quelques décennies.

Ça, j'attends de voir...

[pm42]

Et puis faut pas oublier que même si personne ne comprends réellement fondamentalement le physique quantique

C'est une affirmation qu'on voit parfois et qui n'a pas vraiment de sens : c'est une théorie physique comme les autres, elle a été conçue par des humains sur la base de principes, mis en équations et validé par des expériences.
Certaines des expériences sont très élégantes, certaines des applications sont ingénieuses et dans tous le cas, on constate la maitrise du domaine et l'imagination des chercheurs derrière.
Il n'y vraiment aucune raison de dire que "personne ne comprends réellement fondamentalement".

[stefjm]

Il n'y vraiment aucune raison de dire que "personne ne comprends réellement fondamentalement".

Il y a eu des physiciens célèbres un peu joueur :

« Personne ne comprend vraiment la physique quantique. » Richard Feynman

« Ce qui est incompréhensible, c'est que le monde soit compréhensible. » Albert Einstein

[pm42]

Il y a eu des physiciens célèbres un peu joueur :
« Personne ne comprend vraiment la physique quantique. » Richard Feynman

« Ce qui est incompréhensible, c'est que le monde soit compréhensible. » Albert Einstein

Oui et il y a d'autres citations notamment d'Einstein sur la Relativité. Après, une phrase comme ça sans contexte ne veut rien dire et n'est pas un argument.

[stefjm]

Certes mais c'est ce que le public retient...

[pm42]

Certes mais c'est ce que le public retient...

Oui, c'est pour ça qu'on est la : pour aller plus loin parce que rien ne se résume en 1 phrase. Ni 2.

[Deedee81]

Salut,

Oui, c'est pour ça qu'on est la : pour aller plus loin parce que rien ne se résume en 1 phrase. Ni 2.

N'oublions pas que depuis Feynman on a énormément progressé dans la "compréhension" des fondements de la mécanique quantique, tant au niveau théorique qu'expérimental. D'ailleurs, sommes-toutes, ça dépend de ce qu'on entend par "comprendre". Mais on ne va pas se lancer là dedans. Dans les forums (ce n'est pas propre à Futura), dès que pour se comprendre (sic) on doit préciser le vocabulaire, chacun reste campé sur "sa façon de voir" et ça tourne en boucle.

Tiens, un beau numéro spécial de Pour La Science, tout à fait dans le sujet et que j'ai commencé à lire :
https://www.pourlascience.fr/sd/phys...0107-19133.php

Concernant les citations de Feynman, voilà quelque chose qui montre bien le caractère contradictoire des citations un peu sorties de leur contexte. Dans un des articles il y a une citation de Feynman que je ne connaissais pas (je paraphrase un peu car je n'ai pas le magazine ici sous la main et sur le site faut être abonné) :
"De nombreuses théories physiques admettent plusieurs interprétations. Un bon théoricien se doit de toutes les connaitre et toutes les utiliser"

Je trouve ça très juste. Mais si on rapproche ça de la citation ci-dessus et de l'autre archi connue "tais-toi et calcule", faut avouer que c'est assez comique, j'ai tiqué avant même de voir ce qu'on disait ici

Personnellement j'avais dit il y a longtemps, et là je parlais en fait de la relativité générale : il y a plusieurs manières d'interpréter la théorie et plusieurs manière de la formuler. Les connaître est utile pour faire la part entre la formulation mathématique et la physique qui se cache derrière, ça et les résultats expérimentaux bien sûr, mais il faut aller au-delà car physique n'est pas synonyme de phénoménologie.

J'aurais pu le dire aussi pour la mécanique quantique. Et depuis j'ai ajouté que connaître toutes les facettes évitait aussi de confondre ontologie (philosophique) et physique. Ca aide à rester pragmatique, concret et rationnel.

A l'époque je déplorais que ce ne soit pas possible pour la théorie quantique des champs dont je ne connaissais qu'une seule formulation (et il y a très peu de choses sur son interprétation). Mais la situation s'est améliorée (pour ma pomme) d'une part après avoir lu quelques travaux d'interprétation (Schlossauer, Zeh,...) et des formulations différentes du groupe de renormalisation (c'est déjà ça, mais on voit la renormalisation d'un autre oeil après ça)

Et pour la gravité quantique, faut pas rêver, on en est encore à trouver les bonnes équations (sans même pouvoir les valider, même les écrire est dur dur). Alors l'interpréter.... c'est mission impossible en l'état actuel. Hélas.

