Mind And Life XXVI – Esprit, cerveau et matière

Mind And Life XXVI – Esprit, cerveau et matière
Monastère Drepung, à Mundgod, en Inde
18 Janvier 2013 - Matin du deuxième jour
Arthur Zajonc
Implications de la mécanique quantique sur notre vision de la réalité
Le sujet sera : 'Les implications de la mécanique quantique sur notre vision de la réalité'. Hier, nous
avons passé du temps à parler de notre compréhension et vue de la réalité dans un sens plus
conventionnel, plus classique dans le monde de la physique. Galilée regardant dans son télescope,
faisant des observations attentivement, raisonnant par ses observations pour faire des inférences
basées sur ses observations et sa logique. Nous avons fait une énorme quantité de bon travail à cet
égard, mais il y a environ cent vingt ans, des physiciens qui ont vraiment travaillé très dur utilisant
l'observation, l'expérimentation, et la logique, le raisonnement, sentirent qu'ils étaient arrivé
essentiellement à la fin de leur sujet. Je vais vous montrer une photo de cette communauté.
Nous avons la tendance à penser qu'ils étaient des milliers et des milliers dans cette communauté de
physiciens, et bien sûr, maintenant, c'est vrai, mais entre 1900 et 1927, quand cette photo a été prise,
quand la naissance de la physique quantique a pris place, ils étaient environ une poignée de
personnes qui pensaient les nouvelles pensées, les nouvelles physiques.
Deux nuages dans l'horizon de la physique classique
Et un d'entre eux, un physicien anglais du nom de Lord Kelvin, a dit : « Vraiment, nous comprenons
tout, sauf deux petits nuages dans l'horizon. » Donc le ciel était parfaitement bleu, à l'exception de
ces deux petits nuages. Un d'entre eux, celui que j'appelle la couleur d'une lumière de bougie.
Quand vous allumez une bougie, vous voyez une flamme, et la flamme a une couleur particulière.

Et vous pouvez vous demandez : « Pourquoi a t-elle cette couleur ? » Cette simple question : vous
allumez une bougie, pourquoi a-t-elle cette couleur ? Il s'avère que vous ne pouvez expliquer
correctement cette couleur. Vous pouvez faire des mesures, vous pouvez passer la lumière par un
prisme et voir ses couleurs, mais vous ne pouvez pas prédire la distribution des couleurs, la couleur
de la lumière de la bougie. Alors Lord Kevin a dit : « C'est un problème. » Pourquoi ne pouvons-
nous pas prédire le simple problème de la couleur de la lumière de bougie ?
Le deuxième est plus compliqué. Vous savez, hier, on parlait de son sur la lune, et du fait que l'on a
besoin d'air afin que le son se propage. Si vous enleviez l'air de cette pièce, nous mourrions tous,
mais avant cela nous hurlerions et n'entendrions rien, parce qu'il n'y aurait pas d'air pour porter le
son. Mais si vous pensez à cela pendant une minute, il est aussi remarquable que sur la lune, il n'y a
pas d'air, mais que je puisse voir les autres astronautes. Alors je prends une photo, et la lumière
passe à travers l'espace sans air. Le son ne peux pas passer par l'espace, mais la lumière peut passer
par l'espace sans air. Alors en 1900, les physiciens ont dit : « Et bien, il doit encore y avoir quelque
chose, même sans air. » Parce que la lumière était considérée comme une onde, comme le son, et il
devait y avoir quelque chose ondulant. En haut, vous voyez de l'eau, et vous voyez de petites
vagues sur l'eau. Il y a un véhicule, quelque chose comme l'air qui ondule, c'est la logique. Et peut-
être que c'est une grande onde, comme celle-ci :
Et le concept d'onde, l'onde de son, l'onde de lumière, semble si logique que quand les personnes
cherchaient le véhicule, qui était appelé l'éther, qui devait porter l'onde de lumière, ils étaient sûrs
qu'ils le trouveraient. Mais ils ne l'ont jamais trouvé. Même aujourd'hui, il n'a jamais été trouvé,
alors nous croyons maintenant qu'il n'y a pas d'éther, qu'il n'y a pas de véhicule porteur de lumière.
Donc c'était la deuxième expérience.
Donc ce sont les deux expériences-clé. La première est une expérience essayant d'étudier et de
comprendre la couleur de la lumière de la bougie, et la deuxième une expérience faite afin de
connaître le médium porteur de lumière. Afin de résoudre ces questions, deux nouvelles théories ont
été développées. La première est la physique quantique, qui était connectée avec la couleur de la
lumière de la bougie, la deuxième est la théorie d'Einstein, la relativité. Quand vous prenez les
calculs de la nouvelle physique, la mécanique quantique, la couleur de la lumière de la bougie peut
être prédite parfaitement. Quand vous comprenez la relativité d'Einstein et l'appliquez à l'espace et
au temps, vous réalisez qu'il n'y a pas besoin d'un véhicule nommé éther. La lumière peut voyager
sans l'éther. Donc c'est la naissance, on peut dire, à partir de ces deux petits nuages, de deux très
importantes théories, qui changent fondamentalement l'image de la réalité.
Maintenant, la mécanique quantique est, comme beaucoup l'ont dit, très difficile à comprendre. Ses
idées sont très contre-intuitives dans les diverses façons d'approcher la compréhension de la
mécanique quantique. Je vais introduire un concept, Michel Bitbol, mon ami et collègue, en
introduira d'autres, et graduellement, nous construirons les éléments-clé de ce qui est nécessaire

