Les mystères quantiques II. Une révolution scientifique majeure avec M. Mugur-Schächter

par Bernard Dugué
mercredi 21 mai 2008


Après une introduction (voir ce billet), voici le volet essentiel de cette brève exploration de la mécanique quantique, discipline courante dans les laboratoires de physique, mais dont le formalisme recèle quelques mystères et, curieusement, le côté ésotérique des mathématiques quantiques est tout aussi flagrant pour le néophyte que pour le spécialiste, y compris lorsqu’il est Nobel comme Feynman. L’épistémologue Mioara Mugur-Schächter s’est penchée depuis des années sur la structure du formalisme quantique. Elle vient de publier ses conclusions dans un ouvrage difficile, mais intéressant et, bientôt, un second livre dont la portée sera plus philosophique. MMS a inventé un outil épistémologique, la MCR, autrement dit la méthode de conceptualisation relativisée. A titre de comparaison, c’est un peu l’équivalent de la méthode inductive codifiée par Newton. Sauf que la MCR est extraite de la mécanique quantique. Et que cette discipline, comme le précise MMS, ressemble de très loin à une théorie physique, contrairement à la mécanique rationnelle. Ajoutant qu’on a affaire à « un ensemble de purs algorithmes mathématiques permettant de prévoir en termes consensuels et communicables concernant des faits probabilistes liés à ce qu’on appelle des "micro-états" (des états de microsystèmes). » Et que depuis soixante-dix ans, cette théorie n’a cessé d’engendrer des problèmes d’interprétation.

La démarche adoptée par MMS se place sur le terrain de l’information, utilisant comme outil une autre fameuse théorie, celle de Shannon. Ainsi s’est-elle penchée sur la manière dont la théorie quantique permet d’extraire des informations. C’était le postulat de départ, assez classique, pourrait-on dire. Car, au premier abord, dit-elle, on peut penser que la mécanique quantique « extrait » des informations à partir du dispositif micro-physique qui fournit des mesures précises sur des micro-états non accessibles aux sens. Or, c’est une tout autre manière de penser qu’il faudrait adopter si on en croit MMS selon laquelle l’idée d’une extraction d’information crée des confusions car ce qui arrive, c’est carrément une « création » d’information. La distinction semble ténue et, pourtant, elle est de taille, d’une portée aussi vaste que la révolution copernicienne. Pour le dire autrement, c’est le statut même du « champ opératoire quantique » qui s’en trouve modifié en essence. Pour ma part, je mettrai ce glissement en relation avec une vieille division de la nature, celle établie par Jean Scot Erigène dans le sillage du néoplatonisme. Il existe quatre monde, et plus près de nous, le créé qui ne crée pas et le créé qui crée. Ce sont deux distinctions ontologiques. Elles semblent refléter les deux aspects épistémologiques des « informations captées, reçues » et des « informations créées ».

Tous ceux qui ont étudié la mécanique quantique reconnaissent une distance épistémologique radicale, faisant du champ opératoire quantique un monde étrange et irreprésentable dans un contexte classique, temps, espace. Et même plus, le contexte formel échappe au cadre classique. Premier constat établi par MMS, les probabilités quantiques sont spécifiques et liées à un mode de description s’échappant des codifications grammaticales, logiques et probabilistes-informationnelles du corpus classique. Les probabilités quantiques doivent être prises comme primordiales. C’est le seul moyen de faire face à ce que MMS a compris comme un obstacle face aux tentatives d’atteindre le noyau sémantique de ce formalisme. Pour le dire autrement, l’approche préconisée est de partir d’un monde nouveau, inconnu dans la grille classique et d’avancer, d’y progresser pas à pas sans utiliser les béquilles classiques. Cette démarche est assez singulière et rompt avec le principe de correspondance conçu par l’un des pères fondateurs, Bohr, lequel cherchait quelques raccords épistémologiques permettant de faire communiquer les mondes de Newton et particulaire. A l’issue du premier round, les scientifiques avaient dit qu’avec l’univers quantique, un nouveau monde était apparu. Dans le sillage, MMS nous fait comprendre, aiguillée par un de ses confrères, que la mécanique quantique contient une théorie nouvelle des probabilités. Des probabilités dites primordiales (j’aurais dit radicales) engendrant une situation cognitive radicalement nouvelle.