Comprendre est un travail de toute une vie qui n'aboutit jamais totalement

[pm42]

Tiens, un beau numéro spécial de Pour La Science, tout à fait dans le sujet et que j'ai commencé à lire :
https://www.pourlascience.fr/sd/phys...0107-19133.php

Je trouve aussi.

Concernant les citations de Feynman, voilà quelque chose qui montre bien le caractère contradictoire des citations un peu sorties de leur contexte.

Ce à quoi on peut ajouter le caractère facétieux pour dire le moins de Feynman, évident dans ses excellents bouquins (Surely you're joking... et Why do you care...)

Donc oui, on aime bien ce genre de citations mais dès qu'on regarde de près, c'est plus nuancé.
C'est comme le fameux "Dieu ne joue pas aux dés avec l'Univers" qui se traduit parfois par "Einstein n'a jamais accepté la mécanique quantique et ne la comprenait pas vraiment".
Vu qu'il a eu un Nobel pour avoir participé à sa création, prédit le condensat de bosons et vu la fécondité du débat né de ses objections, c'est presque drôle.

[Deedee81]

C'est comme le fameux "Dieu ne joue pas aux dés avec l'Univers" qui se traduit parfois par "Einstein n'a jamais accepté la mécanique quantique et ne la comprenait pas vraiment".
Vu qu'il a eu un Nobel pour avoir participé à sa création, prédit le condensat de bosons et vu la fécondité du débat né de ses objections, c'est presque drôle.

Bon exemple. Et la citation vient du fameux Congrès de Solvay où Bohr et Einstein ont "fermement" (mais amicalement) discuté (et c'était pas nouveau, c'était un de leur sujet de discussion préféré), les autres participants n'ont pratiquement pas parlé : une première. Ca a dû être une fabuleuse pièce de théâtre entre deux géants Si on remet la (les) citation(s) dans ce contexte on comprend mieux sa signification.

Mais c'est vrai qu'une citation toute nue s'est parfois bien amusant Comme Woody Allen (peut-être pas de lui au départ) : "l'infini c'est long vers la fin" alors qu'on sait très bien que Chuck Norris a compté jusque l'infini, deux fois

[ThM55]

Le congrès Solvay de 1927 à Bruxelles, on en trouve un petit film muet sur Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=8GZdZUouzBY . Ils n'ont malheureusement pas pu filmer les discussions, dommage. Je n'ai jamais vraiment compris pourquoi le cinéma parlant n'est apparu qu'en 1930 alors que les techniques d'enregistrement étaient bien maîtrisées dès le début du siècle.

Je ne suis pas tout à fait d'accord avec toi quand tu dis que depuis Feynman

on a énormément progressé dans la "compréhension" des fondements de la mécanique quantique.

Je ne vois pas quels progrès on a fait à part dans les applications . Il y a eu surtout beaucoup de blabla sur les fondements mais à mon avis tout cela n'a pas vraiment éclairé le problème. Une recherche que je trouve toutefois très intéressante est celle de l'interprétation dans le cadre des topos (des catégories qui imitent certaines caractéristiques de la catégorie des ensembles); voir par exemple les conférences de Cecilia Flori au Perimeter Institute ainsi que ses livres et articles sur Arxiv.

Je considère que l'interprétation "instrumentale" est entièrement satisfaisante pour l'ensemble de la physique expérimentale connue. Elle permet en effet de tout expliquer et comprendre dans toutes les expériences connues, même celles de ceux qui jouent avec l'intrication. Elle devient plus douteuse sur le plan conceptuel quand on veut l'appliquer à la cosmologie quantique et, en relation avec celle-ci, à la gravité quantique. Mais ce sont des domaines qui restent encore très loin du statut de science expérimentale vérifiable.

En ce qui concerne Bohm, il est vrai que sa théorie est non-relativiste (je pense en effet que c'est plus qu'une simple interprétation, c'est une vraie théorie qui postule une ontologie qui pourrait en principe être soumise au verdict de l'expérience). Il ne faut toutefois pas oublier que la formulation initiale de de Broglie était fondamentalement relativiste. Ce qui est intéressant est qu'il essayait dès 1927 d'aller plus loin que Bohm en déduisant l'équation du mouvement des particules dans le potentiel quantique de principes causaux plus fondamentaux (une synchronisation de phase entre un oscillateur et la fonction d'onde, une idée que j'ai toujours trouvée très intéressante).

