Physique quantique: "Observateur" un terme trompeur?

[Rony]

Bonjour.

Je suis de ceux qui n'ont pas fait d'étude de science, comme beaucoup je m'y intéresse simplement, ça fait partie des discussions que je partage avec mes amis ou mes collègues les plus curieux. La physique quantique peut faire partie des sujets abordés, l'expérience des fentes de Young étant l'entrée principale dans ce monde contre-intuitif. D'ailleurs toute tentative de vulgarisation sur le sujet quantique débute par la présentation de l'expérience de fentes de Young.

En discutant autour de moi j'ai récemment réalisé à quel point le terme "observateur" avait trompé toute une génération de curieux. Car pour beaucoup, le terme "observateur" induit une notion de conscience.
Et c'est d'ailleurs la façon dont on m'avait présenté cette expérience la première fois (il y a des décennies), une étudiante m'expliquant que la nature réagissait différemment lorsqu'elle se savait observée.

Au contraire, j'ai vu des yeux s'ouvrir quand certains ont compris qu'ils pouvaient remplacer le mot "observateur" par "détecteur". La réduction du paquet d'onde se produisant lors de l'interaction avec l'objet, les implications sont très différentes et moins ésotériques.

Je me suis demandé si il n'y avait pas une nuance de traduction, "observer" étant peut-être plus factuel en anglais ou allemand qu'en français. Je n'en ai pas trouvé trace.

Bref, je voulais simplement évoquer le sujet ici. Même si on parle de simple vulgarisation, j'ai l'impression que des gens ont perdu plusieurs années parce qu'ils comprenaient mal le terme "observateur", c'est dommage.
Faut-il bannir le terme "observateur" des livres et des vidéos sur le sujet? Vous en pensez quelque chose?
-----

[coussin]

J'imagine, mais je ne sais pas, que le terme "observateur" a été utilisé à cause des observables.
Je note aussi que ça n'est pas si prédominant dans la littérature anglaise : on rencontre beaucoup moins le terme "observer" dans les textes anglais, à part dans les vieux textes.

Donc, oui : en MQ le mot observateur a un sens bien précis. C'est "le truc" capable de mesurer une observable, en d'autres termes un détecteur tout bêtement.

[GBo]

Très bonne observation du primo-posteur, car le terme "observateur" en physique quantique peut non seulement induire en erreur mais c'est aussi le point de départ de théories pseudoscientifiques (qui elles sont volontairement fausses en profitant de l'ambiguité).

[pm42]

Donc, oui : en MQ le mot observateur a un sens bien précis. C'est "le truc" capable de mesurer une observable, en d'autres termes un détecteur tout bêtement.

Question naïve : quand la fonction d'onde s'effondre t'elle ? Ou plus précisément, à partir de quel moment quelque chose est "un détecteur" ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[ThM55]

L'effondrement de la fonction d'onde intervient dans l'interprétation orthodoxe de la mécanique quantique (dite aussi "de Copenhague"). Ce qui est particulier, on oublie souvent de le dire, c'est qu'elle attribue un statut fondamental à la mécanique classique. C'est important de le comprendre car on oublie parfois que Bohr, Heisenberg, Born, etc ont introduit là une totale rupture épistémologique avec le passé de la physique théorique. C'est ce qui est expliqué très clairement par exemple dans le fameux traité de Landau et Lifchitz, parangon de l'interprétation orthodoxe, dont voici une citation (volume 3, chapitre 1):

D'ordinaire, une théorie plus générale peut être formulée de manière logiquement fermée indépendamment d'une théorie moins générale qui en est un cas limite. Ainsi, la mécanique relativiste peut être érigée sur ses principes fondamentaux sans faire appel à la mécanique newtonienne. Quant à la formulation des principes fondamentaux de la mécanique quantique, elle est foncièrement impossible sans l'intervention de la mécanique classique (... ) Si un électron entre en interaction avec un "être classique" alors l'état de ce dernier change en général. (...) Ceci étant, l'"être classique" est appelé ordinairement "appareil", et on parle de son processus d'interaction avec l'électron comme d'une "mesure".

C'est moi qui ai souligné le passage sur l'impossibilité foncière, car c'est assez violent. Il faut bien comprendre le caractère très radical et original de ce point de vue. Il explique pourquoi quand ses étudiants parlaient de la "réalité" à Heisenberg, celui-ci disait que la réalité était dehors, avec le ciel, les arbres, les oiseaux et pas dans les atomes. Je trouve cela fou de la part d'un physicien et Einstein avait ces idées en horreur. De plus cette interprétation décrit l'effet sur l'appareil comme stochastique (soumis à la règle de Born) et irréversible (non décrit par l'équation de Schrödinger ou l'évolution unitaire). L'effondrement de la fonction d'onde proprement dite signifie que la mesure remet l'électron dans un état qui est déterminé par le résultat de la mesure. Cependant, ce n'est pas toujours le cas parce que la mesure peut être destructive. On ne doit donc pas le considérer comme un postulat de la MQ, mais plutôt comme une description de certains processus particuliers.

Cette interprétation a été contestée de manière sérieuse mais seulement beaucoup plus tard. D'abord comme on le sait, dès 1927-1935 par Einstein et Schrödinger (avec son chat! d'où la question du comment de la mesure), mais cela les a marginalisés. Tous les fondateurs, j'ai cité Heisenberg, Bohr, Born, il y a aussi eu Dirac, Fermi, Bethe, Oppenheimer, Feynman, Wheeler, Landau, Von Neumann... ont adopté le point de vue orthodoxe et ne l'ont pas trop questionné, ou alors sans trop insister. Feynman était conscient de la difficulté mais conseillait à ses étudiants de rester à distance de ces questions, et plutôt de calculer pour ne pas nuire à leur carrière de chercheurs.

Mais cela a changé avec Bohm, Everett et Bell (avec les corrélations à distance).

Bohm a développé une idée que de Broglie avait déjà envisagée, avec des "variables cachées", les positions des particules, et un "potentiel quantique" non local qui guide ces positions. La mesure se résume à un effet direct des particules localisées. Cette théorie évite le problème de la mesure mais en crée d'autres.

Dans sa thèse, Everett avait l'intention de rompre avec le primat de la mécanique classique tel qu'il est décrit dans le traité de Landau et de décrire tous les processus sans exception par la mécanique quantique, de faire de celle-ci une théorie unifiée qui représente réellement la "réalité". Mais comme Feynman l'avait remarqué, cela impliquait l'existence de "mondes multiples" où les "mesures" donnent des résultats divers.

Il y a ensuite eu la création de modèles qui tentent de décrire le processus de mesure de manière moins dogmatique, en partant d'ailleurs d'idées décrites par Von Neumann dans son traité mathématique sur la MQ. Le plus connu est celui de Girardi-Rimini-Weber (GRW), qui suppose un effondrement aléatoire de la fonction d'onde, dans l'espace et dans le temps, selon une loi de Poisson. Ils doivent pour cela introduire des constantes de la nature, le paramètre de la loi de Poisson et une distance de localisation. Un autre exemple de modèle d'effondrement est celui de Penrose: il suppose un effondrement dû à la gravité: dès que l'interaction est susceptible de créer au moins un graviton ou une certaine courbure, il y a effondrement. Ces deux modèles sont falsifiables en principe, ils prédisent des effets incompatibles avec la mécanique quantique standard. Voir Wikipedia: https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...i-Rimini-Weber , https://fr.wikipedia.org/wiki/Interp...ion_de_Penrose .

Je ne prends pas position, je ne fais qu'essayer de relater le plus clairement possible ce que j'ai lu ailleurs.

[pm42]

C'est intéressant et j'ai lu pas mal de trucs sur le sujet au fil des années mais pas forcément tout compris et beaucoup oublié.
Mais si on remplace le chat par un humain pour simplifier, il est observateur. Mais de l'extérieur de la boite, on n'a pas observé ?

[ThM55]

C'est justement pour répondre à ce genre de questions que des modèles de l'effondrement comme GRW ont été créés.

Si on remonte à Schrödinger et son chat, exemple bien connu qui maintenant est intégré dans la pop-culture, et si on l'interprète de manière orthodoxe comme Landau et Lifchitz le présentent dans leur cours, il n'y a pas vraiment de problème: le chat est considéré comme un "instrument de mesure" (remarquons que L&L évitent le terme d'observateur et le remplacent par "appareil"!). Cela vient même avant: c'est le détecteur Geiger, avec son amplificateur causant le bris de la capsule de poison, qui est l'appareil classique. A aucun moment l'appareil classique n'est en superposition selon cette interprétation. Evidemment, le problème est qu'on ne donne aucun critère pour identifier où se trouve la frontière quantique/classique et c'est sur cette ambiguïté que Schrödinger jouait. Mais dans l'optique de Landau&Lifchitz, ce n'est pas pertinent ni intéressant: il disent par ailleurs que le but de la mécanique quantique est de calculer les résultats de mesures futures connaissant les résultats des mesures passées. Pour le physicien dans son labo, c'est clair: en faisant l'expérience, quand il ouvre la boîte, il verra le chat mort ou vivant et tout cela se passera en conformité avec les lois de la MQ. S'il n'est pas intéressé par la métaphysique, il peut dormir sur ses deux oreilles. C'est une position assez confortable et finalement assez astucieuse. Elle est injustement décriée à mon avis.

Une position que j'aime assez et qui est assez proche est celle de l'interprétation de la fonction d'onde comme décrivant non pas un système précis unique mais un ensemble de systèmes qui sont préparés par le même procédé macroscopique. Einstein avait adopté cette interprétation mais il la faisait dépendre de présupposés réalistes: pour lui la variabilité statistique résultait du manque de contrôle de paramètres microscopiques réels mais inconnus lors de la préparation du système, exactement comme en thermodynamique statistique. On sait que cette idée de réaliste a été mise à mal par les expériences de Bell, Clauser, Zeilinger et Aspect. Cependant, même si on ignore ce présupposé réaliste, on peut continuer à admettre une interprétation de ce type. Et dans ce cas également l'expérience du chat de Schrödinger devient triviale à interpréter; la fonction d'onde ne décrit pas l'unique noyau radioactif dans la chambre, elle ne décrit qu'un ensemble de noyaux et il faut penser l'expérience comme concernant un ensemble de boîtes avec noyau, détecteur, poison et chat (en insistant sur le côté fictif pour ne pas alerter la SPA!). Dans ce cas il n'y a nul besoin d'un effondrement de la fonction d'onde, le noyau émet effectivement la particule alpha à un instant donné, simplement le processus microscopique n'est pas décrit, soit parce qu'on l'ignore, soit parce qu'il ne peut l'être. Le physicien Leslie Ballentine, auteur d'un cours de mécanique quantique, est un avocat de cette interprétation. Il la justifie notamment par l'effet Zénon quantique (absence de désintégration quand on répète une mesure fréquemment, ce qui a été vérifié expérimentalement).

[ordage]

Bonjour
Que penser de l'interprétation de Wigner qui considère que (si j'ai compris) c'est quand un humain prend connaissance du résultat d'une mesure quantique,qu'elle acquière un caractère physique.
Cordialement

[coussin]

Un article Wikipedia sur ce sujet : https://en.wikipedia.org/wiki/Consci...auses_collapse
Interprétation extrêmement marginale. Rejetée par Wigner lui-même en fin de compte.

