La réalité objective est-elle en péril ?

[Deedee81]

Bonjour,

C'est une actualité mais j'ai hésité et comme c'est de la pure physique autant le mettre ici.

Il y a un bon article dans le dernier Pour La Science (titre de ce message). C'est de la vulgarisation mais l'auteur (journaliste scientifique) connait manifestement bien la question.
Mais comme c'est payant, je donne la source qui bien qu'en anglais est très abordable.
https://arxiv.org/abs/2303.03353
"Which theories have a measurement problem?"

On connait bien sûr le problème de la mesure (que l'auteur dans PLS présente comme un problème avec l'objectivité).
Et les auteurs de cette étude se sont demandés quelles sont les conditions pour avoir un problème de la mesure.
Le résultat de leur théorème est que l'on doit avoir :
1) Une non locaité de Bell (c'est-à-dire la violation des inégalités de Bell, on dit aussi "états non séparables")
2) une conservation de l'information (en MQ cela se traduit par le caractère unitaire de l'équation d'évolution)
3) une dynamique locale (respect de la relativité restreinte)
Alors on a un "problème de la mesure".

La difficulté étant que la perte d'objectivité est parfois difficile à accepter mais le rejet de l'une de ces trois conditions semble encore pire et en tout cas la plupart des physiciens ne l'acceptent pas.
(Les théories avec rtéduction physique, en anglais "objective collapse" ou GRW, rejettent le 2).

Moi j'aimerais surtout dire que ce théorème démontre que "quoi qu'on fasse, quelle que soit l'interprétation la MQ est étrange" (ce dont on se doutait bien)
Mais c'est quand même intéressant.
-----

[La Limule]

Le caractere non objectif des événements me semble etre une généralisation du caractere non onthologique des propriétés non encore mesurées.
La mq nous a appris a renoncer a l'idée qu'une mesure nous informait sur une propriété préexistante non encore pbservée.
ceci dit il faudra sans doute renoncer a penser que mersurer c'est graver dans le marbre.
La MQ affirme l'unitarité des évolutions physique. les décohérences s'obtiennent comme des traces partielles d'évolutions unitaires.
L'article sur arxiv (trop long pour etre lu) se termine par une réflexion sur les histoires cohérentes.
Il y a des familles (qui s'excluent) d'histoires cohérentes qui peuvent coinsider dans la mesure ou aucun instrument ne peut les
mettre en contradiction.
Rovelli propose aussi l'idée que les événements n'ont pas d'existence en dehors d'une interaction entre mesuré et mesurant (particule et instrument. Bob fait une mesure l'objet O et voit un resultat r1 , alice fait de meme et voit r2. l'histoire pourrait s'arreter la.
Si charlie compare r1 et r2 il va voir que r1 = r2 mais ca ne fait que déplacer le probleme vu que ce résutat commun n'a
de sens que pour lui (via une de ses propres interactions)

[Deedee81]

Salut,

Le caractere non objectif des événements me semble etre une généralisation du caractere non onthologique des propriétés non encore mesurées.

C'est clair. Et d'ailleurs c'est (selon moi) le moins gênant des choix et c'est certainement pour cela que la plupart des physiciens préfèrent ça à remettre en cause les autres postulats.

D'accord aussi avec le reste. L'idée de Rovelli est d'ailleurs brièvement évoquée dans l'article vulgarisé.

[yves95210]

Salut,

pour info il est aussi question de cet article dans une discussion ouverte par ThM55 dans le forum "lectures scientifiques", et plus précisément dans ce message.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

pour info il est aussi question de cet article dans une discussion ouverte par ThM55 dans le forum "lectures scientifiques"

Ah oui, merci, ça m'avait échappé.

Je laisse ouvert ici, car ici on peut discuter sur le fond. Bon, pour peu qu'il y ait des choses intéressantes à dire ou des questions, bien entendu.

[ThM55]

Je conseille d'aller voir les articles sur Arxiv, en particulier l'article de septembre 2022 par Ormrod, qui ne fait que 3 pages. J'ai donné mon avis dans l'autre fil, je n'y reviendrai pas. Mais je serais curieux de lire l'avis de Deedee.

[Deedee81]

Je conseille d'aller voir les articles sur Arxiv, en particulier l'article de septembre 2022 par Ormrod, qui ne fait que 3 pages. J'ai donné mon avis dans l'autre fil, je n'y reviendrai pas. Mais je serais curieux de lire l'avis de Deedee.

Hé bien.... si j'ai le temps

[coussin]

Ça va faire 20 ans que je suis physicien de profession et je n'ai toujours pas compris ce qu'est le "problème de la mesure"
Je pense que c'est un truc pour ceux qui philosophent sur la MQ, pas pour ceux qui font les calculs...

