« Théorie quantique de l'observation » : différence entre les versions
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Cette approche théorique a été initiée par John von Neumann (1932). Elle se distingue des interprétations courantes de la mécanique quantique (Niels Bohr, interprétation de Copenhague) qui demandent que l'appareil de mesure soit considéré comme un système classique, qui n'obéit donc pas à la physique quantique. Cette exigence n'est pas justifiée parce que les lois quantiques sont universelles. Elles s'appliquent à tous les systèmes matériels, microscopiques et macroscopiques. Cette universalité est une conséquence directe des principes : si deux systèmes quantiques sont réunis, ils forment ensemble un nouveau système quantique (cf. 2.1, troisième principe de la physique quantique). Le nombre de composants ne change donc rien à la nature quantique d'un système.
#[[Théorie quantique de l'observation/ Introduction|Physique quantique pour les nuls]]
#[[Théorie quantique de l'observation/ La réalité quantique|Principes et concepts fondamentaux]]
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Le chapitre 4 est le plus important du livre parce que l'intrication quantique est fondamentale pour expliquer la réalité des observations. A partir de la définition de la relativité des états (Everett), il montre que le postulat de la réduction de la fonction d'onde n'est pas nécessaire, parce que la réduction du vecteur d'état par l'observation est une apparence qui résulte de l'intrication réelle entre le système observateur et le système observé. On en déduit alors de nombreuses conséquences : l'impossibilité de voir les états macroscopiques non-localisés (mais on peut quand même les observer), l'explication quantique de l'intersubjectivité, l'observation des corrélations dans une paire intriquée, la coprésence sans rencontre possible et l'enchevêtrement de l'espace-temps, le théorème de non-clonage, la possibilité d'une mesure idéale des états intriqués et pourquoi elle ne permet pas d'observer les autres destinées, pourquoi les paires intriquées ne permettent pas de communiquer, la décohérence par l'intrication et pourquoi elle explique à la fois les règles de Feynman, la reconstitution a posteriori des figures d'interférence et la fragilité des états macroscopiques non-localisés, et finalement, la possibilité, et la réalité, des expériences du type "chat de Schrödinger".
La théorie quantique de l'observation a été jusqu'ici exposée pour des mesures idéales. Le chapitre 5 montre qu'elle peut être généralisée pour tous les systèmes d'observation, et que les résultats obtenus pour les mesures idéales (destinées multiples, règle de Born...) restent valables. Il montre également que la décohérence par l'environnement suffit pour expliquer la sélection des états pointeurs des instruments de mesure.
Les destinées multiples d'un observateur forment une arborescence. Le chapitre 6 applique la théorie à un univers qui contient de nombreux observateurs et obtient comme solution une forêt de destinées multiples, un arbre pour chaque observateur. Chaque branche est une destinée. Toutes les branches des arbres de la forêt peuvent s'enchevêtrer, quand des observateurs se rencontrent. Mais certaines branches ne peuvent jamais se rencontrer. Les destinées qu'elles représentent sont inexorablement séparées. Ce livre les appelle des destinées ''incomposables''.
Parler de la croissance d'une forêt de destinées est seulement une façon de décrire les solutions de l'équation de Schrödinger quand on l'applique aux systèmes d'observateurs idéaux. Il s'agit de décrire des solutions mathématiques qui résultent des hypothèses simples qu'on a posées. Il ne s'agit pas d'une imagination délirante mais du calcul des conséquences de principes mathématiques.
Le chapitre se termine en montrant qu'il faut distinguer les destinées multiples des chemins de Feynman, que le parallélisme du calcul quantique est différent du parallélisme des destinées, et que l'incomposabilité des destinées interdit d'observer nos autres destinées, si jamais elles existent. On ne sait donc pas très bien si elles ne sont que des fictions, ou si elles existent réellement.
Le dernier chapitre montre que la physique quantique explique même les apparences classiques de la matière. L'évolution quantique de l'Univers ne peut pas être identifiée à une destinée classique, mais elle suffit pour déterminer la croissance d'une forêt de destinées des observateurs et de leurs mondes relatifs. On explique ainsi les apparences classiques des mondes relatifs sans postuler que l'Univers lui-même doit avoir cette apparence. Les apparences classiques relatives aux observateurs émergent à partir d'une évolution quantique qui décrit une forêt de destinées multiples.
On croit parfois à tort que l'explication des principes quantiques (cf. 2.1) requiert des mathématiques avancées. Les grands concepts de la physique quantique, la superposition (cf. 1.1) et la discernabilité incomplète (cf. 2.6) des états, l'incompatibilité des mesures (cf. 2.7), l'intrication des parties (cf. 4.1), la relativité des états (cf. 4.3), la décohérence par l'intrication (cf. 4.17), la sélection des états pointeurs (cf. 5.4) et l'incomposabilité des destinées (cf. 6.4)... peuvent tous être expliqués avec un formalisme mathématique minimal. Il suffit de connaître les nombres complexes (cf. 1.4) et de savoir additionner des vecteurs dans des espaces de dimension finie. Les applications de la physique quantique requièrent souvent des techniques mathématiques avancées, mais pas l'explication des principes. Ceci vaut pour toutes les sciences. Les principes sont ce qu'il faut comprendre quand on commence à étudier. Ils sont les principaux outils qui nous rendent capables de progresser. Il est donc normal et naturel qu'ils puissent être expliqués sans dépasser un niveau assez élémentaire.
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