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Article
Intrication (entanglement)
par Jean-Paul Baquiast
28/04/04 |
Depuis
bientôt 80 ans, les scientifiques et les philosophes
des sciences occidentaux ont pris leur parti d'accepter deux
descriptions du monde radicalement différentes. La
première est celle de la physique classique et de toutes
les sciences qui en dérivent, dites du macroscopique.
Ces sciences décrivent un univers dont les structures
et lois sont indépendantes de l'homme (observateur).
Cependant celui-ci peut les découvrir de façon
plus ou moins (toujours ?) approchée. Il peut utiliser
ces découvertes pour se construire un monde à
lui, un monde que nous pourrions qualifier d' "humanisé
", au sein de l'univers global qui les déborde
de toutes parts. Comment l'homme procède-t-il pour
ce faire ? En schématisant beaucoup, on dira qu'il
procède d'abord empiriquement puis ensuite rationnellement.
La démarche empirique est propre à tous les
êtres vivants, mais elle prend avec l'aptitude à
la conscience dont l'homme est doté une forme systématique.
Soit un premier homme ne connaissant rien des lois du monde.
La seule chose qu'il connaisse est son existence. Les premiers
gestes qu'il fait lui font découvrir des lois élémentaires
dont il devra tenir compte pour survivre. Marcher, par exemple,
lui révèle la gravité. Il se découvre
comme objet du monde soumis à celle-ci. Il s'aperçoit
qu'il peut vaincre la gravité en marchant sur le sol
mais non en volant dans les airs. L'apprentissage des lois
qui déterminent ses comportements se fait de façon
très simple, par essais, erreurs et renforcements.
Un réseau de neurones formels ou neuromimétiques
apprend de la même façon.
Déduire de l'expérience empirique l'existence
de lois plus générales fait appel à une
démarche logique plus complexe, que l'on appelle parfois
l'abduction. Notre homme ayant constaté que plusieurs
de ses comportements sont soumis à des contraintes
régulières attirant son corps vers le sol pourra
en abstraire (ou mieux en abduire) l'existence d'une loi qu'il
appellera gravitation et dont il s'efforcera de prouver la
" réalité " par des expériences
adéquates, telles qu'observer la trajectoire d'une
pierre lancée en l'air. Armé d'une connaissance
suffisante de la gravité et d'autres lois associées
au vol, s'il désire toujours voler, il pourra construire
un avion. L'avion une fois construit sera un des innombrables
éléments composant le monde humanisé
qui déterminera désormais l'évolution
future de l'univers global. Bien qu'artificiel ou artefactuel,
il s'ajoutera au réel " naturel " dont la
connaissance fait l'objet du travail de découverte
scientifique. Deux univers sont donc en présence dans
ce schéma : un univers indépendant de l'homme,
dont la portée est cosmologique, non construit par
l'homme, mais dont le déchiffrement progressif est
la portée de l'entreprise humaine de recherche scientifique
- et un univers construit par l'homme, constitué d'artefacts
et d'entités vivantes et non vivantes modifiées
par ces artefacts. Si ce deuxième univers se limitait
aux objets construits par l'homme, sa connaissance pourrait
relever de la recherche technologique, mais comme il engage
des éléments de l'univers extérieur à
l'homme, il faut aussi l'étudier en faisant appel aux
méthodes scientifiques.
Tous les animaux et plus généralement tous les
organismes vivants peuvent relever de cette analyse. Ils découvrent
" en venant au monde " des lois dont ils doivent
tenir compte pour survivre. Ensuite, s'appuyant sur ces lois,
ils construisent des mondes à eux avec lesquels ils
s'engagent dans des processus d'adaptation réciproque.
Le monde que construit chaque espèce pour son compte
fait partie du monde en général s'imposant à
l'ensemble des espèces. Il constitue un aspect particulier
de l'univers global. L'homme doit évidemment en découvrir
les lois si on veut les utiliser à son profit. Dans
la mesure où l'homme est aussi un animal et construit
(inconsciemment) un monde adapté à sa survie,
il doit aussi étudier scientifiquement son propre fonctionnement,
pour l'utiliser.