[stefjm]

Ça va faire 20 ans que je suis physicien de profession et je n'ai toujours pas compris ce qu'est le "problème de la mesure"
Je pense que c'est un truc pour ceux qui philosophent sur la MQ, pas pour ceux qui font les calculs...

T'es pas encore assez vieux...

[Deedee81]

Je pense que c'est un truc pour ceux qui philosophent sur la MQ, pas pour ceux qui font les calculs...

Disons qu'il y a quelques trucs interpellant quand même mais que si on est un physicien qui l'utilise dans la pratique de laboratoire, là, franchement t'as pas tort
Ces sujets sont dans la petite zone d'ombre séparant physique et ontologie (et donc philo).

[oualos]

Ça va faire 20 ans que je suis physicien de profession et je n'ai toujours pas compris ce qu'est le "problème de la mesure"
Je pense que c'est un truc pour ceux qui philosophent sur la MQ, pas pour ceux qui font les calculs...

c'est effectivement un problème philosophique à mon sens car certains -très sérieux- terminent des articles fort intéressants en émettant l'hypothèse que sans la conscience dont nous disposons l'Univers n'existerait pas. D'une façon prosaïque c'est certain que si nous n'étions pas là, en dehors des E.T. bien sûr, il n'y aurait personne pour admirer l'univers, se poser des questions sur sa finitude ou non, sa courbure et le reste.
Ça revient à pousser dans ses retranchements l'affirmation d'Heisenberg qui disait que l'état non mesuré de la particule entre 2 états mesurés ne devait pas intéresser les physiciens.
Mais est-ce intéressant de clamer cela, que sans nous l'univers n'existerait pas ? Pas certain... Ça revient à dire ipso facto que l'homme est le centre de l'Univers: ce qui renvoie à des dogmes religieux ni plus ni moins! Et renvoie par rebond au "réalisme naïf" comme celui d'Einstein qui disait que si on regarde la lune, puis qu'on se retourne on peut être sûr et certain que la lune est toujours là au même endroit, même si on ne la voit pas.

[ThM55]

Heisenberg disait effectivement quelque chose comme cela. Toutefois je me souviens de ce qu'un de ses étudiants avait écrit (malheureusement j'ai oublié de qui il s'agit): pendant un cours, quelqu'un avait demandé à Heisenberg si ce qu'il décrivait avec ses équations était "la réalité". Heisenberg lui avait répondu quelque chose comme: non! la réalité c'est ce que vous voyez, les oiseaux dans le ciel, les nuages, etc. Selon Hesienberg, nous ne pouvons pas décrire le monde quantique avec nos notions de la réalité, même en principe, et pour lui la physique est simplement ce nous pouvons dire à propos du monde réel. Et tout ce que nous pouvons dire c'est "si je prépare un système de telle et telle manière, la probabilité que j'observe ceci avec mes instruments est P". Avec ce postulat, il est compréhensible qu'Heisenberg rejetait par exemple l'interprétation de de Broglie-Bohm, qu'il qualifiait de superstructure idéologique inutile.

Mais cela ne signifiait pas qu'il niait la réalité objective, au contraire il affirmait son existence dans le monde macroscopique de notre expérience et elle était nécessaire pour la compréhension de la physique quantique elle-même. L'auteur de l'article de PLS évoque la possibilité que cette réalité objective qu'Heisenberg affirmait puisse ne pas être objective. Pour moi, il est clair que la position d'Heisenberg est une position philosophique, ce n'est pas scientifique car on n'admet pas que cela puisse être réfuté. Mais c'est une position cohérente, contrairement à celle de l'article de Pour La Science (avec un raisonnement qui à mon avis est faux).

[La Limule]

Le probleme est connu depuis les origines sous le nom des amis de Wigner:
Un ami de Wigner regarde si le chat est mort ou vivant. De son coté Wigner qui n'a pas acces a l'interieur de laquelle le chat a été remis se trouve avec une superposition quantique chat vivant et son ami le sachabt vivant + chat mort et son ami le sachant mort
Comme si a ce niveau rien ne s'était passé.
Les fondateurs on alors pensé qu'il y avait une "coupure" entre micro et macro, le macroscopique n'étant pas régi par
la mécanique quantique. ca empeche ainsi d'avoir un enchainement croissant de cas problematique.
Nul probleme donc pour les utilisateurs d'instruments de mesure.

[stefjm]

Quelle est la caractéristique de la coupure entre micro et macro?

[La Limule]

A mon avis elle a pour caractéristique de ne pas exister mais d'etre utile....

