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ETAT QUANTIQUE : SUBTERFUGE OU RÉALITÉ ?

 
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PostPosted: Sun 8 Mar 2020 - 11:34    Post subject: ETAT QUANTIQUE : SUBTERFUGE OU RÉALITÉ ? Reply with quote

Etat quantique : subterfuge ou réalité ?

En 2011, j’avais réservé un article qui rapportait qu’au cours d’une conférence 33 physiciens et philosophes avaient participé à un sondage pour exprimer leur préférence à propos des différentes interprétations actuelles de la mécanique quantique. Le résultat publié attribue : 42% à l’interprétation de Copenhague ; 24% à l’interprétation relative à la théorie de l’information ; 18% à l’interprétation des mondes multiples de Hugh Everett ; 9% à l’interprétation des collisions objectives (GRW) ; 6% à l’interprétation quantique Bayésienne ; 6% à la mécanique quantique relationnelle (C. Rovelli) ; 0% interprétation de Broglie-Bohm.

Ce sondage peut être commenté de plusieurs façons, pour mon compte je constate qu’après plus d’un siècle c’est toujours l’interprétation de l’école de Copenhague qui tient la corde bien que depuis d’autres interprétations ont réussi à convaincre en partie des physiciens. L’interprétation de Copenhague est la plus frustrante et la plus radicale pour ceux qui croient que la connaissance en physique ne peut être qu’une connaissance du réel (réalistes). D’après ‘Copenhague’, il y aurait une barrière infranchissable : « pour atteindre le monde tel qu’il est à l’échelle microscopique de l’infiniment petit parce que les êtres humains (donc les physiciens) sont conditionnés pour penser en terme du monde classique qui nous entoure. Le monde quantique dans sa réalité nous est par essence inaccessible. La théorie quantique nous fournit des outils très effectifs mais pas plus que cela. Quand nous observons le monde quantique, nous le forçons à être conforme à nos préconceptions qui ne peuvent que refléter notre conditionnement par le monde classique… (cf. : exposé de N. Bohr, à Côme en 1927) »

Sur le site Phys.org, il a été publié le 21/02/2017 un article : ‘Test proposé qui pourrait offrir l’évidence la plus forte que l’état quantique est réel’, qui commente l’article d’un physicien théoricien de l’université d’Oxford : Georges C. Knee. Article original publié dans le ‘New Journal of Physics’.

En introduction il est dit : « Les physiciens s’approchent de plus en plus de la réponse à la question la plus basique de la théorie quantique : est-ce que l’état quantique représente la réalité ou tout simplement notre connaissance de la réalité ? » G. Knee nous dit qu’il a créé un algorithme permettant de définir les expériences optimales qui fourniraient les évidences les plus fortes entre : l’état quantique est un état ontique (un état de la réalité) et pas un état épistémique (un état de connaissance). Ce sujet est un sujet de controverse depuis le début de la mécanique quantique et cette controverse fut avec force engagée par N. Bohr, étant en faveur de l’interprétation ontique (sic), versus Einstein, étant en faveur de l’interprétation épistémique. Selon Knee, l’évidence la plus contemporaine penche pour la thèse de la réalité de l’état quantique. Ceci conduit à l’acceptation de la réalité de la superposition des états quantiques. Si ces états sont ontiques, cela veut dire qu’une particule occupe réellement deux états à la fois, et non pas que cela nous apparaisse ainsi à cause de notre capacité limitée de préparer les particules selon le point de vue épistémique. Capacité limitée, cela veut dire qu’il y a un recouvrement entre la distribution des états quantiques contrairement au point de vue ontique. Recouvrement, cela se concrétise avec le fait que la particule existe dans l’état de la zone de recouvrement, et nous ne pouvons pas dire la différence entre les deux possibilités à cause du recouvrement. Ceci est donc le point de vue épistémique qui évacue quelques-unes des étrangetés de la superposition en expliquant que l’aspect non différentiable des deux états est un recouvrement (une limitation humaine (sic)) et non pas une situation réelle.

L’hypothèse de travail de Knee c’est qu’avec son algorithme il va être possible de réduire l’erreur qui induit l’interprétation du recouvrement et donc c’est la thèse de la réalité des deux états occupés réellement, et en même temps, par une particule qui se révélera être la bonne hypothèse.