Entrer dans la MCR, méthode extraite du formalisme quantique, suppose quelques aisances avec les mathématiques quantiques dont on ne dispose pas forcément. Ce qui n’empêche pas de mettre en avant cette révolution épistémologique démarquant le dispositif cognitif classique de celui quantique. Je me permets d’insister à nouveau sur cette physique qui, non seulement se démarque de la mécanique classique rationnelle, mais suppose aussi un autre dispositif épistémologique et cognitif. La physique classique prend appui sur un monde sur lequel elle opère et/ou qu’elle observe. La formalisation est donc une représentation induite. Alors que, dans le champ opératoire quantique, on n’a pas un monde qui se présente, mais un ensemble de micro-états qu’il faut créer. Il faut créer le monde sur lequel on va opérer et faire des observations. Voilà ce qui est radicalement surprenant avec la mécanique quantique :

« Les descriptions quantiques de micro-états sont foncièrement premières et radicalement créatives. On y est contraint, d’abord, de CREER L’OBJET DE LA DESCRIPTION, à partir d’un réel physique a-conceptuel, encore purement factuel ; et ensuite, séparément, on est contraint aussi de CREER la structure qualificatrice de cet objet, qui – en dehors d’aspects conceptuels – comporte aussi, nécessairement, des appareils matériels macroscopiques non-biologiques et des opérations physiques impliquant ces appareils. Ainsi l’entité-objet-de-description et la structure qualifiante, ces deux éléments descriptionnels sans lesquels le concept même de description s’évanouit, ne préexistent pas à l’action de "description" quantique d’un micro-état. Ils doivent être forgés délibérément au cours de cette action, dans l’inobservable, et en agissant par des opérations physiques sur de la factualité physique encore entièrement extérieure à toute conceptualisation. » (MMS, conférence MCR, p. 5)

Ainsi, comme le dit plus loin MMS dans son exposé (p. 7), avec le micro-état apparaît la première strate d’une conceptualisation du réel physique. Changement cognitif essentiel. Le physicien classique représentait le réel après qu’il fut perçu et mesuré, le physicien quantique représente le réel conceptualisé ou bien conceptualise le réel physique, puis le mesure. Il s’agit-là d’une génération d’objets construits avec des règles précises extraites du formalisme quantique. On retrouve bien ce côté lego, ce bricolage abstrait, alors que la physique classique pourrait être comparée à un écran de cinéma où sont projetées des formes. Avec la MCR, les objets sont construits, avec leurs micro-états, on délimite, on qualifie, on extrait des « vues ». C’est un peu comme le dessin industriel. L’objet quantique est construit avec plusieurs plans de coupe, plusieurs facettes. Tel est le jeu cognitif qui se joue entre une nature qui s’y prête et les physiciens. On connaissait le jeu de la mécanique rationnelle avec ses règles, son espace-temps. Le jeu quantique est complètement différent. Comme peut l’être la belote comparée au jeu d’échec. Une chose à retenir, c’est ce qui semble être une innovation radicale de la part d’une physicienne ignorée du grand public forcément, mais aussi des gens du sérail hormis un petit cercle appartenant souvent au cénacle des transversalité, comme Jean-Louis Le Moigne. Les résultats obtenus par MMS sur les structures universelles de conceptualisation à partir de la MQ sont assez anciens. Pour preuve, cet article paru en 1993, d’une longueur inhabituelle (MMS, from quantum mechanics to universal structures of conceptualisation and feed back on quantum mechanics, Foundation Phys. 23, 37-122).

Une simple parenthèse sur les difficultés des idées nouvelles à pénétrer le monde instruit. Un thème que j’ai déjà tenté de traiter dans un billet. Il y a des blocages. Surtout quand il s’agit de science pure et de connaissance. Mais laissez entendre qu’avec un formalisme vous pouvez créer un nouveau produit grand public et vous verrez que les instruits se presseront pour entrer dans la logique du système. La MCR ne semble pas plus compliquée que le langage de programmation d’un PC.

L’intérêt de la MCR dépasse, selon l’auteur questionné par un intervenant, la mécanique quantique. Une application de cette construction d’objet est envisageable dans de multiples domaines, médecine, robotique… Cette méthode semble constituer une sorte de grille conceptuelle pour saisir le réel. Auquel cas, nous aurions un équivalent contemporain de la méthode de Descartes. Un outil propre à l’époque des mathématiques de Hilbert, de la logique de Frege, de la mécanique quantique. Un univers cognitif semble s’ouvrir, mais il n’a rien de spécialement fulgurant. Sans doute, la plupart qui ont lu Le Discours de la méthode vers 1660 n’y ont trouvé aucun intérêt. Comme les lecteurs de La Critique de Kant en 1800.

Un dernier mot, une pirouette sémantique personnelle. Je n’accepte pas la notion de relativité en physique. Relatif est un contresens majeur. Un jour peut-être, je ferai une mise au point. Relatif signifie ajusté. Et donc, l’outil proposé par MMS est une méthode de conceptualisation relativisée. Une autre remarque. Apparemment, un lien possible avec la phénoménologie. Ce qui pousserait assez loin les conséquences cognitives, carrément vers la gnoséologie et la philosophie de la conscience. Bref, saluons les recherches de MMS qui ouvrent vers des espaces scientifiques encore en friche. Avis aux thésards. A bon entendeur !


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