2024-10-06
Une brève introduction
Hans Busstra est journaliste et réalisateur. Il est titulaire d’une maîtrise en relations internationales (Université de Groningue) et a obtenu un diplôme en réalisation de documentaires à la Dutch Film Academy d’Amsterdam. Il a travaillé pour de nombreux radiodiffuseurs publics aux Pays-Bas (VPRO, KRO, NCRV, EO) et s’est particulièrement intéressé à la science et à la technologie. Ses documentaires sont diffusés dans des festivals internationaux et sur des plateformes telles que l’IDFA et Amazon Prime. Son documentaire VPRO Backlight « Zero Days » sur le commerce légal des fuites de sécurité a suscité des questions parlementaires aux Pays-Bas, et son enquête sur la façon dont ISIS recrute en ligne, « Cyberjihad », a été la soumission néerlandaise pour les Emmy Awards en 2017. En 2020, il a réalisé « Technology as a religion », un documentaire critique sur les hypothèses matérialistes des partisans de l’IA consciente. Le documentaire comprend des entretiens avec Roger Penrose, James Lovelock et Bernardo Kastrup. Dans le prolongement de ce documentaire, il travaille actuellement en collaboration avec la Fondation Essentia pour réaliser un nouveau documentaire sur le potentiel de l’idéalisme à remplacer le matérialisme en tant que vision dominante du monde. Les résultats de ses recherches seront publiés sous forme d’articles et d’une série de podcasts sur la plateforme de la Fondation Essentia.
Hans Busstra, de la Fondation Essentia, s’est rendu à Vienne pour assister à une conférence sur les fondements de la mécanique quantique et interroger des physiciens sur les implications métaphysiques de la mécanique quantique. Dans cet essai, il soutient que ce que l’on appelle la « métaphysique expérimentale » pourrait être au cœur des progrès futurs de la physique et que la philosophie et la physique se rapprochent.
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Lorsque j’ai réservé un Airbnb à Vienne, je n’avais pas pensé à sa position exacte, mais pendant mon séjour, j’ai découvert qu’il était situé directement sous le faisceau de photons intriqués que le laboratoire d’Anton Zeilinger, lauréat du prix Nobel de physique 2022, envoie à un télescope situé sur une colline à 10 kilomètres de la ville. Dans ce que l’on appelle les tests des inégalités de Bell, Zeilinger et son équipe ont définitivement démontré qu’à un niveau fondamental, notre univers est non local : la mesure de l’état d’une particule détermine instantanément l’état de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Les travaux de Zeilinger s’inscrivent dans ce que l’on pourrait appeler une nouvelle discipline prometteuse de la physique : la « métaphysique expérimentale ».
La plupart des physiciens considérèrent les implications profondes de la mécanique quantique comme « petites » : la théorie quantique, bien qu’extrêmement précise dans la prédiction du monde microscopique, s’effondre lorsque l’on fait un zoom arrière. Nous n’avons donc pas vraiment à nous préoccuper de questions philosophiques telles que le chat de Schrödinger ou le malaise d’Einstein face au problème de la mesure en mécanique quantique, lorsqu’il a déclaré : « J’aime à penser que la lune est là, même si je ne la regarde pas ».
Par ailleurs, vous ne trouverez pas beaucoup de physiciens qui s’opposeront à Einstein en affirmant que la mécanique quantique n’est pas perturbante et qu’elle n’a pas créé une fissure métaphysique dans notre vision newtonienne du monde. Les particules individuelles ne se comportent pas comme de petites boules de billard prévisibles comme nous avions l’habitude de le penser, mais présentent un comportement ondulatoire et leur trajectoire individuelle ne peut être prédite de manière déterministe. Plus inquiétant encore, depuis la mécanique quantique, nous ne pouvons plus nous considérer comme des observateurs au sens classique du terme. Les mesures influencent ou peut-être même « créent » les résultats. Compte tenu de tout cela, la question est de savoir si le fait de réfléchir à la métaphysique est productif pour les physiciens. Réfléchir à la métaphysique nous permet-il de construire des ordinateurs ou des bombes ?
Après la Seconde Guerre mondiale, la mentalité « tais-toi et calcule » est devenue la norme dans la plupart des départements de physique. Il y avait tellement de travail à faire en appliquant simplement la mécanique quantique à toutes les branches de la physique et de la chimie, que les fonds allaient à la construction de technologies basées sur la mécanique quantique.