La différence entre les organismes biologiques censés
non dotés de conscience et les hommes est que ceux-ci
se représentent le processus abductionniste. Ils s'engagent
beaucoup plus systématiquement que les animaux dans
la démarche consistant à modéliser les
lois de l'univers pour les utiliser à leur profit,
dans un cycle constructiviste qui ne cesse d'augmenter sa
portée dans le temps et dans l'espace. Le monde terrestre
naturel est ainsi en voie d'être humanisé, par
des hommes eux-mêmes transformés. Ce sera peut-être
bientôt le cas du système solaire. Cependant
cette démarche constructiviste se heurte aux limites
qu'imposent les lois plus fondamentales de l'univers. Dans
l'état actuel ou prévisible des technologies,
par exemple, le monde humanisé ne s'étendra
jamais sensiblement au-delà de la galaxie.
Cette
représentation du monde et de l'activité technoscientifique
humaine qui s'y inclut et se développe en utilisant
ses lois est tout à fait admissible, parce qu'intuitive.
Elle postule l'existence de deux réalités :
une réalité profonde, en soi, qui n'est pas
inconnaissable mais qui est difficilement connaissable et
que globalement l'homme ne peut modifier. Et puis une réalité
immédiate, qualifié par la plupart des auteurs
d'instrumentale, parce qu'elle a été fabriquée
par l'homme, lequel, auto-instrumentalisé lui-même
dans une large mesure, se modifie au cours de ce processus.
Cette réalité n'est pas définitive. Elle
se construit en permanence, par accrétion. Elle est
en principe, dans sa partie construite, connaissable exhaustivement,
si l'on se donne le mal de rassembler l'ensemble des sciences
et techniques ayant servi à la bâtir. On peut
cependant se poser marginalement la question de savoir si
cette réalité instrumentale, soi disant humanisée,
à force de devenir complexe, ne finit pas par échapper
à l'homme. Elle induirait l'existence de nouveaux acteurs
non-humains : mèmes, super-organismes, robots, nouvelles
espèces vivantes, etc. dont l'homme n'aurait pas immédiatement
connaissance et qu'il devra apprendre à étudier,
comme il le fait du reste du monde.
Quoi
qu'il en soit, l'hypothèse que l'univers est fait de
deux réalités différentes, celle d'un
réel préexistant à l'homme et indépendant
de lui (cosmologique) et celle d'un réel plus immédiat
et plus ou moins sous son contrôle, celui d'un réel
humanisé ou instrumental, correspond à ce que
chacun de ceux qui se réfèrent à la science
matérialiste occidentale pense du monde auquel ils
ont affaire.
Remarquons cependant que cette philosophie d'ensemble considère
comme allant de soi ce qui est pourtant le plus grand des
mystères, qu'aucune des lois du réel cosmologique
ou du réel instrumental n'explique vraiment, celui
de l'homme observateur et acteur, doté d'une conscience
de soi plus ou moins étendue. Quel est ce Je qui observe,
suppute, agit ? On a longtemps eu tendance à considérer
qu'il était transparent, sans effets physiques perceptibles.
Si bien d'ailleurs que l'on ne se posait même pas la
question du statut de l'observateur ou de l'acteur doté
d'une volonté à agir. Aujourd'hui, on a tendance
à en faire un système (auto-ré-organisateur)
émergé à partir d'une certaine complexité
de l'appareil neurologique et physiologique du corps humain,
simulable sur des robots dotés d'intelligence et de
conscience artificielle. Mais est-ce que cela répond
vraiment à la question du Je? Celui qui écrit
ceci est immergé dans le Je qui écrit ou parle.
Il n'est donc pas incité à s'interroger sur
son statut, ni en bonne place pour fournir des réponses
à cette interrogation. Beaucoup de scientifiques, aujourd'hui,
sans céder au spiritualisme ou dualisme, commencent
à penser que cette cécité cache peut-être
quelque chose d'essentiel, sans lequel la connaissance des
lois profondes du monde du réel apparaîtra toujours
- comme c'est le cas actuellement - se heurter à des
barrières infranchissables.