Le 26/09/2015, j’ai proposé l’article : ‘Non, on ne pense pas quantique. Pas encore !’. Pas encore : signifie évidemment qu’il sera possible de penser quantique quand on aura dépassé les postulats pragmatiques, empiriques, de l’école de Copenhague. C’est-à-dire quand on aura décrypté la part de la phénoménologie qui est réellement en jeu à l’échelle quantique et qui n’a pas pu l’être jusqu’à présent. J’ai toujours considéré que les postulats de Copenhague étaient provisoires, bien que cela commence à sérieusement durer. On doit considérer que la tentative de Knee est une tentative intéressante bien que je n’adhère pas à son cheminement. En effet, avec cette tentative, Knee réalise des glissements sémantiques qui me semblent préjudiciables, en tous les cas des sources de confusion. Einstein a toujours affirmé que la mécanique quantique de Copenhague était incomplète parce que incapable de décrire la réalité du monde quantique (voire l’introduction à l’article EPR). Avec son hypothèse des variables cachées, il désignait que c’était le formalisme de celle-ci qu’il fallait modifier, enrichir. Donc on n’est pas plein cadre dans une problématique épistémique. L’école de Copenhague, tout au contraire, dit qu’il faut renoncer à vouloir considérer le monde quantique dans sa réalité (voir sur ce sujet article du 19/08/2015). La connaissance que nous en avons, grâce à l’observation et conséquemment la capacité de prédiction (statistique) que nous pouvons inférer, constituent un savoir complet. Nous sommes en rapport avec le monde quantique, tel qu’il nous apparaît, sans que nous puissions accéder, dévoiler, à tel qu’il est.

Malgré ces préventions signalées, la proposition de Knee est intéressante parce qu’il introduit dans le point de vue épistémique une explication complémentaire qui est qu’une limitation humaine serait en jeu. Selon moi, ce qui est en jeu c’est effectivement une détermination humaine et celle-ci pourra être dépassée lorsque l’on découvrira quelle est sa nature. A partir de sa découverte on pourra penser quantique parce que l’on pourra intellectuellement l’intégrer, et donc la dépasser, pour le moins la contourner, sans que nous puissions pour autant l’effacer. Dans l’article du 21/09/2016, j’ai réitéré l’expérience qui permettrait de déceler la détermination humaine en question, fondée sur l’idée que l’espace et le temps, l’espace-temps, sont une invention, une fondation de l’intelligence humaine qui s’est engagée il y a au moins 2 millions d’années. (En complément, voir l’article du 15/10/2016 ; celui du 21/07/2015 : ‘La seconde naissance de l’homme’)

Ensuite, les travaux récompensés de C. Bender : (voir article du 05/11/2016 : ‘Merci Carl Bender’), ont, à mon sens, confirmé qu’une extension du rôle attribué à notre conception déterminée de l’espace et du temps, de l’espace-temps, permet de rendre compte de l’état d’énergie discontinu en mécanique quantique et en corollaire la superposition d’états d’énergie.

http://www.philipmaulion.com/2017/03/etat-quantique-subterfuge-ou-realite.h…


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PostPosted: Sun 8 Mar 2020 - 11:34    Post subject: Publicité

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PostPosted: Sun 8 Mar 2020 - 11:38    Post subject: ETAT QUANTIQUE : SUBTERFUGE OU RÉALITÉ ? Reply with quote

Merci Carl Bender

Peut-être ai-je trouvé une confirmation intéressante à propos de l’intuition développée, dans l’article du 15/10/2016 : « Physique théorique : la nouvelle physique de l’empereur. », et qui mériterait d’être prolongée. Dans cet article, je justifie ma proposition d’expérience avec la conviction que les résultats que nous rencontrons en mécanique quantique pourraient résulter de déterminations de notre fonctionnement cérébral. Déterminations qui sont le fruit de l’évolution de l’être humain depuis la profondeur du temps. Puisque le moteur de l’évolution est constitué par l’obligation de survie au regard des épreuves imposées par les propriétés de la nature, l’espèce humaine a été façonnée par sa capacité à ‘appréhender’, ‘comprendre’, la nature de ces épreuves pour, les présupposer, les affronter, les contourner, les situer, etc... En prenant en compte les résultats des travaux et des analyses proposés par les paléoanthropologues qui deviennent de plus en plus circonstanciés, j’ai extrait l’idée que la faculté ‘d’intellectualiser’ (intérioriser) les données empiriques de l’espace et du temps par nos ancêtres archaïques, c’est-à-dire pour ceux-ci se situer physiquement dans l’environnement proche de leur milieu naturel accessible, devait être affirmée comme un facteur favorable de sélection.