[Rony]

Merci pour vos réponses.

GBo: «c’est aussi le point de départ de théories pseudoscientifiques (qui elles sont volontairement fausses en profitant de l’ambiguïté)»

- Oui, même si je n’avais pas développé cet aspect, c’est exactement ça.

Coussin:«Donc, oui : en MQ le mot observateur a un sens bien précis. C'est "le truc" capable de mesurer une observable, en d'autres termes un détecteur.»
- Merci, il y a donc bien une incompréhension linguistique, tu m’étonnes que les gens ne comprennent pas si il faut un traducteur.
Ton point sur la littérature anglaise est intéressant à mettre en perspective… cela voudrait dire que cette fausse idée se propage surtout chez les francophones..



Coussin: «Un article Wikipedia sur ce sujet :https://en.wikipedia.org/wiki/Consci...auses_collapse»
- Encore très intéressant, merci, c’est très instructif d’un point de vue historique. J’ai aussi beaucoup de mal avec l’idée d’une conscience «créatrice» qui me paraît très anthropocentrée et digne d’une vieille époque.

[ThM55]

Oui, je pense que l'idée de Wigner était d'explorer les possibilités dans le but de rejeter ce qui est non scientifique. Il y a aussi le problème cosmologique: on voudrait pouvoir étudier les phases très précoces du big bang, dans lesquelles la gravité quantique joue un rôle. C'est évidemment très spéculatif, mais comment définir les "observables" et les "observateurs" dans ce cadre?

Dans l'état actuel des connaissances, le choix de l'interprétation n'est pas déterminé par les résultats expérimentaux puisqu'elles restituent toutes les résultats de la mécanique quantique standard. On est donc encore dans le domaine de la philosophie. Cela pourrait changer dans 10 ans, 100 ans ou 1000 ans, on ne sait pas de quoi l'avenir est fait. Par exemple les théories de collapse spontané comme GRW dépendent de nouvelles constantes naturelles, elles pourraient peut-être entraîner des effets observables qui ne sont pas prévus par la MQ standard dans certains régimes. Même chose pour la théorie de Bohm: elle prédit la conservation des probabilités de Born lors de l'évolution quantique, mais Antony Valentini a exporé ce qui se passe si les conditions initiales ne vérifient pas cette répartition, et a montré qu'elle est justiciable d'un théorème-H comme celui de Boltzmann, c'est-à-dire une relaxation vers la distribution de Born qui serait alors une distribution d'équilibre. La question de l'existence d'états de non-équilibre et comment les préparer reste ouverte. Le but de tout cela est justement de réfuter, pas de se faire une doctrine philosophique somme tout arbitraire.

[ordage]

Un article Wikipedia sur ce sujet : https://en.wikipedia.org/wiki/Consci...auses_collapse
Interprétation extrêmement marginale. Rejetée par Wigner lui-même en fin de compte.

Bonjour
J'ai vu qu'en 2019, à université Heriot-Watt d'Edimbourg une équipe avait réussi à recréer une version simplifiée (dont on peut discuter la validité) du paradoxe de l'ami de Wigner avec des photons. Le résultat, qui montre certaines violations de principes, est intéressant, il montre comment on peut douter de l'objectivité des faits en mécanique quantique.
Voir "paradoxe de l'ami de Wigner" par Gemini pro, par exemple.
Cordialement

[chaverondier]

Pour quelqu'un disant n'avoir pas fait d'études scientifiques, je trouve votre difficile question très bien posée.

En discutant autour de moi j'ai récemment réalisé à quel point le terme "observateur" avait trompé toute une génération de curieux. Car pour beaucoup, le terme "observateur" induit une notion de conscience.

Von Neumann ou encore Wigner ont d'ailleurs proposé d’attribuer la réduction du paquet d’onde à la conscience de l’observateur.

Je ne suis pas de cet avis. L’observateur macroscopique joue bien un rôle, mais (selon moi) introduire la notion d’observateur conscient n’est pas nécessaire. La notion de grandeur macroscopique, qualifiée par Roger Balian d’information pertinente (sous-entendu, pour un observateur macroscopique) suffit (plus de détails sont donnés ci-dessous).

une étudiante m'expliquant que la nature réagissait différemment lorsqu'elle se savait observée.

La nature ne réagit pas de la façon on elle se sait observée (« Mind projection fallacy » nous dirait E.T. Jaynes, cf. Clearing up mysteries), mais de la façon dont elle est observée. L’expérience de fentes de Young en est effectivement une très bonne illustration :

• Le comportement des photons est celui d’une onde... ...si l’on décide d’observer leur comportement ondulatoire (les franges d’interférence).
• Le comportement des photons est particulaire... ...si l’on décide d’observer son comportement particulaire (leur position).

Le comportement observé dépend donc de ce que nous décidons d’observer. La mesure quantique est dite contextuelle. Contrairement à la physique classique, une mesure quantique n’est pas le recueil passif et non invasif d’une information préexistante (1). Nous n’observons pas les propriétés physiques intrinsèques de la nature (les propriétés observées ne présentent pas un caractère objectif) mais les propriétés de nos interactions avec la nature. Nous sommes des observacteurs.

Au contraire, j'ai vu des yeux s'ouvrir quand certains ont compris qu'ils pouvaient remplacer le mot "observateur" par "détecteur". La réduction du paquet d'onde se produisant lors de l'interaction avec l'objet, les implications sont très différentes et moins ésotériques.

C'est un début de réponse... mais il est nettement insuffisant. Le terme de détecteur, utilisé sans complément d'information, ne suffit pas à mettre en évidence le rôle de l'observateur macroscopique (qu'il s'agisse d'un être humain, d'un arbre ou d'une amibe).

Question naïve : quand la fonction d'onde s'effondre-t-elle ? Ou plus précisément, à partir de quel moment quelque chose est "un détecteur" ?

Pas du tout du tout naïve cette question. Un détecteur est un appareil réalisant des enregistrements irréversibles d’information.

Et quand une grandeur physique est-elle détectée ? Elle est détectée lorsque le détecteur a donné lieu à un enregistrement irréversible d'information. C'est dans cette notion d'enregistrement irréversible d'information, une information de ce fait reproductiblement et intersubjectivement lisible, que se cache le rôle de l'observateur macroscopique. Je détaille un peu plus loin d’où émerge la reproductibilité et l’intersubjectivité émergeant d’enregistrements irréversibles d’information.

Faut-il bannir le terme "observateur" des livres et des vidéos sur le sujet? Vous en pensez quelque chose?

Ca peut être jugé acceptable, mais à la condition de ne pas bannir le terme d'observation. Une observation, c’est un enregistrement irréversible d'information. Un enregistrement irréversible d'information demande une fuite des informations, dites non pertinentes, hors de portée de l'observateur macroscopique, fuite d’information que Roger Balian qualifie de création d'entropie pertinente, cf. Incomplete description and relevant entropies.

Qu’est-ce qu’une information pertinente ? C'est une pression, une température, un effort, une acidité, une salinité, une composition chimique… bref, des grandeurs macroscopiques. Ces informations sont telles que, notamment, 2 systèmes chacun dans un état décrit par les mêmes informations dites pertinentes, soient perçus comme indistinguables par 2 observateurs macroscopiques distincts.

En fait, d'où émerge « l’objectivité » apparente des lois et propriétés de la physique que nous attribuons à (nos interactions avec) l'univers ? Elle découle du fait que ces lois et propriétés physiques sont extraites de traces du passé ; or les traces du passé sont des enregistrements irréversibles d'information, des états d'équilibre, des états dont les grandeurs macroscopiques caractérisant notre grille de lecture d'observateurs macroscopique, (notre "myopie" commune) sont des constantes.

C'est de cette constance des grandeurs pertinentes à notre échelle d'observation (grâce, lors d’une évolution irréversible, à la fuite d’informations dites non pertinentes hors de portée de l’observateur macroscopique) qu'émerge la reproductibilité et l'intersubjectivité des informations extraites des traces du passé.

Grâce à leur grille de lecture (leur myopie) commune, 2 observateurs distincts, observant successivement la même trace du passé vont, de ce fait, en extraire la même information (cf. § Conclusion La flèche du temps et § Conclusion "The arrow of time issue, an overview"). Il est là le rôle de l’observacteur.

Un phénomène n'a pas d'effet, n'existe pas, tant qu'il n'a pas donné lieu à un enregistrement irréversible d'information, un état résistant à des agressions de l'environnement, à des lectures successives, un état correspondant, en fait, à des états successifs distincts à une échelle d’observation microphysique mais perçus comme indistinguables par des observateurs macroscopiques successifs distincts (2).

Un point supplémentaire doit être souligné : un état quantique n'est pas la représentation objective de l'état d'un système physique, c'est une information permettant à un observateur particulier d'inférer les futurs résultats d'observation que donneront ses futures interactions avec le système observé (1).

A titre d'exemple, quand Alice fait une mesure de polarisation de son photon (dans une expérience de type EPRB) l'état quantique de la paire de photons change instantanément pour Alice. Ce changement brutal d'état quantique traduit la modification d'état de polarisation qu'elle a engendré sur son photon et l'information qu'elle a ainsi acquise par sa mesure. Ce changement d’état quantique de la paire de photons n'indique en rien un changement physique objectif d'état du photon de Bob.

L’absence de changement physique objectif d'état du photon de Bob est établi par la conservation de la 2-time corrélation du photon de Bob, cf. §Quantum measurement of EPR states, article "Each instant of time a new universe". Ainsi, malgré ce changement d'état quantique de polarisation de la paire de photons, le photon de Bob ne subit pas de collapse, lui (toutefois, à ma connaissance, aucune vérification expérimentale de conservation de cette 2-time correlation n’a été réalisée, cf. Effet epr non-localité positivisme et réalisme).

En RR, on a parfois un peu de mal à accepter le caractère relatif de la simultanéité. En physique quantique, les choses sont « encore pire » : la fonction d’onde, l’information détenue par un observateur, une information lui permettant de prédire comment son système va réagir à l’une de ses futures interactions, est propre à l’interaction de cet observateur avec le système observé. L'expérience de pensée de Wigner permet, de façon encore plus marquée, de mettre en évidence le caractère relatif à l’observateur de la fonction d’onde (3)…

…et pourtant, dès que 2 observateurs échangent de l’information classique sur un résultat de mesure (cad de l’information obtenue à l’issue d’un enregistrement irréversible d’information), ils sont d’accord sur ce qu’ils ont observé. La physique quantique (bref, la physique d’aujourd’hui) « viole » l’objectivité mais respecte l’intersubjectivité.

(1) Quantum Information and Relativity Theory

In this review we shall adhere to the view that ρ is only a mathematical expression which encodes information about the potential results of our experimental interventions. The latter are commonly called “measurements” — an unfortunate terminology, which gives the impression that there exists in the real world some unknown property that we are measuring. Even the very existence of particles depends on the context of our experiments.

(2) Delayed-Choice Experiments and Bohr's Elementary Quantum Phenomenon

"No elementary quantum phenomenon is a phenomenon until it is a registered ('supprimé', 'indelibly recorded') phenomenon, 'brought to a close' by 'an irreversible act of amplification'."

