Superdéterminisme

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Une description hypothétique du superdéterminisme dans laquelle des photons en provenance de Galaxies lointaines Sb et Sc influencent l'orientation des détecteurs α and β dans l'expérience d'Aspect. α and β sont ultimement corrélés et non indépendants car influencés par une cause commune (le Big Bang), même s'ils ne peuvent s'influencer directement l'un l'autre.

Dans le contexte de la mécanique quantique, le superdéterminisme est un terme employé pour décrire une hypothétique classe de théories qui échappent au conclusions classiques du théorème de Bell par le fait qu'elles sont complètement déterministes. Les violation des inégalités de Bell sont classiquement interprétées comme caractérisant la non existence de variables cachées et par conséquent la mécanique quantique est fondamentalement indéterministe.

Mais le superdéterminisme s'avère compatible avec la violation des inégalités de Bell, car celles-ci dépendent de l'hypothèse du libre arbitre (l'indépendance statistique des mesures distantes). C'est peut-être le fait que cette hypothèse soit fausse (tout étant complètement déterminé depuis le début de l'univers par une cause initiale commune, les mesures distantes ne sont pas fondamentalement indépendantes) qui mène à la violation des inégalités de Bell, et non l'absence de variables cachées.

Il est concevable, mais sans doute peu probable, que quelqu'un pourrait exploiter cette faille pour construire une théorie à variables cachées qui reproduise les prédictions de la mécanique quantique. Les tenants du superdéterminisme ne reconnaissent pas l'existence de véritable hasard ou de probabilités où que ce soit dans le cosmos.

Concept[modifier | modifier le code]

Le théorème de Bell suppose que les types de mesures effectuées au niveau de chaque détecteur peuvent être choisis indépendamment les uns des autres et de la variable cachée mesurée. Pour que l'argument de l'inégalité de Bell se poursuive, il est nécessaire d'être capable de parler véritablement de ce que le résultat de l'expérience aurait été si des choix différents avaient été faits. Cette hypothèse est appelé netteté contre-factuelle (en). Mais dans une théorie déterministe, les mesures que les expérimentateurs choisissent à chaque détecteur sont prédéterminées par les lois de la physique. On peut donc faire valoir qu'il est erroné de parler de ce qui se serait passé si différentes mesures avaient été choisies : aucun autre choix de mesure n'était physiquement possible. Puisque les mesures choisies peuvent être déterminées à l'avance, les résultats à un détecteur peuvent être affectés par le type de mesure effectué à un autre sans que l'information ait besoin de voyager plus vite que la vitesse de la lumière.

Dans les années 1980, John Stewart Bell a commenté le superdéterminisme dans un entretien à la BBC[1],[2].

« Il y a une façon d'échapper à l'inférence des vitesses supraluminiques et à l'action fantôme à distance. Mais elle implique un déterminisme absolu dans l'univers, l'absence complète de libre arbitre. Si nous supposons que le monde est superdéterministe et pas seulement que la nature inanimée actionne des mécanismes derrière-la-scène, mais avec notre comportement, y compris notre conviction que nous sommes libres de choisir de faire une expérience plutôt qu'une autre, absolument prédéterminée, y compris la « décision » par l'expérimentateur de mener à bien une série de mesures plutôt qu'une autre, alors la difficulté disparaît. Il est inutile pour un signal lumineux plus rapide de dire à la particule A quelle mesure a été effectuée sur la particule B, parce que l'univers, y compris la particule A, « sait » déjà ce que cette mesure - et son résultat - seront. »

Bien qu'il ait reconnu cette lacune, il a également fait valoir qu'elle était invraisemblable. Même si les mesures effectuées sont choisies par des générateurs déterministes de nombres aléatoires, les choix peuvent être considérés comme « effectivement libres pour l'objet dont il est question » parce que le choix de la machine est modifié par un grand nombre de très petits effets. Il est peu probable que la variable cachée soit sensible à toutes les mêmes petites influences que l'est le générateur de nombre aléatoire[3].

Le superdéterminisme a également été critiqué en raison de ses implications relatives à la validité de la science elle-même. Anton Zeilinger par exemple a écrit :

« Nous supposons toujours implicitement la liberté de l'expérimentateur... Cette hypothèse fondamentale est essentielle pour faire de la science. Si cela devait n'être pas vrai, alors je suggère que cela n'aurait aucun sens de poser des questions à la nature dans une expérience puisque alors, la nature pourrait déterminer ce que sont nos questions et cela pourrait guider nos questions de telle façon que nous arrivions à une fausse image de nature[4]. »

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Entretiens de la BBC avec Paul Davies, 1985
  2. La citation est une adaptation de la transcription éditée de l'entretien à la radio avec John Bell en 1985. Voir The Ghost in the Atom: A Discussion of the Mysteries of Quantum Physics, de Paul C. W. Davies et Julian R. Brown, 1986/1993, pp. 45-46
  3. J. S. Bell, Free variables and local causality, dans Epistemological Letters, février 1977. Réimprimé comme chapitre 12 du Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics de J. S. Bell, (Cambridge University Press 1987)
  4. A. Zeilinger, Dance of the Photons, Farrar, Straus and Giroux, New York, 2010, p. 266. Abner Shimony (en), Michael Horne et John Clauser ont fait un commentaire similaire en réponse à John Bell dans leurs discussions dans les Epistemological Letters (en) : « Dans toute expérience scientifique dans laquelle deux ou plusieurs variables sont censées être choisies au hasard, on peut toujours supposer que certains facteurs dans le recouvrement de l'arrière des cônes de lumière a contrôlé des choix vraisemblablement aléatoires. Mais, nous maintenons, le scepticisme de ce genre rejettera essentiellement tous les résultats d'expérimentations scientifiques. À moins que nous procédions avec l'hypothèse que des complots cachés de ce genre ne se produisent pas, nous abandonnons à l'avance l'ensemble de l'entreprise de découvrir les lois de la nature par l'expérimentation ». (Shimony A, Horne M A and Clauser J F, Comment on the theory of local beables, Epistemological Letters, 13 1 (1976), cité par Jan-Åke Larsson dans Loopholes in Bell inequality tests of local realism, J. Phys. A: Math. Theor. 47 (2014))

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • Reality, locality, and "free will". Citation : Il [Michael JW Hall] montre que la localité et la réalité peuvent être retenus avec une réduction de 14 % du « libre arbitre » des expérimentateurs

Source de la traduction[modifier | modifier le code]