Le
réel du monde quantique
Cependant,
nous l'avons dit, depuis bientôt 80 ans, cette vision
du réel et de ses lois qui inspire les sciences du
macroscopique se heurte à celle, radicalement hétérogène,
découlant de la physique quantique et des sciences
et technologies qui en proposent aujourd'hui des applications
de plus en plus nombreuses et efficaces, y compris dans le
monde humanisé du réalisme instrumental décrit
ci-dessus. Ceux qui ne pratiquent pas la physique fondamentale,
mécanique quantique ou cosmologie, hésitent
aujourd'hui à en parler, compte tenu de toutes les
critiques reçues par les philosophes et les littéraires
s'étant exprimés à ce sujet et que les
physiciens ont jugé incompétents. Mais ces derniers
à leur tour n'ont ni l'incitation ni la culture pour
philosopher, surtout aujourd'hui où la spécialisation
et l'urgence pèsent sur les imaginations. Cependant,
il se trouve aujourd'hui que le monde quantique est de plus
en plus proche de nous, du fait des développements
applicatifs qui s'y intéressent, à la fois pour
des motifs économiques et expérimentaux. Physiciens
et non-physiciens se sentiront donc à nouveau légitimés
pour réfléchir aux conséquences philosophiques
de ce mouvement, y compris pour commencer à modifier
radicalement les représentations de l'univers encore
en vigueur.
On sait que les conceptions du monde pouvant être déduites
des travaux de la physique quantique sont radicalement différentes
de celles découlant de la science macroscopique. Ceci
avait été observé dès les débuts
de la mécanique quantique par ses fondateurs, Pauli,
Heisenberg, Bohr, Schrödinger. La dualité onde-corpuscule,
les principes d'indétermination ou incertitude, l'intrication
(entanglement) avaient été largement signalés,
mais, une fois retombée l'excitation intellectuelle
du début, on s'est habitué à ces étrangetés,
d'autant plus qu'elles affectent des montages expérimentaux
ou des technologies (comme la cryptologie quantique) intéressant
des particules isolées, ce qui n'est pas le cas de
celles constituant la matière ordinaire.
Ceux qui réfléchissent à ces questions
continuent à s'étonner de devoir admettre à
la fois les lois de la physique macroscopique et celles de
la physique microscopique, sans du tout être capable
de la moindre explication pouvant justifier que malgré
des contradictions aussi énormes les unes et les autres
puissent participer à la construction d'un même
univers. On en déduit généralement, quand
on regarde ces théories superficiellement, que l'une
au moins doit être inexacte ou du moins, approximative
par rapport à l'autre. L'ennui pour le grand public
est que ce sont les lois de la physique quantique qui se révèlent
de plus en plus "exactes", c'est-à-dire conformes
aux expérimentations.
L'observation la plus surprenante, qu'Einstein s'était
toute sa vie refusé d'admettre, concerne l'intrication
(entanglement). Lorsqu'un système expérimental
produit deux particules corrélées, toute intervention
sur l'une affecte instantanément l'autre, quelles que
soient leurs distances respectives. Leurs états sont
corrélés. Supposer qu'une action à distance
(non productrice il est vrai de transfert d'information) puisse
se produire instantanément, même si les particules
intriquées sont séparées par l'univers
entier, remet en cause si radicalement nos conceptions de
l'espace et du temps que l'on peut s'étonner de voir
la plupart des gens ayant entendu parler de ce phénomène
continuer à dormir tranquillement. Il est vrai que
la cosmologie oblige aujourd'hui à admettre comme "
réelles " bien d'autres phénomènes
aussi surprenant, le big bang ou les trous noirs, par exemple.
Mais il sera sans doute de plus en plus difficile d'admettre
l'intrication comme une simple curiosité scientifique,
sans conséquence sur nos conceptions du réel
instrumental qui sert d'arrière-plan à notre
vie quotidienne. Un article tout à fait révélateur
du rédacteur scientifique Michaël Brooks publié
dans le NewScientist du 27 mars 2004 nous dit pourquoi.
Des physiciens font désormais l'hypothèse que
l'intrication entre particules existe partout, tout le temps,
et qu'elle est susceptible d'affecter le monde macroscopique,
nous obligeant à modifier radicalement nos conceptions
de celui-ci. Ceci pourrait avoir des conséquences relatives
à notre compréhension des phénomènes
qui nous demeurent encore en partie mystérieux, ceux
de la vie, auxquels nous ajouterons ceux de la conscience.
On l'a dit, l'intrication n'est plus seulement aujourd'hui
une propriété théorique. Elle est utilisée
pratiquement dans certaines applications, comme la cryptologie
quantique. Toute intervention (lecture) sur une particule
corrélée avec une autre affecte immédiatement
l'état de la particule sœur, si bien que deux
correspondants ayant convenu d'utiliser un système
intriqué comme clef de sécurisation pour leurs
échanges peuvent constater en temps réel les
tentatives d'effraction sur ce système, lesquelles
se traduisent par la réduction immédiate et
visible de la fonction d'onde des particules.