J’ai 'supprimé' de la citation la mention 'observed' avec laquelle je suis en désaccord. Elle induit en erreur. Il suggère que l’observation nécessiterait la présence physique de l’observateur lors de l’observation. On a seulement besoin que l’information soit irréversiblement enregistrée pour que l’on puisse parler d’observation ; c'est aussi (selon moi) la condition nécessaire et suffisante pour que le phénomène ait eu lieu en un sens conforme à la physique telle que comprise et pratiquée à ce jour.

(3) Pour l'ami de Wigner, mesurant le spin vertical d'un spin 1/2 en état initial de spin horizontal, lorsque la mesure est finie, cad lorsqu'un spin up (par exemple) a été irréversiblement enregistré, il ne peut plus faire interférer les 2 composantes up et down précédant la fin de sa mesure. Cela l'empêche de ramener, par interférence entre les composantes de spin vertical up et down, son spin 1/2 dans son état initial de spin horizontal.

Pour Wigner, au contraire, situé à l'extérieur et sans interaction avec le spin 1/2, l'appareil de mesure, son ami et le labo de cet ami (en état superposé du point de vue de Wigner) il n'en est rien. Wigner est encore en mesure de ramener, par interférence, le spin1/2, l'appareil de mesure de son ami, son ami et son labo dans leur état initial non superposé. Il est donc normal que la fonction d'onde de la "même situation", exprimant, pour Wigner, la possibilité d'un retour à l'état initial (ce retour à l'état initial n'est pas possible pour son ami) soit différente. La fonction d'onde d'un système ne représente pas objectivement son état, mais la façon dont le système observé va réagir aux futures interactions d'un observateur donné de ce système.

Pour Wigner, la mesure de spin verticale réalisée par son ami n'est pas encore terminée puisque la fuite d'information hors de la portée de Wigner, la création d'entropie pertinente caractéristique d'un enregistrement irréversible d'information, ne s’est pas encore produite pour lui. Pour Wigner, la mesure de spin n'est donc pas encore irréversible alors qu'elle l'est déjà pour son ami.

Le fait que les deux fonctions d'onde de la même situation soient différentes n'est donc pas une incohérence. La physique quantique prédit correctement les résultats d'observation. Elle entre simplement en conflit avec une interprétation réaliste (à mon sens erronée) de l'état quantique.

La mesure de spin est terminée aussi pour Wigner lorsque Wigner se met à échanger de l'information avec son ami...
...et à ce moment-là, ils sont d'accord sur le résultat de spin observé : l'intersubjectivité est respectée.

[pimart]

Bonjour, je n'ai pas grand chose à contribuer à cette discussion, je voulais juste indiquer une vidéo de Witten, qui contient, outre une discussion sur l'histoire de la théorie des cordes, une discussion (à la fin) sur la mécanique quantique, Everett, et l'aspect un peu circulaire de la définition de ce qu'est un observateur.

[pimart]

et le lien: https://www.youtube.com/watch?v=sAbP0magTVY&t=2s

[ThM55]

C'est une vidéo très intéressante et Brian Greene lui pose beaucoup de questions pertinentes. Concernant Everett, si j'ai bien compris, il explique qu'en fin de compte on finit toujours par arriver à un point où le cerveau de l'opérateur humain, du fait de la connaissance qu'il prend du résultat d'une mesure, est intriqué avec l'objet quantique. Et donc, en réalité, Everett échoue à donner une réponse différente de celle de Bohr-Heisenberg (qui disaient qu'il faut un "monde classique" dans lequel les résultats mesures sont actés et réalisés), simplement il a repoussé la frontière jusque dans le cerveau humain et peut-être dans la conscience. C'est une observation très fine qui expose une limitation essentielle de l'idée d'Everett consistant à affirmer que tout est soumis aux lois quantiques. Mais Witten n'est pas catégorique. A un moment, il semble faire une allusion à la théorie de la décohérence en manifestant un certain scepticisme, malheureusement Brian Greene change de sujet.

[oualos]

Beaucoup de choses ont été dites et écrites sur cette notion d'observateur et sur la MQ.
Je signale deux articleS intéressants

L'étrange expérience de Wheeler vérifiée dans l'espace

Des physiciens viennent de créer le plus gros "chat de Schrödinger"

[Adrien Vila Valls]

Et donc, en réalité, Everett échoue à donner une réponse différente de celle de Bohr-Heisenberg (qui disaient qu'il faut un "monde classique" dans lequel les résultats mesures sont actés et réalisés), simplement il a repoussé la frontière jusque dans le cerveau humain et peut-être dans la conscience. C'est une observation très fine qui expose une limitation essentielle de l'idée d'Everett consistant à affirmer que tout est soumis aux lois quantiques.

Bonjour,
Je n'ai jamais lu non plus le texte d'Everett original (qui est d'ailleurs une version tronquée de ses propres réflexions, car il subissait les pressions de son directeur de thèse Wheeler qui le poussait à ne surtout pas rentrer en conflit avec Niels Bohr). Par contre, se faire une idée de l'interprétation d'Everett en en restant au texte original d'Everett, c'est un peu comme vouloir se faire une idée de la relativité restreinte en en restant à une lecture des premiers articles d'Einstein à ce sujet. C'est ignorer tous les développements qui ont eu lieu après.
Everett est sans doute l'interprétation de la mécanique quantique qui s'est le plus structurée et qui a le plus progressée lors des dernières décennies, notamment avec les travaux de Deutsch, Saunders ou Wallace. Notamment, la théorie de la décohérence, dont ne disposait pas Everett, y joue un rôle absolument central. Et une fois intégrée la théorie de la décohérence, non, la conscience de l'observateur ne joue aucun rôle particulier. Le cerveau d'un humain, ou d'un animal etc. y est traité comme n'importe quel système physique.
PS : j'ai remarqué depuis quelques années que les meilleurs physiciens théoriciens n'étaient pas forcément les meilleurs philosophes de la mécanique quantique.

[Adrien Vila Valls]

chaverondier
Un phénomène n'a pas d'effet, n'existe pas, tant qu'il n'a pas donné lieu à un enregistrement irréversible d'information, un état résistant à des agressions de l'environnement, à des lectures successives, un état correspondant, en fait, à des états successifs distincts à une échelle d’observation microphysique mais perçus comme indistinguables par des observateurs macroscopiques successifs distincts

Bonjour,
C'est peut-être une limitation de ma part mais si un phénomène n'existe pas, j'avoue ne pas comprendre comment on peut faire un enregistrement irréversible d'information sur lui.

[chaverondier]

C'est peut-être une limitation de ma part mais si un phénomène n'existe pas, j'avoue ne pas comprendre comment on peut faire un enregistrement irréversible d'information sur lui.

Moi non plus et, selon moi, il ne s'agit pas d'une limitation de ma part (ni de la vôtre d'ailleurs).

Pour ma part, j'aurais plutôt posé la question suivante : s'il n'existe pas d'enregistrement irréversible d'information accessible à l'observation sur un phénomène donné, comment pouvoir en déduire que ce phénomène n'existe pas ? J'avoue ne pas le comprendre.

Définition de la notion d’existence d’un phénomène
Il existe une façon simple de répondre à cette question, celle proposée par John Wheeler : poser par définition qu'un phénomène existe si et seulement si il engendre des traces du passé accessibles à l'observation, c'est à dire des traces reproductiblement et intersubjectivement observables (au moins un jour ou l'autre) c'est à dire un enregistrement irréversible d'informations accessibles à l'observation relatives à son advenue...

...mais bon, cette définition de l'existence d'un phénomène n'est-elle source d'aucune difficulté ? Est-il acceptable de considérer, par exemple, que tout ce qui se situe au-delà d'un horizon cosmologique n'existe pas au prétexte qu'on n'a pas de moyen (même très indirect) d'observer ce qui s'y passe ? (s'y est passé ? s'y passera ? Au sens de quel feuilletage en feuillets 3D de simultanéité ?)

L'unicité du résultat d'une mesure quantique
Allons un peu plus loin en nous appuyant, dans ce but, sur le problème d'unicité du résultat d'une mesure quantique. La proposition de Wheeler vise en effet à répondre à une partie de ce problème dans le cadre de l'expérience du choix retardé. Tout d'abord, la décohérence ne résout pas le problème d'unicité d'un résultat de mesure quantique (un résultat de mesure quantique irréversiblement enregistré = pléonasme). Le caractère superposé de l'état quantique de l'appareil de mesure (son état chat de Schrödinger) est simplement propagé à l'environnement par la décohérence (1).

L'interprétation des mondes multiples
Toutefois, l'interprétation des mondes multiples est parfaitement compatible avec la décohérence. Ces univers multiples émergent mathématiquement, inévitablement, de la théorie quantique (non relativiste) dès lors que l'on ne rajoute pas de collapse de l'état quantique violant l'unitarité d'évolution des états quantiques modélisée par l'équation de Schrödinger. L'interprétation des mondes multiples résout, elle, le problème d'unicité du résultat de mesure quantique observé. En effet, une fois mis en état superposé, "l"observateur n'a plus d'autre possibilité que d'observer un unique résultat de mesure. Les autres résultats de mesure, si l'on attribue un caractère objectif (à mon sens erroné) à l'état quantique, existent mais sont inobservables (Aîe, aïe, aïe !)....

Ces composantes de l'état quantique de l'univers sont engendrées à chaque mesure (ou measure-like) quantique. Du coup, l'interprétation des mondes multiples supprime l'incompatibilité mathématique entre le caractère unitaire des évolutions quantiques et le caractère irréversible et indéterministe (donc violant l'unitarité et la conservation de l'information) du collapse de l'état quantique lors d'une mesure quantique (d'une observable dont l'état quantique observé n'est pas état propre)...

Ils existent ou ils n’existent pas ces multiples univers ?
Voui mais voilà, l'interprétation des mondes multiples demande implicitement d'accorder une légitimité physique (et non pas seulement mathématique) à ces multiples composantes inobservables de l'état quantique de l'univers et de juger scientifiquement légitime une notion d'état quantique de l'ensemble de l'univers...
...malgré l'impossibilité de pouvoir accorder cette légitimité physique à l'état quantique de l'univers dans son ensemble puisqu'il n'existe pas d'observateur extérieur à l'univers apte à observer ce supposé état quantique de l'ensemble de l'univers. Nous voilà donc en conflit avec la définition de la notion d'existence proposée par Wheeler juste au-dessus.

Alors ? il est résolu ou pas ce problème d’unicité du résultat de mesure en lien avec la grille de lecture de l'observateur macroscopique ?
Un peu délicat donc l'unicité des résultats de mesure quantique observés. Bon, ce n'est pas un problème nouveau...
...mais ça n'empêche nullement la physique quantique de fournir des prédictions d'une fiabilité et d'une précision extraordinaires (2). Tout est bien qui continue bien.

(1) La décohérence résout toutefois une partie du problème de la mesure quantique, l'émergence d'une base hilbertienne privilégiée.