pour comprendre ces nouveaux concepts, ces nouvelles idées, et leurs implications, à la fois
philosophiquement et en pratique.
Deux pièces de monnaie sont toujours distinguables
J'en ai choisi seulement un, qui est déjà un défi. J'ai ici deux pièces, dans mon cas deux pièces de
cinq roupies, sur l'écran deux pièces de dix roupies. La question un peu une question stupide ‒ ‒
est : comment savez-vous qu'il y en a deux ? Et bien, vous pouvez les différencier, parce qu'elles
sont localisées en différents endroits. Il y en a une à droite, une à gauche. De plus, celle-ci a une
petite éraflure, elle est un peu différente de celle-là. Elles sont très similaires, mais elles ne sont pas
exactement les mêmes. Si j'essaye de les mettre au même endroit, je ne le peux pas, elles ne peuvent
pas occuper le même volume.
Deux particules quantiques ne sont PAS distinguables
Mais si les deux entités n'étaient pas des pièces de monnaie, mais des atomes, ou des électrons,
qu'auriez-vous ? Dans ce cas, vous avez une situation très différente. Les deux atomes, quoi que ces
deux atomes A et B puissent être, sont absolument identiques. Il n'y a pas d'éraflure sur l'un, il n'y a
rien qui puisse vous indiquer : 'Ceci est l'atome A, ou ceci est l'atome B'. Ils sont complètement
jumeaux. Mais vous pouvez dire : « Oui, mais quand même, un est à gauche, et l'autre est à droite. »
Mais en physique quantique, vous avez une situation où ces deux, qui sont séparés, peuvent en fait
s'imbriquer.
Sa Sainteté le Dalaï Lama : au niveau atomique, il y a des très très petites particules, qui bougent
toujours, pas généralement dans la même direction. Une peut aller de ce côté, ou l'autre de l'autre
côté. Donc il y a deux particules de même nature, mais chaque atome a une façon de bouger
différente. Donc ce ne sont pas exactement les mêmes.