Mais l'article
cite d'autres exemples où l'intrication entre particules,
photons, électrons, atomes ou même molécules,
se manifeste de façon détectable par la physique
ordinaire. La corrélation en ce cas affecte un grand
nombre de particules et non plus un couple. Elle se produit
donc à l'échelle macroscopique et doit être
prise en considération dans l'étude des états
possibles d'un matériau. Les expériences mentionnées
apparaîtront au profane assez exotiques et peu susceptibles
encore d'applications ou d'extensions. (Corrélation
entre les états magnétiques d'atomes d'holmium
au sein d'un sel magnétique, dans l'expérimentation
de Sayantani Ghosh de l'université de Chicago, référencé
par Nature, vol 425, p. 48 (1). Mais pour les spécialistes,
elles ne trompent pas. Tout laisse supposer que la physique
et plus généralement la science sont à
la veille de bouleversements conceptuels profonds.
Dans l'expérience de Sayantani Ghosh, intéressant
un sel magnétique contenant des atomes d'holmium, on
a pu montrer qu'à très basse température,
ces atomes coordonnaient leur orientation magnétique
au sein d'un champ d'une façon explicable seulement
par un effet d'intrication. Cet effet avait été
prévu théoriquement 3 ans auparavant par le
physicien théoricien Vlatko Vedral de l'Imperial College
à Londres et a été ainsi vérifié.
C'est la première fois qu'un tel effet est mis en évidence
à échelle macroscopique. Ceci voudrait dire
qu'il faudrait dorénavant prendre en compte les effets
de l'intrication si l'on voulait prédire le comportement
et les propriétés de certains matériaux
(de tous matériaux ?) à l'interface de leurs
comportements macroscopiques d'une part, quantique de l'autre.
Mais, selon Michaël Brooks, il va falloir étudier
l'effet de l'intrication dans de nombreux autres cas, par
exemple dans la supraconductivité à haute température,
où des paires d'électrons apparaissent intriqués.
D'autres physiciens suspectent que l'intrication est partout,
dans le vide quantique (Reznik, référencé
par Foundations of Physics, vol 33, p. 137), dans les photons
qui nous parviennent d'une étoile, entre les atomes
qui composent notre corps (Thomas Durt de la Vrije Université
à Bruxelles).
Mais les effets étranges de l'intrication ne s'arrêtent
pas là. On commence à suspecter, au moins en
théorie, qu'elle peut se faire sentir à travers
le temps. Si l'on mesure l'état d'un système
quantique au temps t, ceci peut affecter l'état de
ce système tel qu'il avait été mesuré
au temps t-1 précédent (Caslav Brukner, de l'université
de Vienne, cité dans l'article).
Evidemment,
suspecter ces divers phénomènes est une chose,
prouver leur réalité en est une autre, en tirer
des conséquences pratiques une troisième. La
première difficulté consiste à produire
des particules intriquées de façon courante
et en nombre suffisant pour pouvoir expérimenter sur
elles. Les difficultés ne sont pas seulement physiques,
mais mathématiques et informatiques, car les outils
actuellement disponibles pour en calculer les effets sont
insuffisamment puissants. Il faudra aussi s'assurer que les
premières observations relatives à l'intrication
entre plusieurs particules se retrouvent dans les nombreux
autres domaines où l'on pourrait a priori suspecter
la présence de particules quantiques intriquées
avec des particules matérielles, y compris dans les
systèmes biologiques. Il faudra aussi expliquer pourquoi
des particules quantiques peuvent conserver leurs caractères,
notamment l'intrication, alors qu'elles sont au contact d'un
très grand nombre de particules matérielles
? Elles devraient "décohérer" immédiatement,
comme l'avaient montré les expériences conduites
depuis une vingtaine d'années sur la décohérence.
Ceci étant,
il ne faut pas s'étonner que les observations précèdent
les explications. Peut-être même faudra-t-il se
résoudre à ne pas expliquer ce que l'on observera.