L’expression « Tais-toi et calcule » porte aujourd’hui le nom plus sympathique : FAPP, acronyme de « For All Practical Purposes » (à toutes fins pratiques). Si le physicien John Wheeler avait philosophiquement raison lorsqu’il disait que la « vitre » entre nous, les observateurs, et un monde extérieur supposé objectif avait été brisée, les fissures dans la vitre peuvent être colmatées avec une attitude FAPP. Les objets macroscopiques ne sont jamais parfaitement isolés de leur environnement, comme le sont les particules dans les expériences de double fente. Ainsi, la lune n’est pas dans un état de superposition pour nous. Même lorsque personne ne la regarde, l’interaction gravitationnelle avec la Terre, qui provoque les marées dans l’océan, est considérée comme une « mesure » continue. À toutes fins utiles, nous pouvons donc supposer que les objets macroscopiques sont toujours « r observés ».
Si la mentalité FAPP semble raisonnable pour la physique quotidienne, on peut se demander si elle conduira à de véritables innovations fondamentales dans le domaine de la physique. L’historien et physicien David Kaiser a soutenu de manière convaincante que sans les préoccupations philosophiques de John Stuart Bell à propos de la mécanique quantique, nous n’aurions pas eu la théorie de l’information quantique ni les ordinateurs quantiques — peut-être la plus grande avancée technologique que la théorie ait à offrir jusqu’à présent.
À une époque où la mentalité « tais-toi et calcule » était dominante, Bell a écrit son célèbre article « On the Einstein, Podolski, Rosen, Paradox (Sur le paradoxe d’Einstein, Podolski, Rosen) », dans lequel il a rendu testable une préoccupation métaphysique d’Einstein, avancée dans l’article dit EPR de 1935. Il est intéressant de noter que l’article de Bell a été rédigé en dehors du milieu académique, pendant un congé sabbatique de son travail au CERN, et qu’il a fallu attendre plus de cinq ans avant que la communauté des physiciens n’en réalise l’importance.
Dans l’article EPR, sur lequel Bell s’est appuyé, il a été avancé que la théorie quantique ne pouvait pas être une description complète du monde, car si elle l’était, elle impliquerait une « spukhafte Fernwirkung » (action fantomatique à distance). Au lieu de cela, Einstein supposait qu’il devait y avoir ce que l’on appelle des variables locales cachées, des causes cachées non encore décrites par la théorie quantique, qui expliqueraient le caractère « étrange » comme reflétant simplement l’incomplétude de la mécanique quantique. En d’autres termes, des particules intriquées situées à l’autre bout de l’univers devaient avoir conclu un « accord » dans leur passé — par l’intermédiaire d’une variable locale cachée — qui expliquerait leur corrélation si parfaite lorsqu’elles sont mesurées à de grandes distances.
Si nous regardons en arrière, il est intéressant de constater que c’est la métaphysique qui a conduit Einstein à rédiger l’article EPR : « Je ne peux pas y croire sérieusement [c’est-à-dire à la complétude de la théorie quantique] parce que la théorie ne peut pas être réconciliée avec l’idée que la physique devrait représenter une réalité dans le temps et l’espace… » Le « devrait » de cette phrase est révélateur de la métaphysique d’Einstein d’une « réalité dans le temps et l’espace », où « dans le temps et l’espace » peut également être décrit comme une métaphysique de la « localité ».
Le génie de John Stuart Bell a été de rendre les affirmations de l’article EPR d’Einstein empiriquement testables en les élaborant mathématiquement. Si, comme le soutenait Einstein, des variables cachées régissaient le comportement quantique tout en respectant la localité, les corrélations statistiques entre les particules intriquées respecteraient un certain maximum (appelé « inégalité de Bell »), alors que la théorie quantique prévoyait que ce maximum serait violé. En établissant ce principe mathématique, Bell a ouvert la voie à la mise à l’épreuve de l’« action magique à distance ». Et Einstein a eu tort.
Les travaux de Bell ont inspiré des expérimentateurs à exclure de manière décisive les variables locales cachées qu’Einstein avait postulées. En 1972, John Clauser a réalisé le premier test de l’inégalité de Bell, montrant des corrélations « trop élevées » entre des particules séparées par de grandes distances. En 1982, Alain Aspect a comblé les lacunes des expériences précédentes et, en 2001, Anton Zeilinger a réalisé un test de Bell sur une distance de 10 km. Ces trois expérimentateurs ont reçu le prix Nobel en 2022 pour leurs contributions révolutionnaires à l’intrication quantique et à la non-localité.
À l’occasion d’une conférence célébrant le 60e anniversaire de l’article de Bell et les 20 ans de l’IQOQI, l’Institut d’optique quantique et d’information quantique cofondé par Zeilinger, je me suis rendu à Vienne pour voir quel était le débat métaphysique actuel parmi les physiciens. La première chose que j’ai remarquée à Vienne c’est que, dans les fondements de la physique, les physiciens ne mentionnent pas FAPP. À toutes fins utiles, il serait insensé de réfléchir à des expériences de pensée quantique avec des observateurs humains en superposition — quelque chose de presque totalement impossible à réaliser — mais à cette conférence, de tels scénarios étaient exactement au cœur de ce qui a été présenté et discuté. Lors de la conférence, le prix annuel Paul Ehrenfest récompensant les articles les plus importants sur les fondements de la physique a été décerné à trois physiciens qui peuvent tous passer pour des métaphysiciens expérimentaux : Caslav Brukner, Eric Cavalcanti et Renato Renner.