En conséquence l’imprégnation de notre conception de l’espace et du temps, de l’espace-temps, détermine notre regard intellectuel actuel de la Nature, qui évidemment à l’échelle classique ne met pas trop en évidence des interprétations conflictuelles car notre regard intellectuel s’est forgé à cette échelle, mais il en est tout autrement à l’échelle de l’infiniment petit. Je propose de considérer l’hypothèse que ces interprétations conflictuelles sont révélées par ce que l’on désigne les bizarreries de la mécanique quantique.

Ma proposition d’expérience vise à tenter de vérifier si cette hypothèse tient la route au moins sur la bizarrerie caractérisée par l’énigme de la superposition des états : onde/corpuscule, corrélée à : pas d’information/information, spatio-temporelle, à la disposition de l’observateur. A ce sujet voir, par exemple, l’article de A. Ananthaswamy, du 02/11/216, sur le site du NewScientist : « Classic quantum experiment could conceal theory of everything”. Ma proposition d’expérience est exactement limitée à cette corrélation, alors que le spectre des bizarreries pour notre capacité d’entendement traditionnelle est très étendu. Par défaut, je privilégie une approche pragmatique en considérant que suivant le résultat obtenu en première instance soit on considère que l’hypothèse qui fonde l’expérience a de la valeur et on persévère, soit on constate qu’elle n’a pas de valeur et on bifurque vers d’autres hypothèses.

En fait, mon hypothèse non encore exprimée jusqu’à présent est bien plus radicale puisque je conçois que c’est notre représentation classique de l’espace-temps qui est la cause d’autres bizarreries de la M.Q. Parmi celles-ci : la superposition des états des niveaux discrets d’énergie d’un atome d’hydrogène par exemple pourrait être expliquée. A priori, il n’est pas évident de corréler directement ce problème avec celui de la problématique de l’espace-temps tel que nous nous le représentons.

C’est en découvrant un article du 1/11, dans phys.org que j’ai considéré pouvoir évoquer ce sujet maintenant. Cet article s’intitule : ‘Un physicien distingué pour avoir trouvé une nouvelle symétrie dans l’espace et le temps.’ Le distingué est Carl Brender : physicien-mathématicien ou mathématicien-physicien, c’est selon… et la distinction est le ‘Prix Dannie Heineman’ qui a précédemment distingué : S. Hawking, M. Gell-Mann, R. Penrose… Donc c’est du très solide. La production scientifique la plus significative de ce mathématicien, tout autant physicien, est celle de faire apparaître théoriquement une ‘transition de phase’ d’un système physique : d’un état d’énergie continu à un état d’énergie discontinu, grâce à une contribution de l’espace et du temps (sic). Ci-dessous, je vais tenter de vous exposer les bonnes raisons qui m’incitent à vous faire partager l’intérêt suscité par ce travail. L’article original est sur le site Phys.org.

Pour C. Bender : « J’utilise la physique pour générer des problèmes intéressants et ensuite j’utilise les mathématiques pour les résoudre. » ; « Mon approche est de comprendre ce qui se passe dans le monde réel – où nous vivons – en étudiant le monde complexe, qui inclut le monde réel comme un cas spécial. » ; « Il explique que ce que les physiciens observent se situe sur l’axe des réels : tous les nombres, mais l’axe des réels est juste une droite dans le plan infini des nombres complexes, qui inclut des nombres avec des parties imaginaires. Le plan complexe nous aide à comprendre ce qui se passe dans le monde réel. » ; « Par exemple, pourquoi les niveaux d’énergie dans un atome sont quantifiés ? Pourquoi les atomes peuvent avoir seulement certaines énergies et pas d’autres ? Nous ne comprenons pas ceci parce que nous ne regardons pas dans le plan complexe. Dans le plan complexe, les niveaux d’énergie sont quantifiés (dans le sens où on leur attribue une valeur). Ils sont continus et évoluent régulièrement. Mais si vous considérez une tranche dans le plan complexe, le long de l’axe réel, l’énergie est différenciée en points de valeur déconnectés. C’est comme si la rampe d’accès d’un parking à plusieurs niveaux était supprimée, laissant ainsi les niveaux déconnectés. »