Comme l'on sait, en mécanique quantique, on se borne
à mesurer (observer puis prédire en termes statistiques)
les phénomènes, sans pouvoir véritablement
les expliquer, tout au moins dans les termes de la physique
classique. Il est tout à fait possible que les explications
scientifiques traditionnelles demeurent limitées aux
domaines des sciences macroscopiques, celles-ci n'apparaissant
plus que comme des cas particuliers d'une science d'arrière-plan
où l'on se bornera à observer et mesurer - ce
qui n'empêchera pas d'ailleurs d'agir.
Un point
important doit cependant nous intéresser, concernant
le statut de l'observateur, déjà posé
comme nous l'avons dit de façon de plus en plus insistante
dans les descriptions réalistes du monde macroscopique.
Il avait été signalé dès les origines
de la mécanique quantique que la mesure implique nécessairement
la conscience de l'observateur. Hors de celle-ci, rien ne
permet de lever l'indétermination des phénomènes.
La mesure d'un système quantique, par exemple l'état
d'une particule défini par sa fonction d'onde, suppose
un instrument avec lequel cette particule interagira et un
expérimentateur qui notera ce qu'il aura observé.
Sans cela, rien ne lèvera l'indétermination
du système. L'intervention de la conscience de l'observateur,
résultat du fonctionnement d'un système macroscopique,
son cerveau, dans l'observation d'un phénomène
se déroulant à l'échelle quantique, n'allait
déjà pas sans difficultés. De plus, cette
conscience étant nécessairement subjective semblait
venir en contradiction avec les exigences d'objectivité
de la démarche scientifique.
Aujourd'hui, un certain nombre de scientifiques s'interrogent
à nouveau sur cette question de l'observateur, essentielle
à la description de l'univers dans les modèles
scientifiques. Un ouvrage récent, "Proposals
in Epistemology, Quantum Mechanics, Cognition and Action"
(Mioara Pugur Schachter et Alwyn van der Merse, 2002)
envisage une nouvelle méthode, dite d'épistémologie
formalisée, qui s'appliquerait à l'ensemble
des sciences mais s'appuierait sur les fondements méthodologiques
de la mécanique quantique. Nous faisons une première
présentation de cet ouvrage qui nous paraît très
important dans un article de ce même
numéro.
Où
tout ceci peut-il nous conduire ?
Nous allons
maintenant proposer un certain nombre de réflexions
dénuées, on le comprendra aisément, de
toute ambition de sérieux scientifique, concernant
ce à quoi pourraient éventuellement nous conduire
les expériences signalées dans l'article de
Michaël Brooks. Ceci surtout si, comme il le dit lui-même,
quelque chose de véritablement important était
vraiment à notre portée. Une telle perspective
extraordinaire justifierait que l'on abandonne la circonspection
qui s'impose généralement quant on parle de
la physique quantique. Si, supposons-le, un nouveau continent
conceptuel se découvrait, on serait inexcusable de
ne pas essayer de voir dans quels domaines les changements
pourraient survenir. Ou bien un tel effort de prospective
se révélera sans objet, et le mal ne sera pas
grand. Ou bien au contraire les hypothèses, proches
à ce stade de la science-fiction, qui auront été
formulées inciteront à de nouvelles recherches,
et dans ce cas il faudrait y réfléchir sans
tarder, fut-ce dans l'anarchie méthodologique, pour
reprendre le terme de Feyerabend.
Quel est
le problème à résoudre ? C'est celui,
dont la nécessité a été signalée
depuis longtemps, d'identifier des phénomènes
quantiques possiblement à l'œuvre dans le monde
des sciences macroscopiques, qui pourraient résoudre
des difficultés devant lesquelles ces mêmes sciences
sont obligées d'avouer (ne fut-ce que temporairement),
leur impuissance. On voit qu'il ne s'agit pas tout à
fait de la même démarche que celle consistant
à donner des applications technologiques " macroscopiques
" à des phénomènes quantiques plus
ou moins identifiés. Une application de ce genre, par
exemple réaliser un ordinateur quantique, devrait être
possible sans bouleverser les lois de la physique ou de la
biologie ordinaire. Les q.bits qu'utiliserait cet ordinateur,
et les techniques utilisées pour les maintenir en état
de superposition malgré les risques permanents de décohérence,
ne révolutionneraient sans doute pas la physique macroscopique.
Elles relèveraient plutôt de la technologie macroscopique,
en confortant, dans une certaine mesure, sa spécificité
face au monde quantique - ce qui pérenniserait la dichotomie
acceptée depuis longtemps entre le quantique et le
macroscopique.