Comme John Stuart Bell, ils proposent ce que l’on appelle des « théorèmes no-go (impossibilité) », un type de preuve qui montre qu’un certain ensemble d’hypothèses ne peuvent pas toutes être vraies. L’article de Bell était un théorème no-go prouvant que, dans le cadre de la théorie quantique, on ne peut pas à la fois supposer le réalisme et la localité, comme l’avait souhaité Einstein. La nouveauté des travaux de Brukner, Cavalcanti et Renner réside dans le fait qu’ils se concentrent sur les observateurs. Puisque la non-localité est désormais prouvée, nous pouvons nous poser la question suivante : Comment cela se manifeste-t-il pour différents observateurs ? Deux observateurs situés à des extrémités opposées de l’univers, effectuant tous deux une mesure quantique, peuvent-ils par la suite « s’accorder » sur ce qu’ils ont vu ? Peut-être pas.
Est-ce nouveau ? En un sens, non. Grâce à Einstein, nous nous sommes déjà familiarisés avec les cadres de référence : différents observateurs peuvent faire l’expérience du temps et de l’espace de manière apparemment contradictoire. Mais voici la particularité : la théorie de la relativité générale et de la relativité restreinte pouvait « coller » ces différentes observations, et ce non pas à la manière FAPP, mais de manière rigoureuse. Bien qu’il n’existe pas de « point de vue de Dieu » pour observer l’expérience des différents observateurs dans l’univers d’Einstein, les mathématiques tiennent parfaitement le tout ensemble, de sorte que nous pouvons être assurés qu’il existe un univers physique indépendant de l’observateur, qui est, en un sens, plus réel que les observations que nous en faisons.
Mais après avoir passé une semaine à Vienne, dont je parlerai beaucoup plus en détail dans des vidéos et des écrits à venir, je suis de plus en plus convaincu que la mécanique quantique ne peut pas nous donner une réalité indépendante de l’observateur. Ce que j’ai trouvé absolument frappant, c’est que ces trois physiciens primés adoptent une approche fortement subjective. Selon eux, la mécanique quantique n’est pas une théorie sur ce qu’est réellement la nature, mais sur notre connaissance de la nature.
Ce que la théorie peut nous apporter, c’est une métaphysique expérimentale. Personne n’aurait jamais pensé que les réflexions philosophiques sur la non-localité, souvent formulées de manière plus poétique sous le nom d’« interconnexion », pourraient un jour être mises à l’épreuve. Mais grâce à Einstein et Bell, elles l’ont été. Pour mieux comprendre notre place en tant qu’observateurs conscients dans cet univers, les expériences doivent devenir beaucoup plus complexes que la simple mesure de photons intriqués, mais ce n’est pas une raison pour ne pas formuler ces expériences.
Si la métaphysique devient effectivement expérimentale, la distinction entre la philosophie et la physique commencera à s’estomper. Stephen Hawking est souvent cité comme ayant dit : « La philosophie est morte ». J’ai toujours pensé qu’il était le génie typique du « tais-toi et calcule ». Mais lorsque j’ai récemment recherché cette citation, j’ai découvert qu’elle était utilisée totalement hors contexte, car il ne rejetait pas la philosophie en tant que telle, mais seulement celle des philosophes modernes qui n’avaient pas encore rattrapé leur retard :
… presque chacun d’entre nous doit parfois se poser la question : Pourquoi sommes-nous ici ? D’où venons-nous ? Traditionnellement, ces questions relevaient de la philosophie, mais la philosophie est morte…. Les philosophes n’ont pas suivi les développements modernes de la science. En particulier la physique.
Je dirais qu’il est temps que les départements de philosophie du monde entier qui étudient la mécanique quantique fassent équipe avec les métaphysiciens expérimentaux. Qui pourrait mieux formuler ce programme de recherche que John Wheeler, lorsqu’il a dit :
Nous avions l’habitude de penser que le monde existait « là-bas », indépendamment de nous, nous, l’observateur, bien à l’abri derrière une plaque de verre d’un mètre d’épaisseur, ne s’impliquant pas, se contentant d’observer. Cependant, nous avons conclu que ce n’est pas ainsi que le monde fonctionne. En fait, nous devons briser la vitre et entrer.
Texte original : https://www.essentiafoundation.org/enter-experimental-metaphysics/reading/