L'un des aspects les plus déroutants de la mécanique quantique est que les minuscules particules subatomiques ne semblent pas "choisir" un état avant qu'un observateur extérieur ne le mesure. L'acte de mesure convertit toutes les vagues possibilités de ce qui pourrait arriver en un résultat défini et concret. Si les mathématiques de la mécanique quantique fournissent des règles pour le fonctionnement de ce processus, elles n'expliquent pas vraiment ce que cela signifie en termes pratiques ;
L'une des idées est que la conscience, c'est-à-dire la conscience que nous avons de nous-mêmes et de l'impact que nous avons sur notre environnement, joue un rôle clé dans la mesure et que c'est notre expérience de l'univers qui le fait passer du stade de l'imagination à celui de la réalité ;
Mais si c'est le cas, alors est-il possible que la conscience humaine puisse expliquer certaines des bizarreries de la mécanique quantique ?
Mesure quantique
La mécanique quantique, ce sont les règles qui régissent le zoo des particules subatomiques qui composent l'univers. La mécanique quantique nous dit que nous vivons dans un monde fondamentalement non déterministe. En d'autres termes, du moins lorsqu'il s'agit du monde des minuscules particules, il est impossible, quelle que soit l'ingéniosité des scientifiques dans leur conception expérimentale ou leur connaissance parfaite des conditions initiales de cette expérience, de prédire avec certitude le résultat d'une quelconque expérience. Vous connaissez la force qui agit sur un proton ? Il n'y a pas d'endroit fixe où il sera certainement dans quelques secondes &mdash ; seulement un ensemble de probabilités d'où il pourrait être.
Heureusement, cet indéterminisme n'apparaît que dans le monde subatomique ; dans le monde macroscopique, tout fonctionne selon les lois déterministes de la physique (et non, nous ne savons pas exactement pourquoi cette séparation se produit, mais c'est un problème pour un autre jour).
Lorsque les physiciens réalisent une expérience sur des systèmes quantiques (par exemple, en essayant de mesurer les niveaux d'énergie d'un électron dans un atome), ils ne sont jamais tout à fait sûrs de la réponse qu'ils obtiendront. Au contraire, les équations de la mécanique quantique prédisent les probabilités de ces niveaux d'énergie. Cependant, une fois que les scientifiques ont réalisé l'expérience, ils obtiennent l'un de ces résultats et, tout à coup, l'univers redevient déterministe. Une fois que les scientifiques connaissent le niveau d'énergie de l'électron, par exemple, ils savent exactement ce qu'il va faire, car sa "fonction d'onde" s'effondre et la particule choisit un certain niveau d'énergie.
Ce basculement de l'indéterminisme au déterminisme est tout à fait étrange, et il n'existe aucune autre théorie en physique qui fonctionne de la même manière. Qu'est-ce qui rend l'acte de mesure si spécial ? Des myriades d'interactions quantiques se produisent en permanence dans l'univers. Ces interactions subissent-elles le même type de basculement même lorsque personne ne regarde ?
Le rôle de la conscience
L'interprétation standard de la mécanique quantique, connue sous le nom d'interprétation de Copenhague, préconise d'ignorer tout cela et de se concentrer sur l'obtention de résultats. Selon cette interprétation, le monde subatomique est fondamentalement impénétrable et les gens ne devraient pas essayer de développer des images cohérentes de ce qui se passe. Au lieu de cela, les scientifiques devraient s'estimer heureux de pouvoir au moins faire des prédictions en utilisant les équations de la mécanique quantique.
Mais pour beaucoup de gens, ce n'est pas satisfaisant. Il semble qu'il y ait quelque chose d'incroyablement spécial dans le processus de mesure qui n'apparaît que dans la théorie quantique. Cette particularité devient encore plus frappante lorsque vous comparez la mesure à, disons, littéralement toute autre interaction.
Par exemple, dans un nuage de gaz lointain, au plus profond de l'immensité de l'espace interstellaire, personne n'est là, personne ne regarde. Si, dans ce nuage de gaz, deux atomes se heurtent, il s'agit d'une interaction quantique et les règles de la mécanique quantique devraient donc s'appliquer. Mais il n'y a pas de "mesure" ni de résultat ; il s'agit simplement de l'une des trillions d'interactions aléatoires qui se produisent chaque jour, sans être observées par les humains. Et donc, les règles de la mécanique quantique nous disent que l'interaction reste indéterministe ;
Mais si ces deux mêmes atomes s'entrechoquent dans un laboratoire, les scientifiques peuvent mesurer et enregistrer ce qui s'est passé. Parce qu'une mesure a eu lieu, les mêmes règles de la mécanique quantique nous disent que l'indéterminisme a basculé pour devenir déterministe &mdash ; c'est ce qui m'a permis d'écrire un résultat concret.
Qu'y a-t-il de si différent entre ces deux cas ? Les deux impliquent des particules subatomiques qui interagissent avec d'autres particules subatomiques. Et chaque étape du processus de mesure implique des particules subatomiques à un certain niveau, donc il ne devrait pas y avoir d'échappatoire aux règles quantiques habituelles qui disent que le résultat doit être indéterminé.
Certains théoriciens, comme le pionnier de la physique quantique Eugene Wigner (s'ouvre dans un nouvel onglet) , soulignent que la seule différence entre ces deux scénarios est que l'un implique un observateur conscient et pensant et l'autre non. Ainsi, ce que l'on appelle un "effondrement" en mécanique quantique (le passage de probabilités indéterministes à un résultat concret) repose sur la conscience.
Les rêves de l'univers
La conscience étant si importante pour les humains, nous avons tendance à penser qu'elle a quelque chose de spécial. Après tout, les animaux sont les seules entités conscientes connues dans l'univers. Et une façon d'interpréter les règles de la mécanique quantique est de suivre la logique ci-dessus jusqu'au bout : Ce que nous appelons une mesure est en réalité l'intervention d'un agent conscient dans une chaîne d'interactions subatomiques autrement banales.
Ce raisonnement exige que la conscience soit différente de toutes les autres caractéristiques physiques de l'univers. Sinon, les scientifiques pourraient soutenir (et le font) que la conscience n'est elle-même que la somme de diverses interactions subatomiques. Si c'est le cas, il n'y a pas de point final dans la chaîne de mesure. Et si c'est le cas, alors ce que les scientifiques font en laboratoire n'est pas vraiment différent de ce qui se passe dans des nuages de gaz aléatoires.
Bien qu'il ne s'agisse pas d'une théorie physique au sens strict, le concept de la conscience comme étant différente et séparée de l'univers matériel a une longue tradition en philosophie et en théologie.
Cependant, jusqu'à ce que quelqu'un puisse trouver un moyen de tester ce concept de conscience séparé du reste des lois physiques dans une expérience scientifique, il devra rester dans le domaine de la philosophie et de la spéculation.
Cet article fait partie d'une série en cours décrivant les interprétations potentielles de la mécanique quantique.