(2) Donc on s'en moque complètement diront peut-être certains, "shut up & calculate!". Tout ça n'est que de la philosophie vaseuse et improductive de bas étage, tout juste du niveau d'une mauvaise copie d'élève de terminale S. C'est d'ailleurs un peu ce qu'a pensé une bonne partie de la communauté scientifique des ronchonnements d'Einstein concernant l'incomplétude de la formulation quantique standard tels qu'exprimés dans son article de 1935 "Can the quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?". La question d'Einstein a toutefois donné lieu :

• en 1964, presque 20 ans plus tard, à une formulation expérimentalement testable via les inégalités de Bell.
  .
• et puis en 1982, presque 40 ans plus tard, une violation de ces inégalités prédite par la physique quantique a fait l'objet d'une confirmation expérimentale par Alain Aspect (et, en 2022, à son prix Nobel, presque 90 ans plus tard. La science avance lentement... mais assez sûrement)
  .
• une vérification expérimentale validant ainsi les propriétés d'intrication de systèmes quantiques individuels, un aspect crucial de la 2ème révolution quantique avec la possibilité désormais offerte de manipuler des systèmes quantiques individuels.
  .
• Enfin, l'incomplétude de la formulation standard de la physique quantique s'est vue confirmée par le besoin de compléter la modélisation standard temporellement asymétrique de l'état quantique à un seul vecteur d'état par une variable cachée, le 2ème vecteur d'état, évoluant à rebrousse-temps, figurant dans la Formulation time-symmetric de la physique quantique à 2 vecteurs d'état, cf. Can a future choice affect a past measurement's outcome?

  The strong correlation between past and future outcomes, suggests the appearance of a subtle local hidden variable – the future state vector

[titijoy3]

une question naïve: une mesure quantique ne serait elle l'interaction entre un détecteur et un phénomène à un instant "T" en une localisation "L" ?

une deuxième :Est il possible de rendre compte d'une onde dans sa globalité en quantique ? sait on le faire ?

[Adrien Vila Valls]

Chaverondier :
Moi non plus et, selon moi, il ne s'agit pas d'une limitation de ma part (ni de la vôtre d'ailleurs).

Pour ma part, j'aurais plutôt posé la question suivante : s'il n'existe pas d'enregistrement irréversible d'information accessible à l'observation sur un phénomène donné, comment pouvoir en déduire que ce phénomène n'existe pas ? J'avoue ne pas le comprendre.

Définition de la notion d’existence d’un phénomène.....

Merci pour votre réponse, elle permet de préciser plusieurs points intéressants.

Sur la définition de Wheeler tout d’abord, j’ai une difficulté de principe. Elle me semble identifier l’existence d’un phénomène au fait qu’il laisse des traces observables, c’est-à-dire à l’accessibilité (au moins en principe) de l’information. Cela revient à faire dépendre une notion ontologique (ce qui existe) d’un critère épistémologique (ce qui est accessible à l’observation).

Or cette identification me paraît problématique. En physique, on accepte sans difficulté l’existence d’états dont l’information est en pratique irrécupérable, voire hors d’atteinte (diffusion, chaos, perte d’information vers l’environnement, etc.). Plus généralement, une théorie physique décrit un espace d’états beaucoup plus vaste que ce qui est effectivement observable. Restreindre l’existence à ce qui est accessible reviendrait à faire dépendre l’ontologie de nos capacités d’accès, ce qui me semble difficile à soutenir de manière générale.


Concernant l’interprétation d’Everett, l’objection tirée du caractère inobservable des autres branches me paraît en grande partie dépendre de ce critère. Si on ne l’adopte pas, ce caractère inobservable ne constitue pas en soi une difficulté décisive : dans toute théorie, une grande partie des structures décrites ne sera jamais observée. Dans le cas d’Everett, ces structures ne sont pas introduites ad hoc mais découlent directement de l’évolution unitaire.

On peut même soutenir que cette interprétation correspond, en un certain sens, à la formulation la plus “minimale” de la mécanique quantique : elle conserve la dynamique unitaire sans ajouter de mécanisme supplémentaire de collapse, et elle évite d’introduire une coupure a priori entre système et observateur. Les autres interprétations peuvent alors être vues comme des façons de restreindre ou de compléter cette structure pour la rendre plus conforme à certaines intuitions.

Enfin, sur la mention du cadre “non relativiste”, j’ai l’impression qu’elle mérite d’être clarifiée. Il est vrai que la formulation d’Everett est historiquement plus simple dans ce cadre, mais l’idée centrale (évolution unitaire sans collapse et rôle de la décohérence) semble s’étendre au cadre relativiste, notamment en théorie quantique des champs, où les “branches” peuvent être comprises comme des structures émergentes plutôt que comme des objets fondamentaux. Des travaux contemporains (Saunders, Wallace, etc.) vont clairement dans ce sens.

Du coup, je ne suis pas certain que la restriction au cadre non relativiste constitue une limitation de fond pour cette interprétation.

En résumé, j’ai l’impression que les difficultés que vous soulevez (observabilité, statut des branches, etc.) reposent en grande partie sur une définition préalable de l’existence qui est elle-même discutable. Si l’on adopte une conception plus indépendante de l’observabilité, ces difficultés me semblent nettement moins contraignantes.

[Adrien Vila Valls]

une question naïve: une mesure quantique ne serait elle l'interaction entre un détecteur et un phénomène à un instant "T" en une localisation "L" ?

une deuxième :Est il possible de rendre compte d'une onde dans sa globalité en quantique ? sait on le faire ?

Pour la première question :

J’ai envie de répondre : cela dépend de l’interprétation que l’on adopte, mais globalement oui.

La mécanique quantique “des manuels” tend en effet à ne pas décrire explicitement le processus de mesure lui-même : l’appareil de mesure est souvent traité comme extérieur à la description quantique, et on introduit directement un “résultat”.

Mais rien n’empêche, en principe, de modéliser la mesure comme une interaction physique entre le système étudié et l’appareil de mesure. Dans ce cas, il faut traiter le système, l’appareil et même l’environnement comme des systèmes quantiques. L’interaction va alors produire une intrication entre ces différents éléments.

La théorie prédit alors un état global superposé, corrélé aux différents résultats possibles de la mesure, qui s’étend progressivement à l’environnement (ce qui est souvent résumé par l’idée d’une “superposition macroscopique”).

Cependant, en pratique, cette superposition ne donne pas lieu à des interférences observables à cause de la décohérence : les interactions avec l’environnement rendent les différentes composantes de la superposition effectivement indépendantes les unes des autres du point de vue des observations.


Pour la deuxième question, je ne suis pas sûr de bien la comprendre.

Si la question est : peut-on rendre compte des phénomènes ondulatoires en général dans le cadre de la physique quantique, alors la réponse est oui. Par exemple, les ondes électromagnétiques sont décrits quantiquement dans le cadre de l'électrodynamique quantique, et les ondes mécaniques (microscopiques) sont décrits quantiquement dans le cadre de la physique de la matière condensée, et les deux types de phénomènes sont décrites dans un cadre théorique partagé: la théorie quantique des champs.

Si la question porte plutôt sur la fonction d’onde elle-même, alors la situation est un peu différente. La fonction d’onde décrit l’état du système étudié, et lorsqu’on considère plusieurs systèmes en interaction, on doit en principe considérer une fonction d’onde globale décrivant l’ensemble.

En revanche, les mesures que l’on effectue ne portent généralement pas directement sur la fonction d’onde. On accède plutôt à des observables (positions, impulsions, etc.), et la fonction d’onde permet d’en prédire les résultats. Par exemple, la phase globale d’une fonction d’onde n’est pas observable, même si des différences de phase peuvent produire des effets mesurables (comme dans les interférences).

Donc on peut bien décrire des “ondes” au sens quantique, mais on n’accède pas directement à toute leur structure par une seule mesure

[titijoy3]

merci pour les réponses, elles correspondent bien à ce que je pressentais

[coussin]

Pour la deuxième question, je peux pointer vers la tomographie quantique qui vise à reconstituer une fonction d'onde via de multiples mesures.
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tomography

[chaverondier]

La définition de Wheeler... me semble identifier l’existence d’un phénomène au fait qu’il laisse des traces observables, c’est-à-dire à l’accessibilité (au moins en principe) de l’information. Cela revient à faire dépendre une notion ontologique (ce qui existe) d’un critère épistémologique (ce qui est accessible à l’observation).

Ou à accepter que la notion d'ontologie, au sens objet ou phénomène dont les propriétés auraient une existence indépendante de toute considération d'observateur, soit une illusion. Cette illusion me semble correspondre au point de vue réaliste des de Broglie, Schrödinger, Einstein, Bohm, Bell, Bricmont, Prigogine, Jaynes, Laloë, Valentini, Scarani, Goldstein, Vaidman, Albert, Arminjon, Aspect, peut-être Gisin par opposition au point de vue positiviste des Bohr, Born, Heisenberg, Gell-mann, Peres, Rovelli, Fuchs, Bitbol, Grinbaum...

Pour ma part, je ne crois plus au point de vue réaliste. Même des entités considérées comme réelles bien que non observables sont déduites de théories reposant sur des hypothèses ou principes émergeant de faits d'observation, intersubjectivement reproductiblement observables.

Les notions de propriété physique objective et d'ontologie me semblent issues d'une vision de la physique héritée, à notre insu, de la science de la fin du 19ème siècle. A cette époque la communauté scientifique était convaincue que l'univers était régi par une évolution objectivement déterministe de grandeurs nous offrant une description objective des lois de l'univers. On pensait que cette description se rapprocherait de plus en plus d'une réalité dont les propriétés auraient une existence intrinsèque, objective, indépendante de toute considération d'observateur et de sa grille de lecture. Pour ma part, j'ai (maintenant) la quasi-certitude qu'il s'agit là d'une erreur d'interprétation de la physique et je précise ci-dessous un peu plus en détail ce point de vue.

Restreindre l’existence à ce qui est accessible reviendrait à faire dépendre l’ontologie de nos capacités d’accès, ce qui me semble difficile à soutenir de manière générale.

Pas de doute, envisager l'inverse entre en violent conflit avec notre intime conviction, une intuition émergeant de notre vie de tous les jours. Quand je pose un objet sur une table, la table est solide, physique, réelle ; ses propriétés ne doivent rien à l'observation ; cet objet est physique, réel, ses propriétés ne doivent rien à l'observation non plus. D'ailleurs, si quelqu'un se trouve à côté de moi, il va confirmer la réalité de ces 2 objets et la réalité jugée objective de leurs propriétés. Elles ne doivent donc rien à l'observation...

...et pourtant, à titre d'exemple, une particule de spin 1/2 en état de spin up ne possède pas de spin horizontal. C'est ma mesure de spin horizontal qui lui en confère un. A mon sens, d'une façon plus générale, aucune des lois, propriétés, constantes fondamentales de la physique que nous attribuons à (nos interactions) avec l'univers n'existeraient en absence des faits d'observation reproductiblement et intersubjectivement observables dont elles sont issues. Je précise :

• sans observateur macroscopique, pas de grandeurs macroscopiques
• sans grandeurs macroscopiques, pas d'état d'équilibre ("un" état dont les grandeurs macrocopiques sont des constantes)
• sans état d'équilibre, pas de traces du passé (les traces du passé sont des états d'équilibre)
• sans traces du passé pas d'information intersubjectivement et reproductiblement extraites de ces traces (le caractère reproductible et intersubjectif des informations extraites de ces traces provient de l'indistinguabilité des microétats appartenant à "un" même macroétat d'équlibre.)
• sans informations reproductiblement et intersubjectivement accessibles aux observateurs macroscopiques, pas le lois, propriétés et constantes fondamentales de la physique extraites de ces traces (objet, de ce fait, d'un large consensus scientifique).

