Dans le commentaire « Doesn’t the universe require an observer to remain determinate ? », Vicktor Toth exprime son point de vue. La communauté scientifique n’est pas unanime sur le rôle de l’observateur et sur la détermination ou l’indétermination de l’univers quantique qui restent des questions ouvertes.

Le point de vue de Viktor Toth sur la question de la détermination de l’univers en fonction de l’observateur et de la nature du collapse de la fonction d’onde touche à un débat central dans la physique quantique, notamment dans le contexte des interprétations de la mécanique quantique. Son analyse repose sur une distinction importante entre la théorie déterministe de l’équation de Schrödinger et les éléments probabilistes introduits dans l’interprétation de Copenhague. Voici une analyse de son propos, de la manière dont il est perçu dans la communauté scientifique, et plus particulièrement parmi les physiciens quantiques.

1. La question du déterminisme et de la fonction d’onde :

Toth fait valoir que l’équation de Schrödinger, qui est la base de la mécanique quantique, est déterministe. Il pointe que la fonction d’onde évolue selon une dynamique précise et déterminée, ce qui signifie que, en théorie, le comportement d’un système quantique pourrait être entièrement prédit si l’on connaissait l’état initial du système.

Cependant, il souligne que l’interprétation de Copenhague introduit une notion probabiliste via le concept de collapse de la fonction d’onde lors de l’observation. Selon cette interprétation, la fonction d’onde, qui décrit un état superposé de plusieurs possibilités, se réduit à un seul état lorsque mesurée, ce qui semble introduire un élément de hasard (aléa) et d’indétermination. Cette idée est en contradiction avec l’évolution déterministe du système selon l’équation de Schrödinger.

Réception dans la communauté scientifique :

La communauté scientifique, en particulier les physiciens quantiques, a des opinions variées sur cette question. Certains aspects du raisonnement de Toth, notamment l’idée que la mécanique quantique est fondamentalement déterministe dans son évolution (via Schrödinger), sont partagés par de nombreux physiciens qui adoptent des interprétations plus déterministes ou non standard de la mécanique quantique.

Interprétation de Copenhague vs Déterminisme : L’interprétation de Copenhague reste l’une des plus populaires, mais elle introduit des aspects probabilistes dans le processus de mesure, ce qui conduit à une perception non déterministe des événements quantiques. Pour beaucoup de physiciens, le collapse de la fonction d’onde est une réalité physique, bien qu’il ne soit pas encore expliqué de manière satisfaisante dans le cadre de la théorie standard.

D’autres physiciens, comme ceux qui soutiennent l’interprétation des mondes multiples (Everett), ou ceux qui adoptent une approche de la mécanique quantique sans effondrement, considèrent que la fonction d’onde ne s’effondre pas réellement. Ils soutiennent que tout le processus est déterministe, mais que la perception du phénomène aléatoire résulte du fait que nous n’avons pas accès à tous les paramètres du système. Cette approche semble alignée avec l’argument de Toth selon lequel la probabilité de certains résultats d’observation est le fruit d’un manque d’information plutôt qu’un véritable aléa inhérent.

2. L’importance de l’observateur dans la mécanique quantique :

Toth pose également la question de l’importance de l’observateur dans le processus de collapse de la fonction d’onde. Selon lui, si l’on considère l’effondrement de la fonction d’onde comme une fiction mathématique, alors l’observateur devient un concept non essentiel à la détermination du système. Il argumente que le système quantique reste déterministe même en présence d’un observateur, car l’apparente indétermination provient d’un manque d’information sur les états cachés du système.

Réception dans la communauté scientifique :

L’idée que l’observateur joue un rôle central dans l’effondrement de la fonction d’onde est un aspect fondamental de l’interprétation de Copenhague, et elle a été contestée par diverses interprétations. Par exemple, dans l’interprétation des mondes multiples de Hugh Everett, l’observateur n’a pas un rôle spécial : tous les résultats possibles coexistent dans des mondes parallèles, et il n’y a pas de véritable effondrement de la fonction d’onde.

Les physiciens réalistes et ceux qui favorisent des interprétations comme la théorie de la decohérence (qui tente d’expliquer pourquoi certaines interactions macroscopoques semblent conduire à un effondrement sans qu’un observateur particulier soit impliqué) partagent certaines des idées de Toth. Ils considèrent que l’observateur n’est pas un agent particulier mais simplement un élément d’un système plus large, où l’interaction avec un système macroscopique mène à la décohérence, rendant les états quantiques effectivement déterminés même si nous ne pouvons pas prédire les résultats spécifiques d’une observation.

3. Le rôle de la non-localité :

Toth mentionne également que la mécanique quantique, même lorsqu’elle est formulée sous forme de théorie des champs quantiques relativistes, reste non-locale, ce qui implique que les états du système sont en quelque sorte interconnectés à travers l’espace et le temps, mais d’une manière qui respecte la causalité et ne viole pas les principes de relativité.

Réception dans la communauté scientifique :

L’idée de non-localité en mécanique quantique a été largement acceptée, notamment avec les théorèmes d’inégalité de Bell, qui montrent que des corrélations non locales peuvent exister entre des particules quantiques séparées par de grandes distances, ce qui semble défier les conceptions classiques de la localité. Cependant, la non-localité en elle-même ne doit pas être vue comme un viol du principe de causalité ou de la relativité. De nombreux physiciens acceptent que la non-localité quantique soit compatible avec la relativité restreinte, tant que l’information ne peut pas voyager plus vite que la lumière.

Conclusion :

Le point de vue de Viktor Toth concernant l’univers déterministe et la question du rôle de l’observateur dans le collapse de la fonction d’onde fait écho à des débats actifs dans la physique quantique contemporaine. Certains physiciens partagent son opinion selon laquelle la mécanique quantique est fondamentalement déterministe, et que l’apparente indétermination provient principalement de l’inaccessibilité de certaines informations sur l’état du système. D’autres, notamment les partisans de l’interprétation de Copenhague, considèrent que l’effondrement de la fonction d’onde est une réalité physique, bien que non complètement expliquée dans la théorie standard.

En fin de compte, bien que la communauté scientifique ne soit pas unanime sur ces questions, il est clair que la nature de l’observateur et la détermination ou indétermination de l’univers quantique restent des questions ouvertes et débattues dans les cercles de la physique théorique quantique.