[oualos]

Effectivement la question devient très complexe dans le monde micro: la seule réalité dont on puisse parler est celle des équations mathématiques qui décrivent le monde quantique... et elles marchent c'est sûr!
Et donc le débat devient "les mathématiques font-elles partie de la réalité ?" ce qui est un débat fort complexe à la fois philosophique et épistémologique.
Les maths sont un langage tautologique et vide de sens: à ce titre il est universel. Je ne m'y connais pas assez en mathématiques pour débattre de ce sujet difficile.
Mais on pourrait répondre comme Einstein a fait sur la question posée régulièrement dans ses conférences: si on change une constante de l'Univers d'une manière infinitésimale, le monde serait-il le même ?
Les intervenants disaient tous que non bien sûr : il n'y aurait peut-être pas de matière et Einstein leur répondait systématiquement que Dieu ne jouait pas aux dés..
Par contre si on se dit que les constantes de l'Univers sont les solutions d'une équation (?), on résout en partie le problème: du moins on répond partiellement à la question mais par une hypothèse bien sûr...
Stephen Hawking à la fin de sa vie affirmait que l'équation de l'Univers tiendrait sur un tee-shirt.

[stefjm]

A mon avis elle a pour caractéristique de ne pas exister mais d'etre utile....

C'est ennuyeux de ne pas avoir de critères.

[La Limule]

@ThM55
As tu une idée ou meme une intuition de ce qui pose probleme dans cet article?

[Liet Kynes]

T'es pas encore assez vieux...

C'est un bon exemple de problème de mesure.

[coussin]

Un joli papier qui vient d'apparaître sur arXiv : https://arxiv.org/abs/2310.06782
Il traite un peu du sujet abordé ici en faisant une jolie comparaison entre équation maître d'une particule Brownienne et équation de Schrödinger.
Pour la discussion ici, je ne peux que diriger vers le "théorème" en début de page 9 de ce papier. J'aime bien ce théorème

[Deedee81]

Merci coussin, ça m'a l'air plutôt sympa (enfin, là je suis à la bourre, 27 millions d'euros à payer aux agriculteurs Ce sera pour après)

[Matmat]

...
On connait bien sûr le problème de la mesure (que l'auteur dans PLS présente comme un problème avec l'objectivité).
Et les auteurs de cette étude se sont demandés quelles sont les conditions pour avoir un problème de la mesure.
Le résultat de leur théorème est que l'on doit avoir :
1) Une non locaité de Bell (c'est-à-dire la violation des inégalités de Bell, on dit aussi "états non séparables")
2) une conservation de l'information (en MQ cela se traduit par le caractère unitaire de l'équation d'évolution)
3) une dynamique locale (respect de la relativité restreinte)
Alors on a un "problème de la mesure".

La difficulté étant que la perte d'objectivité est parfois difficile à accepter mais le rejet de l'une de ces trois conditions semble encore pire et en tout cas la plupart des physiciens ne l'acceptent pas.
(Les théories avec rtéduction physique, en anglais "objective collapse" ou GRW, rejettent le 2).

Je suis d'accord que le problème est l'objectivité (et ça ne mènera à rien d'abandonner l'un des points 1 ou 2 ou 3)

Cela nécessite de réfléchir vraiment à l'objectivité comme une valeur indépendante du réalisme .
être "réaliste objectif" c'est précisément ne pas arriver à détacher les deux valeurs, en fait les "réalistes objectifs" craignent toute perte d'objectivité parce qu'il pensent (à tort) que c'est grâce à l'objectivité que la science est réaliste .
L'objectivité garantie seulement la communication du savoir, pas le réalisme.

[Deedee81]

Salut,

Je suis d'accord que le problème est l'objectivité (et ça ne mènera à rien d'abandonner l'un des points 1 ou 2 ou 3)
Cela nécessite de réfléchir vraiment à l'objectivité comme une valeur indépendante du réalisme .
être "réaliste objectif" c'est précisément ne pas arriver à détacher les deux valeurs, en fait les "réalistes objectifs" craignent toute perte d'objectivité parce qu'il pensent (à tort) que c'est grâce à l'objectivité que la science est réaliste .
L'objectivité garantie seulement la communication du savoir, pas le réalisme.

J'approuve totalement et il semble (d'après le journaliste scientifique) que ce soit l'attitude majoritaire.