Au même titre que l'écoulement irréversiblement du temps (parfois injustement qualifié d'illusion par les tenants d'une interprétation réaliste de la physique), les lois, propriétés et constantes de la physique que nous attribuons à (nos interactions avec) l'univers découlent (selon moi) de notre grille de lecture d'observateurs macroscopiques (2). Elles n'existent pas en l'absence de cette grille de lecture.

Si nous nétions pas "myopes", nous serions aveugles

(une formulation d'ailleurs encore trop réaliste. Elle attribue une existence objective aux propriétés que crée notre grille de lecture)

Cf. la vidéo conférence la flèche du temps et "The arrow of time issue, an overview" pour plus de détails.

Dans le cas d’Everett, ces structures ne sont pas introduites ad hoc mais découlent directement de l’évolution unitaire. On peut même soutenir que cette interprétation correspond, en un certain sens, à la formulation la plus “minimale” de la mécanique quantique : elle conserve la dynamique unitaire sans ajouter de mécanisme supplémentaire de collapse, et elle évite d’introduire une coupure a priori entre système et observateur. Les autres interprétations peuvent alors être vues comme des façons de restreindre ou de compléter cette structure pour la rendre plus conforme à certaines intuitions.

Complètement d'accord avec ça.

Par contre, quant à savoir si ces mondes parallèles inobservables correspondent ou pas à une sorte de réalité physique, je suis assez sceptique. A mon sens, on pourra leur attribuer une réalité physique si, un jour ou l'autre (plutôt l'autre à mon avis) on trouve une modification de la théorie quantique (justifiée par l'observation) permettant de rendre ces univers parallèles accessibles à l'observation...

...En forçant un peu le trait, on va pouvoir discuter avec un double ou un triple de nous-même ? Vraiment ? A mon sens, l'attribution d'un caractère de réalité physique à ces mondes multiples découle d'une interprétation réaliste de l'état quantique combinée à son interprétation comme caractérisant l'état d'un système individuel (et non comme caractérisant l'état d'un ensemble statistique).

Voilà ce que nous dit Peres de l'interprétation réaliste de l'état quantique dans Quantum information and special relativity.

In this review we shall adhere to the view that ρ is only a mathematical expression which encodes information about the potential results of our experimental interventions. The latter are commonly called “measurements” — an unfortunate terminology, which gives the impression that there exists in the real world some unknown property that we are measuring. Even the very existence of particles depends on the context of our experiments. In a classic article, Mott (1929) wrote “Until the final interpretation is made, no mention should be made of the α-ray being a particle at all.” Drell (1978).

Tant que rien d'observable ne peut être extrait de l'hypothèse d'une réalité physique de ces univers parallèles, je préfère les considérer comme non pertinentes pour représenter autre chose qu'un outil statistique d'inférence caractérisant les propriétés d'un ensemble et non l'état d'un système individuel. D'ailleurs, la formulation time-symmetric de la physique quantique donne raison à Einstein quand il avait émis, sous forme de question, le point de vue selon lequel la théorie quantique standard donnait une description physique incomplète, la description d'un ensemble statistique et non celle d'un système individuel (comme le fait remarquer Jaynes, cf. Clearing up mysteries, § Confrontation or reconciliation)...

...sans toutefois négliger le fait que l'interprétation d'Everett émerge (comme vous le faites remarquer) de façon mathématiquement parfaitement inévitable d'une théorie quantique ayant très largement fait ses preuves (1). La découverte par Dirac d'antiélectrons, avant qu'ils ne soient observés, rappelle que, parfois, la théorie nous prédit ou parfois suggère à juste titre des phénomènes qui n'ont jamais auparavant été observés.

(1) A condition, toutefois, que l'on ne rajoute pas, dans la théorie quantique, de collapse de l'état quantique... ...Un collapse pourtant observable mais mathématiquement incompatible avec l'unitarité des évolutions quantiques (unitarité d'évolution impliquant réversibilité, déterminisme et conservation de l'information). Mais ce n'est pas vraiment la violation d'unitarité le problème. La fuite d'information hors de portée l'observateur macroscopique est la source de cette violation d'unitarité (comme le font remarquer Sean Caroll ou encore Huw Price par exemple). Par contre, l'unicité du résultat de mesure observé amène des questions (c'est qui "je" dans l'interprétation de mondes multiples. Il y a un autre "je" qui vis autre chose ? Lui aussi pense être "je") que l'on n'est même pas sûr de savoir poser correctement... mais auxquelles l'interprétation d'Everett de la théorie quantique est sensée apporter une réponse... Enfin, une réponse mathématique...
...au prix de l'attribution d'une sorte de réalité physique aux mondes multiples inobservables émergeant de cette interprétation à chaque mesure quantique (ou mesure quantique-like).

(2) Des observateurs macroscopiques cad des êtres vivants recueillant et traitant sensiblement les mêmes grandeurs macroscopiques.

[Adrien Vila Valls]

Merci pour cette réponse de qualité. Je vais essayer de m’en montrer digne et m'excuse par avance pour le pavé.

Chaverondier : Ou à accepter que la notion d'ontologie, au sens objet ou phénomène dont les propriétés auraient une existence indépendante de toute considération d'observateur, soit une illusion. Cette illusion me semble correspondre au point de vue réaliste des de Broglie, Schrödinger, Einstein, Bohm, Bell, Bricmont, Prigogine, Jaynes, Laloë, Valentini, Scarani, Goldstein, Vaidman, Albert, Arminjon, Aspect, peut-être Gisin par opposition au point de vue positiviste des Bohr, Born, Heisenberg, Gell-mann, Peres, Rovelli, Fuchs, Bitbol, Grinbaum...

Pour ma part, je ne crois plus au point de vue réaliste. Même des entités considérées comme réelles bien que non observables sont déduites de théories reposant sur des hypothèses ou principes émergeant de faits d'observation, intersubjectivement reproductiblement observables.

Je pense que nous abordons ici le noyau de notre désaccord. Je ne peux évidemment pas réfuter votre point de vue, ni prouver le mien, mais il s’agit pour moi d’une question de coûts épistémologiques. Et je vois deux énormes problèmes à la position anti-réaliste basée sur l’intersubjectivité et le primat de la notion d’observabilité.
Le premier problème est celui de l’arbitraire, ou pour le dire autrement, du scepticisme sélectif. En présumant que la notion d’intersubjectivité est centrale, vous adoptez une position réaliste sur l’existence d’autres observateurs, ainsi que sur le fait que votre mémoire donne un accès réel à vos anciennes observations et à votre propre passé. Or, qu’est-ce qui justifie cette confiance en l’existence d’autres observateurs et en celle de votre propre passé, puisque nous n’avons en réalité accès qu’à nos contenus d’expérience ou d’observation du moment présent ? Bien sûr, nous sommes obligés d’aller au-delà, sinon nous resterions bloqués dans ce que Russell appelait « un solipsisme de l’instant », qui est une position philosophique indéfendable (bien qu’irréfutable), puisqu’elle bloque les conditions mêmes d’une discussion sensée avec un interlocuteur.
Mais donc, si nous accordons une réalité à d’autres subjectivités et à notre passé, nous le faisons par inférence à partir du contenu de notre propre expérience du moment présent, et nous réifions des phénomènes qui vont déjà au-delà de la notion d’observabilité (nous ne pouvons pas observer notre passé directement ni la subjectivité des autres personnes : tout ceci ne nous est pas directement donné). La question est alors la suivante : sur quel critère acceptez-vous la réalité indépendante des autres subjectivités et celle de votre passé, tout en rejetant celle des objets physiques ?
Surtout que, et là je passe au second problème de cette position, tous nos modèles du monde — qu’ils soient pré-théoriques ou scientifiques — convergent vers des descriptions dans lesquelles l’accès à autrui et au passé est médié par des processus physiques. Or ces modèles ne sont pas arbitraires : ils sont sélectionnés précisément parce qu’ils rendent compte de manière cohérente et unifiée de l’ensemble de nos observations. Notamment, l’ensemble des sciences (l’astrophysique, la chimie, la biologie, les neurosciences) nous indiquent que l’avènement d’observateurs n’est qu’un événement relativement récent à l’échelle de l’univers, et même à l’échelle de l’histoire de la Terre. En bref, donner le primat à l’intersubjectivité et à l’observation par rapport aux processus physiques semble renverser la chaîne causale qu’à peu près toutes les sciences de la nature ont identifiée. Autrement dit, il y a une grande tension, un problème de consilience, entre la position qui donne le primat à l’intersubjectivité et l’ensemble du corpus des connaissances scientifiques qui tend à naturaliser la notion d’observation.

...et pourtant, à titre d'exemple, une particule de spin 1/2 en état de spin up ne possède pas de spin horizontal. C'est ma mesure de spin horizontal qui lui en confère un.

Concernant cet exemple, je n’y vois pas un problème concernant la position réaliste en général, mais un problème d’interprétation lorsque l’on continue à forcer une grille de lecture classique sur un processus intrinsèquement quantique. Je fais partie de ceux qui pensent que c’est le formalisme d’une théorie qui doit guider son interprétation. Or, ce que nous dit le formalisme de la mécanique quantique, c’est que l’état du spin par rapport à la base des états propres du spin horizontal est une superposition, et que cet état va s’intriquer avec celui de l’appareil de mesure au moment de l’interaction.
C’est cette intrication qui permet ensuite aux observateurs, en devenant eux-mêmes corrélés à ce processus, de lire “spin up” ou “spin down” par rapport à l’axe horizontal. Le formalisme de la mécanique quantique fournit ainsi une description cohérente des processus physiques, sans faire intervenir explicitement un observateur dans la dynamique, et sans attribuer une valeur de spin dans cette base avant le processus de mesure.
En un sens, si l’on suit le formalisme quantique au plus près, la superposition de l’état du spin avant la mesure peut être rapprochée, sur le plan formel, de la superposition des différentes longueurs d’onde dans le rayonnement électromagnétique du Soleil, et le processus d’interaction entre la particule et l’appareil de mesure est, toutes proportions gardées, analogue au passage d’un rayonnement blanc à travers un prisme. La mesure transforme de manière dynamique le système en interagissant avec lui, mais ne nécessite pas de supposer une création de propriété au moment de la mesure.

sans observateur macroscopique, pas de grandeurs macroscopiques

Je ne sais pas trop comment interpréter cette proposition. Si vous voulez dire que, sans observateur macroscopique, il n’y aurait personne pour conceptualiser et observer ces grandeurs macroscopiques — par exemple en définissant une échelle de coarse-graining adaptée à l’observation et à la conceptualisation — je suis d’accord ; cela me paraît relever d’un point épistémique standard, dont la portée philosophique me semble limitée.
Si vous voulez dire que ce sont les observateurs macroscopiques qui participent à la constitution des processus et des structures physiques que l’on décrit à travers la conceptualisation de ces grandeurs, cela me paraît beaucoup plus discutable.
Généralement, lorsque les astrophysiciens décrivent la formation d’une naine blanche ou d’un trou noir, le processus physique en lui-même émerge de la dynamique des constituants microscopiques du système, indépendamment de la présence d’un observateur, même si sa description précise dépend d’un certain choix de coarse-graining. Nous avons une certaine latitude dans les concepts que nous choisissons pour décrire le processus, mais le fait qu’il ne doit pas y avoir de contradiction entre ces différentes descriptions suggère qu’elles sont contraintes par un même processus physique sous-jacent, qui ne dépend pas de nos choix descriptifs.

sans observateur macroscopique, pas de grandeurs macroscopiques
sans grandeurs macroscopiques, pas d'état d'équilibre ("un" état dont les grandeurs macrocopiques sont des constantes)
sans état d'équilibre, pas de traces du passé (les traces du passé sont des états d'équilibre)
sans traces du passé pas d'information intersubjectivement et reproductiblement extraites de ces traces (le caractère reproductible et intersubjectif des informations extraites de ces traces provient de l'indistinguabilité des microétats appartenant à "un" même macroétat d'équlibre.)
sans informations reproductiblement et intersubjectivement accessibles aux observateurs macroscopiques, pas le lois, propriétés et constantes fondamentales de la physique extraites de ces traces (objet, de ce fait, d'un large consensus scientifique).

