Philosophie et mécanique quantique

La physique quantique demande un langage mathématique de haut niveau. Cette « mathématisation » encore plus poussée que d’habitude pourrait rendre encore plus pertinente cette phrase de Heidegger : « Die Wissenshaft denkt nicht » (la science ne pense pas). Husserl avait déjà dit que la science devenue trop « mécaniste» ne donnait plus sens au monde. Et pourtant, s’il y a un domaine de la physique où on « philosophe », c’est bien la mécanique quantique. L’Italien Franco Selleri considérait que la mécanique quantique répondait négativement aux trois questions :

1.       – les entités de base de la physique (électrons, photons … ) existent-elles indépendamment des êtres humains et de leurs observations.

2.       -  si on est dans l’hypothèse du réalisme, peut-on construire des modèles « correspondant» à la réalité.

3.       -  y-a-t-il une causalité entre les phénomènes observés.

Ces trois questions se nomment les problèmes de la réalité, de la compréhensibilité et de la causalité.

Il faut aussi souligner que la mécanique quantique se trouve en contradiction avec la relativité. La tentative de concilier les deux théories se trouve dans la théorie des cordes qui ne fait pas encore l’unanimité puisque des physiciens comme l’Américain Smolin la contestent et trouvent que les physiciens font fausse route. Selon le critère poppérien, elle ne serait pas falsifiable. Wolfgang Pauli disait parfois : « elle n’est même pas fausse »  « das ist nicht einmal falsch »

Les grandes idées de la mécanique quantique sont :

    •     - le principe de complémentarité ou la dualité onde-particule. A chaque particule, on associe une fonction d’onde résolution de l’équation de Schrödinger qui n’est tout benoîtement qu’une équation différentielle, la fonction ψ (x, y, z, t) étant l’inconnue.

    •     - La discontinuité introduite par Planck dans le domaine du rayonnement, c’est-à-dire des ondes. La physique classique jusqu’à maintenant était définie de façon continue.

    •     - La vision de l’atome a perpétuellement évolué depuis les grecs jusqu’à maintenant. On considère maintenant le noyau de l’atome entouré d’un nuage électronique.

    •     - Le principe d’incertitude de Heisenberg. On ne peut à la fois connaître la vitesse et la position d’une particule. Globalement, cela vient des instruments de mesure qui perturbent l’observation ainsi que de l’observateur.

    •     - Les fonctions d’onde de de Broglie et Schrödinger permettent de connaître la probabilité de trouver une particule dans un endroit donné.

    •     - Le principe de correspondance permet de faire le pont entre physique classique et quantique.

    •     - Le résultat le plus stupéfiant fut la non séparabilité de deux particules même très éloignées dans l’univers. Si elles sont liées à un moment elles restent instantanément corrélées, ce qui contredit complètement les principes de la relativité. Il y a donc non-localité à la différence de la physique classique.

    •     - L’effet tunnel s’oppose aussi à la physique classique. Une particule peut traverser un obstacle en probabilité ou la probabilité de traverser un obstacle n’est pas nulle.

      Einstein n’a jamais accepté la probabilité en physique. C’était un pis-aller faute de mieux. Il y avait pour lui des variables cachées La théorie ne serait donc pas complète selon lui. Les expériences pour l’instant lui donnent tort.

    •     - Si l’on « objective» la théorie quantique le fameux chat de Schrödinger peut être à la fois mort ou vivant tant que l’observation n’a pas été faite.

      Pour le physicien hongrois Wigner, la superposition des états cesse lorsqu’un observateur regarde.

    •     - La réduction du paquet d’ondes, l’onde se modifie suite à une observation et peut même disparaître.

Si l’on fait une synthèse philosophique : il y a plusieurs courants traditionnels de la philosophie.

    •     - Le matérialisme : rien n’existe en dehors de la matière

    •     - Le réalisme : le monde existe même si nous n’étions pas là, philosophie qui sous-tend la physique classique.

    •     - L’idéalisme ne tient assurée que l’existence de nos pensées et de nos sensations. Ce courant donne l’importance à la conscience. La mécanique quantique et son interprétation de Copenhague due à Niels Bohr se rattachent naturellement à ce courant qui croit en l’existence autonome de l’esprit.

Certains physiciens refusant de philosopher s’en tiennent uniquement aux équations mathématiques ce qui revient sans qu’ils le sachent à se situer dans le courant rationaliste. On ne connaîtrait qu’avec les lois de la logique et des mathématiques.

Patrice GROS-SUAUDEAU