[La Limule]

On peut illustrer le probleme de la réalité objective en se souvenant des problemes quasi métaphysiques que se sont posé les mathématiciens antiques ou meme plus récents.
Que penser de ces soit disant nombres non fractionnaires ou négatifs, de la réalité de ces soit disant nombres imaginaires ? Y a t il vraiment des nombres dont
le produit ne commute pas?
Il semble qu'en se rappelant comment par exemple on a construit l'ensemble Z des relatifs ca donne une clé pour mieux comprendre l'intrication
Un élément de Z a été défini comme un classe d'équivalence de couples d'entiers. (n1,n2) est équivalent a (n'1,n'2) si n1+n'2 = n2+n'1
ainsi (3,4) est équivalent a (5,6) car 3+6 = 4 + 5
et c'est sa classe qu'on a appris a manipuler sous le nom de -1 en oubliant bien vite ces classes d'équivalences.
On a la meme chose pour l'intrication des particules de Bell. etre intriqué totale (une certaine) signifie qu'on va avoit des Couples obtenus par Bob et Alice qui seront des couples de nombres égaux) up,up ou down,down sans qu'un couple particulier obtenu ait une réalité particuliere
(3,4) n'a pas plus d'existence que (4,5)

[Deedee81]

Salut,

C'est très bien vu comme comparaison. Et effectivement, le fait que la plupart des physiciens ne sont pas gênés par le caractère non absolu des observables va dans le sens "d'accepter que la réalité n'est pas à l'image d'une certaine vision naïve". Tout comme les exemples que tu cites ont été accepté malgré certaines réticences à l'époque.

[ThM55]

Oui mais pas acceptés par tous.

[Deedee81]

Oui mais pas acceptés par tous.

Oui tout à fait.

[La Limule]

Il y a un autre phénomene qui renforce l'idée qu'on a affaire a du solide,du concret.
Je reprend l'analogie avec la construction de Z.
Quand on a un générateur de paires maximalemant intriquées telles au Bon et Alice vont avoir pour une meme direction soit (u,u) soit (d,d)
il y a analogie avec les couples (n,n) qui appartiennent a la classe d'équivalence de (0,0) notée simplemant 0
admettons que l'on aie eu le coumple (5,5) qui n'a rien de particulier s'il y a une répétion de la "mesure" du deuxieme élément du couple Alice va remesurer indéfiniment 5.
Dans le cas des particules spatialement intriquées on a une explication (up,up) vient de l'intrication
et curieusement si Alice remesute un instant plus tard pour comparer avec le up qu'elle a vu apparaitre elle va retrouver un meme up qui va avoir curieusement
une autre explication par un principe de répétition des mesures. Bref un (u,u) vient de ceci et un autre (u,u) vient de cela.
J'y vois a chaque fois deux événements mésurés avec un intervalle soit spatial soit temporel mais qui renforcent tous le sentiment de réalité objective.

[oualos]

D’après mes souvenirs, dans l’ordre on a inventé l’ensemble N puis Z puis Q. Ensuite R et C et on en a inventé encore d’autres après: je pense aux quaternions. Il y en a certainement encore d’autres mais que je ne connais pas.
À chaque fois il y a eu des débats parfois tendus: à chaque fois on se demandait...
1° si un nombre pouvait être négatif
2° puis avoir un nombre infini de décimales
3° avoir un nombre infini de décimales mais ne pas pouvoir s’exprimer par une fraction
4° jusqu’à l’OVNI du nombre imaginaire.
Et puis on s’est finalement rendu compte qu’on pouvait inventer tous les ensembles qu’on voulait car c’était des abstractions qui servaient quand même bien dans les calculs comme le nombre i.
Et Euler entre autres ne s’en est pas privé.
Descartes a inventé la représentation géométrique du nombre i ce qui encourageait à penser qu’il existait peut-être une ontologie du nombre imaginaire mais cette fois dans la géométrie jusqu’au moment où on ne s’est pas voire plus du tout posé la question. Et on a expurgé les mathématiques de tout sens et signification pour en faire un outil puissant et c'est tout quasiment.

Donc parler d’une réalité objective pour les maths sert-il vraiment à quelque chose ?
Je reviens vers mes moutons en disant que le problème resurgit dans la réalité quantique et là ce sont les physiciens qui ont bataillé pour savoir ce que devenait la particule entre 2 mesures. Donc l’ontologie se situe au niveau microscopique et peut-être avec les résultats des récents prix Nobel arrivera-t-on à voir vraiment un électron et savoir du coup si la théorie des cordes est peut-être vraie.

[ThM55]

Je crois qu'il y a une confusion. Pour moi quand on parle de "réalité objective", on parle du résultat d'une mesure qui constitue un événement dans l'espace-temps dont l'information est dans une mémoire, donc peut être reproduit pour être communiqué (une information qu'on ne peut dupliquer n'est pas objective). C'est le sens que Heisenberg et Bohr donnaient au terme de "réalité" et je suis d'accord avec eux. Dans l'expérience de pensée rapportée dans ces articles, il ne s'agit pas de cela puisqu'ils supposent qu'on peut en quelque sorte "défaire" la mesure effectuée par les deux premiers expérimentateurs en appliquant un hypothétique opérateur unitaire à un sous-système comprenant les particules et leurs observateurs. C'est pourquoi tous ces articles et raisonnements sont, à mon humble avis sans grand intérêt.