Il y a quelque chose qui n’est pas très explicite dans tous ces points, et pourtant nécessaire pour rendre compte de l’intersubjectivité des observations : les conditions physiques qui les rendent possibles. Vous y faites d’ailleurs référence lorsque vous écriviez dans votre premier message sur ce fil :
« C'est de cette constance des grandeurs pertinentes à notre échelle d'observation (grâce, lors d’une évolution irréversible, à la fuite d’informations dites non pertinentes hors de portée de l’observateur macroscopique) qu'émerge la reproductibilité et l'intersubjectivité des informations extraites des traces du passé. »
Le point important est ici : « grâce, lors d’une évolution irréversible, à la fuite d’informations dites non pertinentes hors de portée de l’observateur macroscopique ». Mais, ce faisant, vous mobilisez précisément des processus physiques (évolution irréversible, fuite d’information) qui semblent décrits comme indépendants de l’intervention d’un observateur particulier. Autrement dit, l’intersubjectivité semble ici dériver de conditions physiques, plutôt que l’inverse.
Il y a un chercheur qui a beaucoup travaillé sur ces questions, c’est Wojciech Zurek. Que fait-il ? Il utilise le formalisme quantique pour identifier les conditions physiques dans lesquelles certaines informations se trouvent dupliquées de manière massive dans l’environnement. Or, bien que sa position philosophique refuse l’engagement ontologique, il devient difficile de comprendre ce à quoi renvoient concrètement ces “conditions” si on ne leur attribue pas un certain statut physique, même minimal.
En bref, les conditions d’observabilité semblent elles-mêmes dépendre de processus physiques largement indépendants de l’observateur, que la mécanique quantique permet précisément de décrire.

Par contre, quant à savoir si ces mondes parallèles inobservables correspondent ou pas à une sorte de réalité physique, je suis assez sceptique. A mon sens, on pourra leur attribuer une réalité physique si, un jour ou l'autre (plutôt l'autre à mon avis) on trouve une modification de la théorie quantique (justifiée par l'observation) permettant de rendre ces univers parallèles accessibles à l'observation...

Personnellement, je ne suis pas non plus très optimiste quant à la possibilité de trouver ce type de modification. En revanche, je ne pense pas que cela constitue une condition nécessaire. J’aurais même tendance à retourner l’argument pragmatiste : il me semble que, dans de nombreux contextes, une lecture réaliste est souvent plus naturelle et moins artificielle qu’une lecture strictement positiviste.
Dans plusieurs domaines où la mécanique quantique est utilisée de manière intensive (cosmologie, astrophysique, informatique quantique, physique de la matière condensée), interpréter le vecteur d’état comme une simple mise à jour bayésienne des connaissances d’un observateur devient conceptuellement lourd. Par exemple, il est difficile de rendre compte des fluctuations quantiques du vide dans l’univers primordial à partir desquelles les grandes structures vont se former — à une époque où aucun observateur n’est présent — uniquement en termes de mise à jour d’information. De même, expliquer la stabilité des étoiles à neutrons par la pression de dégénérescence, ou encore les propriétés des condensats de Bose-Einstein, semble beaucoup moins couteux conceptuellement en termes de structures physiques qu'en termes d’états de connaissance.
Dans tous ces cas, la description semble reposer sur des processus et des structures physiques, plutôt que sur des processus de mise à jour d’information.
Je pense que le débat sur les fondements de la mécanique quantique est appelé à durer, mais il me semble que des considérations de ce type — liées à l’efficacité explicative et à la naturalité des cadres conceptuels — pourraient jouer un rôle important dans son évolution. Autrement dit, il est possible que le réalisme finisse par s’imposer non par principe, mais par pragmatisme scientifique. (C’est une possibilité envisageable, non pas une prédiction de ma part).

...sans toutefois négliger le fait que l'interprétation d'Everett émerge (comme vous le faites remarquer) de façon mathématiquement parfaitement inévitable d'une théorie quantique ayant très largement fait ses preuves (1). La découverte par Dirac d'antiélectrons, avant qu'ils ne soient observés, rappelle que, parfois, la théorie nous prédit ou parfois suggère à juste titre des phénomènes qui n'ont jamais auparavant été observés.

Je trouve que vous faites preuve d’une honnêteté et d’une ouverture d’esprit remarquables. C’est effectivement une des considérations qui a le plus de poids pour moi pour prendre l’interprétation d’Everett au sérieux. Historiquement, de nombreuses structures mathématiques que beaucoup considéraient initialement comme de simples artefacts se sont révélées correspondre à des phénomènes physiques bien réels (tache de Poisson, trous noirs, effet Effet Aharonov-Bohm, etc.).
Cela incite à prendre très au sérieux le formalisme d’une théorie, et, par cohérence méthodologique, à ne pas écarter trop rapidement les conséquences interprétatives directes qui en découlent.

[chaverondier]

Qu’est-ce qui justifie la confiance en l’existence d’autres observateurs ?

Je ne vois pas de raison de remettre en cause ou d’interroger cette hypothèse. Cette remise en cause n’est pas nécessaire pour expliquer des faits d'observation. A l’inverse, notre grille de lecture d'observateur macroscopique permet d’expliquer (entre autres) :

• Ce qu'est un résultat de mesure quantique. C’est une information irréversiblement enregistrée grâce à une fuite d'information hors de portée des observateurs macroscopiques (une création d'entropie). Cette fuite d'information est l'origine de l'indéterminisme, de l'irréversibilité et de la non conservation de l'information lors d'une mesure quantique. C'est de là que provient la violation d'unitarité requise pour faire émerger les propriétés que nous observons... Elle nécessite notre grille de lecture macroscopique.
  .
• Pourquoi nous observons les mêmes résultats de mesure (intersubjectivité) et ce reproductiblement. En effet, un enregistrement irréversible est un état d'équilibre, un état dont les grandeurs macroscopiques sont des constantes...
  ...Grâce à notre "myopie" commune d'observateurs macroscopiques, nous observons un même résultat assurant ainsi reproductibilité et intersubjectivité des informations extraites des traces du passé, d'où l'intersubjectivité et la reproductibilité des lois, propriétés et constantes physiques qui en sont extraites... une intersubjectivité que notre intuition classique nous pousse à interpréter comme de l'objectivité.
  .
• Pourquoi, dans un espace-temps où n'existe pas de présent, les évènements peuvent cependant être classés, vis à vis d'un observateur, en évènements passés et évènements futurs... Les évènements présents sont pourtant tout autant corrélés à des évènements futurs qu'à des évènements passés. Les corrélations T-symétriques entre mesures quantiques fortes antérieures et postérieures à des mesures quantiques faibles intermédiaires en sont une illustration. Les traces du futur existent, certes (les atomes d’un futur animal par exemple) mais ne nous sont pas accessibles. C'est l'accessibilité à l'observateur de traces du passé (qualifiées de traces du passé parce qu'accessibles reproductiblement et intersubjectivement) qui distingue (pour l'observateur) un évènement passé d’un évènement futur.
  .
• Pourquoi, dans l'expérience dite du choix retardé, le chemin par lequel est passé le photon dans un Mach et Zehnder peut être choisi après qu'aient été parcourus intégralement les 2 chemins sur lesquels ce photon s'engage derrière le miroir 1/2 réfléchissant situé en entrée.

Sur quel critère acceptez-vous la réalité indépendante des autres subjectivités et celle de votre passé, tout en rejetant celle des objets physiques ?

Je ne rejette ni la "réalité" des objets physiques, ni celle des autres subjectivités, ni de notre passé. Je signale comment ces réalités se définissent.

Elles se définissent par les propriétés que nous leur conférons. Nous extrayons ces propriétés des résultats intersubjectivement et reproductiblement observables grâce à notre "myopie" commune d'observateurs macroscopiques (d'êtres vivants recueillant et traitant sensiblement les mêmes grandeurs macroscopiques). Il n'est pas nécessaire de rajouter l'hypothèse de propriétés sensées exister sans observateurs pour les conférer aux systèmes observés.

On conserve donc seulement (rasoir d’Occam) uniquement l’hypothèse dont on ne peut pas se passer : observer des résultats irréversiblement enregistrés pour pouvoir attribuer ces propriétés aux systèmes observés. Ce choix minimal permet de supprimer nombre de paradoxes en physique quantique comme signalé par Peres, Rovelli, Fuchs, Zwirn...

Tous nos modèles du monde sont sélectionnés précisément parce qu’ils rendent compte de manière cohérente et unifiée de l’ensemble de nos observations.

Oui et il n'y a pas de moyen d'y échapper. "La réalité" se définit par des propriétés qui n'existeraient pas sans recours aux observations dont elles émergent.

Notamment, l’ensemble des sciences (l’astrophysique, la chimie, la biologie, les neurosciences) nous indiquent que l’avènement d’observateurs n’est qu’un événement relativement récent à l’échelle de l’univers, et même à l’échelle de l’histoire de la Terre.

Et il n'y a pas d’écoulement irréversible du temps, donc pas d'histoire de l'univers, sans évolutions irréversibles, des évolutions se définissant, via une fuite d'information hors de portée de l'observateur macroscopique (encore lui), par des traces "laissées dans le passé".

La nécessité (choquante) de faire intervenir l'observateur pour faire émerger un écoulement irréversible du temps (nous semblant tellement objectif) a amené feu Prigogine et son école de pensée (l'école dite de Bruxelles-Austin) à rechercher des modèles d'évolution possédant, par leur structure mathématique, la possibilité d'évolutions intrinsèquement time-asymmetric.

De tels modèles sont requis si l'on souhaite défendre, comme feu Prigogine, l'hypothèse d'une irréversibilité objective, se manifestant à toutes les échelles d'observation. L'évolution irréversible d'un gaz parfait modélisée par l'équation de Boltzmann ne respecte pas ce principe. La croissance de l'entropie, lors de cette évolution, nécessite d'introduire "à la main" d'une fuite d'information hors de portée de l'observateur, via l'hypothèse dite du chaos moléculaire, dans une cinématique des gaz intrinsèquement T-symétrique.