[Deedee81]

Salut,

Concernant les progrès. Evidemment, tout dépend de ce qu'on entend par "progrès" :

- Beaucoup de variantes dans les interprétations, ce qui permet de mieux voir le tronc commun, les possibilités, etc...
(à tiens, connaissais pas celle avec les topos !)
- Le programme de décohérence et ses expérimentations (dont un Nobel, c'est pas rien quand même). Ce qui a énormément apporté à la compréhension.
- Beaucoup d'expériences sur les fondements théoriques et les théorèmes no go. Comme le test EPR sans faille (ni de localité ni de sélection) (ce qui est amusant c'est qu'ils l'ont fait presque en même temps avec quatre équipe en 2015). C'est au moins important pour dire "bon, ok, cette fois sur ce point on est sûr", ou les expériences de Zeilinger ayant invalidé certaines classes de variables cachées non locales (pas toutes, c'est impossible !!!)
- Beaucoup d'applications (la fameuse "seconde révolution" quantique) avec l'intrication
- Et quelques développements notables en logique quantique (je connais moins bien mais je sais qu'il y en a eut quelques un cruciaux)

Evidemment, ça ne veut pas dire qu'on sait tout et qu'on a tout compris, mais le fait est qu'on a beaucoup progressé (à une époque où sciences et techniques vont si vite, ça aurait quand même été malheureux de ne faire du sur place).

Pour ce qui est du caractère (normalement) satisfaisant de l'interprétation instrumentale, je suis évidemment d'accord.

Note que concernant la théorie de Bohm, je ne l'apprécie pas pour des raisons inutiles de préciser, mais elle a le mérite important d'exister. Elle est même cruciale dans ce débat.

[ThM55]

OK, mais ces expériences du type EPR sophistiquées, cela revient à vérifier ce que l'on savait déjà. Ce n'est sûrement pas inutile, c'est un peu comme des policiers qui enquêtent sur un crime et "ferment des portes" en vérifiant les alibis de certains suspects, ce qui permet d'éviter de perdre du temps. Mais cela ne leur apprend pas qui est le coupable. A mon avis c'est un problème trop profond pour nos moyens expérimentaux et théoriques actuels. Personnellement ces histoires de décohérence ou d'interprétations me laissent assez indifférent, bien que le sujet de la structure et des fondements de la mécanique quantique (et de la théorie quantique des champs ou des cordes) me passionne réellement. Mais j'ai l'impression que toutes ces nouveautés restent encore très limitées et ne nous apprennent rien de vraiment neuf.

Pour les topos en théorie quantique (je crois que Grothendieck les appelait topoï au pluriel, topos étant un singulier en grec), l'idée remonte à une quinzaine d'année avec A.Doring et Chris Isham en relation avec une formulation générale du théorème de Kochen-Specker. C'est lié à la logique quantique et à une redéfinition de quasiment tout: la logique, la géométrie, la notion d'état, la notion de probabilité via une refondation des mathématiques sur une autre base. Cecilia Flori l'a développée dans un cours au Perimeter Institute, qui donne accès aux vidéos. Tu trouveras facilement des introductions par ces auteurs sur Arxiv. (par exemple, https://arxiv.org/abs/1106.5660 et les références incluses). Je ne sais pas si c'est vraiment pertinent pour la théorie quantique, mais les justifications que ces auteurs donnent pour s'y intéresser me paraissent assez attirantes. J'ai commencé la lecture du premier livre de Flori et pour le moment mon intérêt pour ce sujet est dans une phase croissante.

[Pio2001]

Tiens, un beau numéro spécial de Pour La Science, tout à fait dans le sujet et que j'ai commencé à lire :
https://www.pourlascience.fr/sd/phys...0107-19133.php

En nettoyant ma bilbiothèque, je suis tombé sur un livre très intéressant qui traite de l'interprtéation de la mécanique quantique :

Quantique : au-delà de l'étrange, Philip Ball. Editions EDP Sciences (2018 pour la version originale).
https://laboutique.edpsciences.fr/pr...0de%20letrange

C'est à peu près du niveau de nos discussions ici sur le forum. Le point de vue de Bohr en particulier y est bien développé.