Cette conception théorique a été observé physiquement et c’est en exploitant la propriété de la symétrie Parité (P) Temps (T) : PT. La symétrie parité se réfère à l’espace et l’autre au temps évidemment. Caractéristiquement, C. Bender a été amené à réfléchir à cette théorie en questionnant la définition fondamentale de la mécanique quantique qui postule que certains aspects de la MQ doivent être hermitiens ce qui signifie qu’ils doivent se cantonner au royaume des nombres réels. « Mais insister que la MQ doit être hermitienne c’est comme nous dire que tous les nombres doivent être pairs. » Sur ce, Bender a proposé une nouvelle théorie non hermitienne, une généralisation complexe de la MQ, qu’il a appelé : ‘mécanique quantique PT-symétrique’. Nous savons que réellement dans la nature il y a des propriétés, et des objets qui ne respectent pas la symétrie spatiale (parité) ni la symétrie temporelle, mais lorsque l’on recombine ces deux violations, elles s’annulent et la symétrie globale (PT) est retrouvée.

Grâce à sa théorie, C. Bender a pu prédire des résultats qui ont été observés. Cette prédiction était qu’un système PT-symétrique peut subir une transition de l’énergie réelle à l’énergie complexe. La symétrie PT serait rompue à cause de cette transition, et le comportement du système changerait d’une façon observable. Dix années après, en 2008, une expérience a confirmé la prédiction de Bender. Comme il le dit, lui-même n’avait pas prévu que sa conception à la base très théorique (car évidemment il est aussi convaincu, comme nous, que les nombres et les plans imaginaires ne sont pas dans notre monde réel) puisse conduire un jour à être vérifiée expérimentalement grâce aux conséquences déduites.

En intitulant cet article « Merci Carl Bender », je suis très explicite et j’indique ô combien le travail de Bender ‘boost’ ma réflexion.

Il n’en reste pas moins qu’il y a plusieurs façons d’interpréter et de valoriser ce résultat. Soit on est Platonicien, et dans ce cas les travaux et les résultats de C. Bender montre qu’effectivement il y a dans le monde un ordre, une harmonie mathématique, préétablis et pour connaître ce monde il suffit donc de décrypter l’alphabet du langage des mathématiques. Le scientifique n’invente pas, il décrypte ce qui est. En effet, on peut considérer que les travaux exposés par C. Bender sont probants. Comme il en rend compte, il part du monde complexe mathématiques, qui ne peut être que théorique, pour descendre ensuite dans le monde réel. Etant donné sa démarche intellectuelle fructueuse on peut supposer que Bender est Platonicien.

Comment interpréter ce résultat si on n’est pas Platonicien ? Cela est mon cas, je ne le suis pas. J’ai plutôt la conviction qu’il faut privilégier le contexte de l’évolution de l’humanité pour conjecturer que c’est notre conception actuelle de l’espace et du temps qui joue un rôle déterminant, entre autres, dans la formation et l’évolution de nos connaissances des lois de la nature à toutes les échelles. Ainsi je considère que les lois mathématiques ne sont pas la preuve d’un ordre divin qui serait a priori ! comme le proclame par ex. R. Penrose, mais des outils, que nous produisons, permettant de décrire dans un langage commun rationnel, logique, les propriétés de la nature, afin que celles-ci puissent être partagées, discutées, comprises, pour être intégrées ou rejetées dans le patrimoine commun du savoir de l’humanité. Alors nous devons toujours privilégier in fine l’observation expérimentale pour adopter ce qui est annoncé dans une prédiction théorique. D’ailleurs C. Bender s’en étonne : « …Jamais dans ma vie, je n’ai pensé que je pourrais prédire quelque chose qui serait directement observable dans une expérience de laboratoire, pas plus de mentionner une simple expérience. » La sincérité de l’auteur m’autorise à penser qu’avec mon hypothèse nous sommes sur un sujet très impactant.


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