Les modèles dynamiques proposés par Prigogine, Petrosky, Antoniou, Résibois en physique classique et par Gadella, A. Bohm, Patuleanu, de la Madrid en physique quantique (avec leur triplet de Gelfand) présentent, par construction, une asymétrie temporelle intrinsèque. Leur pertinence, tant mathématique que physique, est incontestable. En physique quantique, les triplets de Gelfand permettent d’héberger les kets de Dirac et de modéliser la désintégration d'un atome radioactif par exemple. La désintégration d'un atome radioactif n'est pas modélisable dans le cadre des seules évolutions unitaires possibles dans un espace de Hilbert.

Il n'y a pas d’erreur physique ou mathématique dans leurs modèles (à des détails mathématiques près contestés par de la Madrid). Toutefois, si on creuse un peu, on s'aperçoit qu’une surinterprétation intervient lorsque Prigogine affirme que l'irréversibilité de ces évolutions est objective, indépendante de l'observation au prétexte que la fuite d'information hors de portée de l'observateur n'y est pas introduite après coup dans une dynamique d'évolution intrinsèquement unitaire.

En fait, l'irréversibilité d'une désintégration atomique est une impossibilité pratique, une limitation d'action due à nos gros doigts maladroits d'observacteur macroscopique.

Hilbert Space or Gelfand Triplet - Time Symmetric or Time Asymmetric Quantum Mechanics, A. Böhm, H. Kaldass, P. Patuleanu, 1997. §1, Nota 2: D.Lee [Lee, 81]: the time reverse of a decay process is highly improbable. The decay products have a fixed phase relationship. To reverse this decay process would require the preparation of a state consisting of two (or more) highly correlated incoming spherical waves with fixed relative phase. However, it is practically impossible to build an experimental apparatus that prepares two incoming waves with a fixed relative phase.

Donner le primat à l’intersubjectivité et à l’observation par rapport aux processus physiques semble renverser la chaîne causale qu’à peu près toutes les sciences de la nature ont identifiée.

Oui.

Cette intrication permet ensuite aux observateurs, en devenant eux-mêmes corrélés à ce processus, de lire “spin up” ou “spin down” par rapport à l’axe horizontal.

Bref, pas moyen d’éjecter l'observateur. Une propriété n'est pas intrinsèque à un système observé ; elle traduit l'interaction entre un système observé et un observateur. De sa grille de lecture émergent des enregistrements irréversibles dont sont tirées des propriétés. Ces propriétés seraient tout aussi indûment attribuées au seul système observé que le serait son entropie.

"Sans observateur macroscopique, il n’y aurait personne pour observer ces grandeurs macroscopiques."

Correction : "Pour observer ces grandeurs" contient implicitement l'hypothèse réaliste que ces grandeurs macroscopiques pourraient exister même s'il n'y avait pas d'observateur macroscopique. Ce n'est pas possible. Il n'y a pas de grandeurs macroscopiques inscrites dans les lois et propriétés physiques (dites) fondamentales.

"Grâce, lors d’une évolution irréversible, à la fuite d’informations dites non pertinentes hors de portée de l’observateur macroscopique". Vous mobilisez des processus physiques (évolution irréversible, fuite d’information) qui semblent décrits comme indépendants de l’intervention d’un observateur particulier. Autrement dit, l’intersubjectivité semble ici dériver de conditions physiques, plutôt que l’inverse.

Ce renversement est un piège tendu par notre intuition classique. Elle nous pousse à prêter un caractère physique objectif à l'irréversibilité des évolutions. Cette irréversibilité n'existe pas sans le coarse-graining induit par notre grille de lecture d'observateurs macroscopiques.

Ce point n'a pas échappé à Albert Einstein et à Thibault Damour notamment. Comme ils ont une lecture réaliste de la physique et que l’écoulement irréversible du temps ne possède pas un caractère objectif, ils interprètent cet écoulement comme une illusion, admettant ainsi implicitement qu'il existerait, au contraire, des lois et propriétés qui seraient réelles elles, cad, de leur point de vue réaliste, objectives.

Il y a un chercheur qui a beaucoup travaillé sur ces questions, c’est Wojciech Zurek.

C'est un bon exemple. Zurek aurait bien voulu résoudre le problème de la mesure quantique. Comme pas mal de physiciens s'intéressant à ce problème, il aurait souhaité que la décohérence permette d'éjecter l'observateur du problème de la mesure. Il a considérablement fait avancer le sujet en faisant apparaître une base hilbertienne préférée grâce à la décohérence, mais il n'a pas pu éjecter l’observateur, pas plus d'ailleurs que Balian malgré le grand intérêt de son modèle dynamique de la mesure quantique (modélisant, en fait, l'évolution d'un état mixte. Pas moyen de terminer l'évolution par un unique état quantique pur). Un résultat de mesure est obtenu seulement quand l'observateur (encore lui) se retrouve intriqué avec l'ensemble système observé + appareil de mesure + environnement.

Les conditions d’observabilité semblent elles-mêmes dépendre de processus physiques largement indépendants de l’observateur, que la mécanique quantique permet précisément de décrire.

Ou plutôt, en dépendant de la même façon du point de vue de résultats d'observation irréversiblement enregistrés...
…donc intersubjectivement et reproductiblement lisibles par les observateurs macroscopiques (grâce à leur grille commune de lecture source de cette irréversibilité).

Dans de nombreux contextes, une lecture réaliste est souvent plus naturelle et moins artificielle qu’une lecture strictement positiviste.

Oui. C'est d'ailleurs le point de vue adopté par Alain Aspect pour ses expériences de type EPRB. Ce point de vue l'a conduit, en 1982, au succès que l'on connaît et à son prix Nobel enfin accordé en 2022...
...et pourtant, comme établi dans "Each instant of time a new universe" § Measurements on EPR states, une mesure de spin de la particule d'Alice ne provoque pas de collapse physique objectif du spin de la particule de Bob. La 2-time corrélation O(t2)-O(t1)=0 de la particule de Bob n'est pas détruite par une mesure d'Alice à un instant t (t1 < t < t2) comme cela se produirait si le collapse du spin de la paire de particules provoqué par une mesure d'Alice engendrait un collapse physique objectif du spin de la particule de Bob.

Expliquer la stabilité des étoiles à neutrons par la pression de dégénérescence, ou encore les propriétés des condensats de Bose-Einstein, semble beaucoup moins couteux conceptuellement en termes de structures physiques qu'en termes d’états de connaissance.

Je ne vois pas de solution pour y justifier une hypothèse d’indépendance aux résultats d'observation (irréversiblement enregistrés) et l’exploitation de résultats d'observation reproductibles dont ont émergé les lois prédisant ces propriétés.

De nombreuses structures mathématiques que beaucoup considéraient initialement comme de simples artefacts se sont révélées correspondre à des phénomènes physiques bien réels (tache de Poisson, trous noirs, Effet Aharonov-Bohm, etc.). Cela incite à prendre très au sérieux le formalisme d’une théorie, et, par cohérence méthodologique, à ne pas écarter trop rapidement les conséquences interprétatives directes qui en découlent.

D'accord avec ça. Exemples :

• Les particules qualifiées de virtuelles,
• Le trajet en zig zag d'un électron dans notre espace-temps (2 zigs dans le sens normal, un zag dans le sens rétrocausal) selon un diagramme de Feynman faisant intervenir une paire électron-antiélectron (évoluant dans le sens normal si vu comme ça) s'annihilant en un photon, cet antiélectron étant issu d'une paire électron-antiélectron créée par un photon très énergique.

[Adrien Vila Valls]

J'ai énormément de choses à dire sur votre réponse, mais pour vous laisser le choix de vous concentrer uniquement sur mes points essentiels et pour ne pas trop encombrer la discussion par un gros pavé, j'ai choisi de proposer ma réponse complète en pièce jointe et de poster une réponse raccourcie (bien que déjà très longue)

Chaverondier : Je ne vois pas de raison de remettre en cause ou d’interroger cette hypothèse

Mais ce sont pourtant exactement les mêmes raisons que celles qui vous permettent de remettre en cause les propriétés objectives des objets physiques ! Les autres subjectivités sont incarnées dans des systèmes physiques et vous ne pouvez pas de manière cohérente attribuer des propriétés objectives aux autres subjectivités (du genre, « il constate la même chose que moi ») sans attribuer des propriétés objectives à l’état physique de leur cerveau. Je vais donner un exemple extrême : il y a peut-être dans la galaxie d’Andromède une civilisation d’observateur qui a émergé mais dont les traces informationnelles n’ont pas encore eu le temps de nous parvenir (nous nous situons pour l’instant hors du cône de lumière des évènements qui ont façonné l’histoire de cette civilisation). Devons-nous leur attribuer une existence objective et indépendante ? Ou est-ce que leur existence est « rétroactive » (ils existeront lorsque les premières traces d’information leur concernant nous serons parvenues) ? Notez que notre situation est tout à fait symétrique par rapport à eux. Si nous refusons de leur attribuer une existence pleine et entière, complètement indépendante de la nôtre, alors ils peuvent en faire de même à notre égard. Mais nous sommes bien placés pour savoir que nous n’avons pas besoin d’eux en tant qu’observateur pour exister.

Ou plutôt, en dépendant de la même façon du point de vue de résultats d'observation irréversiblement enregistrés...
…donc intersubjectivement et reproductiblement lisibles par les observateurs macroscopiques (grâce à leur grille commune de lecture source de cette irréversibilité).

Si je comprends bien ce que vous voulez dire, c’est que : les conditions physiques qui permettent l’observabilité d’un phénomène dépendent eux-mêmes de leurs observabilités. Nous avons donc une forme de cercle auquel il est difficile de s’extraire : « observabilité → conditions physiques → observabilité ». Cela laisse à désirer comme modèle explicatif, à moins que ce cercle, peut-être, soit rendu possible parce que l’univers est justement structuré de manière à le rendre possible (il aurait très bien pu se faire que ce ne soit pas le cas, ce qui laisse penser qu’il y a des structures de l’univers, qui ne dépendent pas de nous, et qui rendent tout cela possible…) Sinon, « d’où viennent les observateurs ? » reste une question en suspens, ce qui est dommage car la science standard a une réponse plutôt robuste à cette question. Par ailleurs, pour reprendre l’exemple du travail de Zurek, celui-ci ne dérive nullement les conditions d’observabilité des résultats d’observations intersubjectivement constatables mais du formalisme quantique lui-même, et notamment de la dynamique de la fonction d’onde.

Oui et il n'y a pas de moyen d'y échapper. "La réalité" se définit par des propriétés qui n'existeraient pas sans recours aux observations dont elles émergent.

Le fait que nos modèles du monde sont sélectionnés précisément parce qu’ils rendent compte de manière cohérente et unifiée de l’ensemble de nos observations ne signifient absolument pas que leur réalité est dépendante de nos observations. Pour donner un exemple simple, le fait que l’hypothèse de la météorite rend compte de l’ensemble des observations géologiques que l’on peut effectuer concernant les strates de la limite géologique Crétacé/Tertiaire ne signifie évidemment pas que l’existence de cette météorite est dépendante de nos observations.