Arthur : Et bien il s'avère que si vous avez, disons, deux atomes d'hydrogènes, deux atomes très
simples, il n'y a rien par quoi vous pouvez les distinguer.
Sa Sainteté le Dalaï Lama : Et leur mouvement, ou la direction de spin ? Sont-ils exactement les
mêmes ?
Arthur : Oui, disons simplement oui. Le problème est que vous utilisez un concept classique, c'est-
à-dire qu'il y a un mouvement entre électrons dans une trajectoire particulière, comme vous avez
dans la photo. C'est vraiment une image erronée. L'électron lui-même n'a aucune location
spécifique, et il n'y aucune trajectoire spécifique, aucune trajectoire où il bouge. D'accord ? Donc
vous avez l'image que la plupart des personnes ont, celle d'un atome comme un système planétaire,
avec des planètes tournant autour du soleil. C'est une approximation, mais il s'avère que cette image
est erronée. La chose-clé est qu'ils sont indistinguables : l'atome A et l'atome B sont exactement les
mêmes.
Sa Sainteté le Dalaï Lama : Et la location ?
Arthur : En physique classique, vous ne pouvez pas imbriquer deux objets, ces deux pièces de
monnaie ne peuvent pas s'imbriquer. Mais ces deux atomes peuvent non seulement s'imbriquer,
mais ils peuvent occuper le même endroit. Je pense que nous devons avoir un différent concept des
atomes. L'atome n'est pas solide de la façon dont nous pensons normalement. En mécanique
quantique, tout dépend de, on pourrait dire, non seulement du principe d'identité, mais aussi
d'observation. Si vous observez un atome particulier, alors il devient une sorte d'objet, d'accord ?
Mais si vous n'observez pas, alors il y a une ambiguïté, un défaut de connaissance, et normalement,
en physique ou en réalité, si vous n'observez pas quelque chose, cela ne fait rien, n'est-ce pas ? Ces
deux objets sont séparés, que je les regarde ou non.
Thupten Jinpa : Ai-je raison en expliquant à Sa Sainteté que le point que vous faites est que quand
nous pensons au niveau quantique, si nous prenons les notions et concepts de la physique classique,
nous arrivons à toutes ces contradictions ?
Arthur : Exactement.
Thupten Jinpa : Donc nous avons besoin d'une toute nouvelle pensée.
Indistinguabilité en physique quantique
Arthur : Oui, et je pense qu'il est mieux d'aller par étapes. Donc la première est que chacun des
atomes, disons un atome d'hydrogène '1' et un atome d'hydrogène '2', sont dupliqués. Ils sont
exactement les mêmes, pas comme une pièce de monnaie, et ils peuvent aussi s'interpénétrer, ils
peuvent s'imbriquer, ou ils peuvent occuper le même volume. Ceci n'est pas possible en physique
classique ou dans la vie normale, d'accord ?

Sa Sainteté le Dalaï Lama : Mais puisque la mécanique quantique s'appelle encore 'physique', cela
parle supposément de réalité physique, n'est-ce-pas ?
Arthur : Oui, mais à un niveau très subtil.
Sa Sainteté le Dalaï Lama : Mais en peut progresser en subtilité. Suggérez-vous qu'il y a une
disjonction ?
Arthur : C'est un des grand défis de la physique quantique, ici. Comment allez-vous de ce qui est
vrai à un niveau microscopique et nous avons fait des mesures qui montrent que c'est vrai à ce‒ ‒
monde, qui est tellement différent dans ses lois et principes ? Ceci est une des grandes questions qui
existent encore dans la physique quantique. Il y a des arguments en conflit sur comment
comprendre cette transition. Donc, je vais aller un pas plus loin. Ce concept s'appelle
indistinguabilité. Donc l'atome A et l'atome B sont indistinguables, ou la photo de Votre Sainteté sur
la droite est indistinguable de la photo de Votre Sainteté sur la gauche. Maintenant, je vais laisser
ces deux photos s'imbriquer, comme les atomes. Donc nous les rassemblons.
Maintenant, je vais les laisser se séparer, mais il y a une ambiguïté, parce qu'ils pourraient de deux
façons, n'est-ce pas ? Ce ne sont que des pensées, mais cela a d'énormes implications. Donc il y a
deux options. Ici il y a A à gauche et B à droite :
Et ensuite nous ramenons A et B ensemble et nous pouvons revenir de nouveau à A et B comme ils
étaient avant.