On conserve donc seulement (rasoir d’Occam) uniquement l’hypothèse dont on ne peut pas se passer : observer des résultats irréversiblement enregistrés pour pouvoir attribuer ces propriétés aux systèmes observés. Ce choix minimal permet de supprimer nombre de paradoxes en physique quantique comme signalé par Peres, Rovelli, Fuchs, Zwirn...

Vous invoquez ici le rasoir d’Occam pour justifier une réduction des hypothèses aux seules observations. Mais il me semble que cette utilisation du principe d’Occam est discutable.
Le rasoir d’Occam ne consiste pas à éliminer tout ce qui n’est pas directement observable, mais à privilégier les hypothèses les plus simples au sens de leur capacité à compresser la description de l’ensemble des phénomènes. Une des façons rigoureuses de formuler le rasoir d’Occam en se basant sur une approche informationnelle est celle de Solomonoff. Dans ce cadre, l’hypothèse la plus parcimonieuse (et qui a de ce fait le plus gros prior dans un cadre bayésien) correspond au modèle formulable avec le programme le plus court.
Il est alors douteux qu’une approche centrée sur l’observateur soit plus simple. Elle nécessite d’introduire explicitement des notions supplémentaires — observateur, accessibilité, mise à jour d’information — qui alourdissent la description. Ce genre d’approche du rasoir d’Occam donne au contraire un énorme avantage à des programmes où toute la richesse phénoménologique émerge, si je pourrais dire « gratuitement », d’une dynamique simple.
Cette idée me semble en grande partie converger vers le genre d’approche privilégiée par des philosophes de la physique tels que David Wallace ou James Ladyman, qui utilisent la notion de « real patterns » de Daniel Dennett pour proposer un critère de réalité des objets physiques. L’idée est la suivante : une structure peut être considérée comme réelle dès lors qu’elle permet une description plus compacte, plus prédictive et plus unifiée des phénomènes — autrement dit lorsqu’elle joue un rôle explicatif robuste dans nos meilleures théories — qu’elle soit directement observable ou non. Attention, dans cette approche, on ne confond pas ce critère épistémique avec une définition de ce qui est réelle. L’idée, ce n’est pas de dire que, par définition, ce qui est réel est ce qui permet une description plus compacte et plus prédictive. L’idée est plutôt de dire que le fait que le pattern permette d’expliquer de manière compacte et unifiée des phénomènes variés est un signe fiable (même si faillible) de sa réalité.

Ce renversement est un piège tendu par notre intuition classique. Elle nous pousse à prêter un caractère physique objectif à l'irréversibilité des évolutions. Cette irréversibilité n'existe pas sans le coarse-graining induit par notre grille de lecture d'observateurs macroscopiques.

Si je vous comprends bien : l’irréversibilité se décrit depuis un coarse-graining ; le coarse-graining dépend des observateurs ; donc l’irréversibilité dépend des observateurs.
Ce raisonnement n’est pas valide. Il présuppose ce qu’il veut démontrer : c’est-à-dire l’équivalence entre la dépendance descriptive et la dépendance ontologique.
De manière générale, le fait que nous ayons besoin d’outils conceptuels pour décrire un phénomène n’implique pas que ce phénomène dépende de nous. Nous avons besoin de nos instruments et de choix de modélisation pour observer une supernova dans la galaxie du Sombrero, mais cela n’implique absolument pas que son existence dépend de nos outils conceptuels ou techniques.
Sur le plan physique, le point crucial est que les coarse-grainings pertinents sont objectivement contraints. Les grandeurs macroscopiques (densité, température, etc.) sont sélectionnées parce qu’elles sont dynamiquement stables et robustes. Ce n’est pas nous qui leur conférons cette propriété : c’est au contraire parce qu’elles la possèdent que nous les utilisons.
L’entropie, bien qu’elle nécessite un coarse-graining pour être définie, correspond ainsi à une propriété émergente mais objectivement contrainte. Elle reflète des structures réelles dans l’espace des états, pas un choix libre d’observateur.
Plus profondément, l’irréversibilité ne dépend pas d’un coarse-graining particulier : elle apparait pour une classe extrêmement large de coarse-grainings physiquement naturels. Ce point est essentiel : ce n’est pas un artefact d’une description particulière, mais une propriété robuste de la dynamique, qui apparaît à des niveaux au moins aussi différents que l’échelle moléculaire et celle de l’univers observable, dès que certaines conditions physiques sont réunies (conditions initiales particulières, grand nombre de degrés de liberté, dispersion de l’information, etc.).
Le cas de la décohérence est particulièrement éclairant. Lorsque l’on considère un système couplé à un environnement comportant un grand nombre de degrés de liberté, l’état global se disperse dans un espace de Hilbert de dimension gigantesque. Les différentes composantes deviennent alors exponentiellement proches de l’orthogonalité, ce qui entraîne la suppression effective des interférences dans la base des pointer-states.
Cette suppression n’est pas liée à un seuil arbitraire ni à un choix d’observateur : elle résulte de la dynamique elle-même.
Autrement dit, le coarse-graining (par exemple la trace partielle) ne crée pas l’irréversibilité : il en fournit une description compacte. La cause physique est la dispersion objective de l’information à partir d’un état particulier (Past Hypothesis) dans des systèmes à grand nombre de degrés de liberté.
Plus généralement, le fait qu’un processus soit émergent ne le rend pas subjectif. La stabilité des atomes, la thermodynamique ou encore les lois effectives issues du groupe de renormalisation correspondent à des structures physiques stables, que nos descriptions à différents niveaux capturent, sans les faire dépendre des observateurs.

[chaverondier]

vous ne pouvez pas de manière cohérente attribuer des propriétés objectives aux autres subjectivités (du genre, « il constate la même chose que moi ») sans attribuer des propriétés objectives à l’état physique de leur cerveau.

Pour ma part, du moins tant que l'on s’en tient au domaine de la physique (le domaine de ce qui est observable), je ne crois pas au concept d'ontologie dotée de propriétés qui seraient objectives, des propriétés qui existeraient indépendamment de toute considération de type : "nous observons reproductiblement la même chose". Ce concept d'ontologie ne me semble pas avoir sa place en physique. Par contre, la notion de réalité objective a sa place dans le domaine de la philosophie et de la métaphysique...

...avec tout de même un sérieux bémol. Le concept de "description complète de la réalité physique", évoqué par Einstein dans son article EPR de 1935, lui a permis de mettre le doigt sur le concept absolument crucial d'intrication et sa localité quantique associée. La violation des inégalités de Bell découverte 29 ans plus tard en 64, puis sa confirmation par Aspect 48 ans plus tard en 82 en a découlé. La notion de réalité physique objective peut donc s’avérer utile pour servir d'aiguillon quand apparaît un fait d'observation ne semblant pas commodément trouver sa place dans ce que l'on croit savoir. Chercher à se rapprocher de ce que l'on appelle la réalité objective (même si, à mon sens, ce concept n'a pas de correspondance observable) nous incite à aller toujours accroître ce que nous sommes en mesure d’observer et nos capacités à prédire ce que nous sommes en mesure d'observer. Bref, il a été trop souvent affirmé que Bohr (positiviste) avait gagné contre Einstein (réaliste)...

...Or c'est plutôt l'inverse. La découverte d'une possibilité de formalisation time symétrique à 2 vecteurs d'état de la mesure quantique (apte à prendre en compte la post-sélection) a montré que, oui, on pouvait fournir (comme Einstein l'avait soupçonné) une description plus complète de l'état quantique, de la réalité objective diront les réalistes, de ce que nous sommes en mesure d'observer diront les positivistes...
...et en attendant, c'est l'approche réaliste d'Einstein qui a permis de découvrir le pot aux roses, et donc, malgré mes observations proposant d’éjecter le concept d’ontologie de la physique, Einstein nous a montré l’aptitude du concept de réalité à rendre service.

« d’où viennent les observateurs ? »

Pour moi, c'est un peu l’analogue de la notion d'axiome en mathématiques. C'est la base. On pose une axiomatique et tous les théorèmes en découlent. En physique, à mon sens, tout repose sur des observations reproductibles. C'est presque la base. Cette reproductibilité, quant à elle, est une conséquence du caractère constant des grandeurs accessibles à l’échelle d’observation macroscopique caractérisant les traces du passé (des états d'équilibre, des informations irréversiblement enregistrées), traces dont nous tirons toutes les lois et propriétés physiques que nous attribuons à (nos interactions avec) l’univers. Cette constance des propriétés des états d’équilibre n’existerait pas (et donc les propriétés que nous en extrayons non plus) sans notre grille de lecture d’observacteurs macroscopiques.

Le travail de Zurek, ne dérive nullement les conditions d’observabilité des résultats d’observations intersubjectivement constatables mais du formalisme quantique lui-même, et notamment de la dynamique de la fonction d’onde.

Laquelle dynamique a été établie sur la base de lois aptes à prédire les faits d'observations reproductiblement observables. On ne peut pas se passer de la base : des observations reproductibles (qualifiées, de ce fait, « d’objectives »)

Le fait que nos modèles du monde soient sélectionnés précisément parce qu’ils rendent compte de manière cohérente et unifiée de l’ensemble de nos observations ne signifient absolument pas que leur réalité est dépendante de nos observations.

Et pourtant si. On ne peut établir aucun modèle sans lois et propriétés physiques et aucune loi ou propriété physique sans les tirer d'observations reproductibles. Cette reproductibilité nécessite des enregistrements irréversibles d'information, cad des états dont les grandeurs accessibles à la grille de lecture des observateurs macroscopiques sont des constantes.

une approche centrée sur l’observateur nécessite d’introduire explicitement des notions supplémentaires — observateur, accessibilité, mise à jour d’information — qui alourdissent la description.

Elles l'alourdiraient si on pouvait s'en passer, mais, à mon sens, c’est impossible. Par contre, la notion de réalité objective, d'ontologie possédant des propriétés objectives inobservables nous est inaccessible, par sa définition même, donc inutile…
...au « bémol » près précédemment signalé toutefois. En effet, le concept métaphysique de réalité objective, d'ontologie, peut servir d'aiguillon pour accroître ce qui est accessible à des observations reproductibles ainsi que les modèles aptes à prédire, de façon fiable et compacte, ce qui est reproductiblement accessible à l'observation.

Si je vous comprends bien : l’irréversibilité se décrit depuis un coarse-graining ; le coarse-graining dépend des observateurs ; donc l’irréversibilité dépend des observateurs. Ce raisonnement n’est pas valide. Il présuppose ce qu’il veut démontrer : c’est-à-dire l’équivalence entre la dépendance descriptive et la dépendance ontologique.

A condition d'admettre le besoin d'introduire en physique le concept d'ontologie, de réalité possédant des propriétés objectives, donc sans correspondance avec la seule chose qui nous soit accessible : modéliser des patterns émergeant d'observations reproductibles en vue de réaliser des prédictions conformes à ce qui est reproductiblement observable. On n'en a donc pas besoin du concept de correspondance avec l'ontologie puisqu'elle se situe dans le domaine de la métaphysique (le domaine hors d'atteinte de la physique).