Par contre,
montrer que des particules quantiques interviennent efficacement
dans des systèmes macroscopiques constitués
d'un nombre immense de particules classiques changerait évidemment
notre façon de voir le monde. C'est d'abord dans le
domaine de la biologie que la question doit être posée.
Nous avions
ici même donné la parole au Dr Mac Fadden, auteur
d'un ouvrage par lequel il cherchait à montrer que
l'évolution biologique s'exerçant par l'intermédiaire
des mutations des ADN ne se faisait pas entièrement
au hasard, sur le mode mutation/sélection du néo-darwinisme
classique (voir http://www.automatesintelligents.com/interviews/2002/mai/mcfadden.html)
. Elle pouvait être orientée par des particules
quantiques se déplaçant par effet tunnel à
l'intérieur des atomes d'un gène et modifiant
les caractères chimiques des atomes constitutifs de
la molécule d'ADN considérée, d'une façon
orientée. Ceci lui conférerait des propriétés
plus favorables à la survie que si le gène avait
muté seulement de façon spontanée. L'auteur
de cette hypothèse s'était donné beaucoup
de mal pour expliquer pourquoi la particule quantique conservait
son état de superposition jusqu'à trouver le
bon atome (la bonne liaison chimique) qui rendrait le gène
efficace. Son hypothèse, à notre connaissance,
n'avait été ni vérifiée ni infirmée.
Elle avait rejoint un certain nombre d'hypothèses analogues
faisant intervenir les particules quantiques dans les processus
biologiques, restées en suspens faute de démonstrations
précises. Ne peut-on pas penser alors que les nouvelles
hypothèses évoquées dans le cadre de
l'intrication entre un grand nombre de particules quantiques
ne permettraient de relancer ces travaux sur des bases plus
solides ?
Un
ordinateur quantique biologique?
L'objection
constamment faite aux biologistes évolutionnistes est
que le néo-darwinisme ne permet pas d'expliquer le
démarrage du processus réplicatif. On pourrait
envisager que l'interaction de particules quantiques intriquées
leur ait permis de trouver, parmi une quasi-infinité
de solutions testées dans le même instant, la
bonne ou les bonnes solutions susceptibles, une fois matérialisées
dans le monde macroscopique, de se répliquer. En appliquant
la même hypothèse, on pourrait admettre que des
particules quantiques intriquées avec des particules
physiques entrant dans la composition des molécules
d'ADN pourraient, à chaque mutation, calculer les solutions
les plus efficaces à la réplication du génome
ou de l'organisme qui en est le porteur. Ceci répondrait
à l'autre objection faite aux biologistes évolutionnistes
: comment les bonnes solutions génétiques apparaissent-elles
si vite, alors que le jeu spontané des mutations/sélections
au hasard pourraient demander un nombre d'années bien
supérieur à ce qu'est l'âge de la vie.
lui expliquerait l'autre. Les partisans d'une évolution
finalisée par un facteur extérieur perdraient
là leur principal argument.
On demandera
comment des particules quantiques intriquées pourraient
se livrer à des calculs informatiques gigantesques
en un temps quasi nul. La réponse pourrait être
à chercher du côté ce que l'on étudie
désormais en vue de la réalisation d'un ordinateur
quantique, précité. Les q.bits, tant qu'ils
ne sont pas réduits, affectent tous les états
possibles entre le zéro et le un. Un petit nombre d'entre
eux est donc capable de procéder aux calculs que ferait
un super-ordinateur doté de milliards de bits. La technologie
est loin d'être encore maîtrisée, mais
ce sont les questions pratiques qui posent problème
: comment maintenir en état de superposition des q.bits
qui sont constamment menacés de décohérence
du fait qu'ils voisinent dans le dispositif avec des atomes
ordinaires ? Certains des algorithmes de calcul qui seront
utilisés dans les ordinateurs quantiques ont déjà
été conçus. Rien n'interdit de penser
que, dans la nature, des algorithmes autrement plus puissants
aient pu être sélectionnés au cours de
l'évolution. Ceci dit, l'ordinateur quantique ne constitue
certainement qu'une solution parmi de nombreuses autres permettant
à des computations extrêmement puissantes de
s'effectuer dans l'univers en utilisant des particules quantiques.
Nous ne
mentionnons pas ici l'autre hypothèse, encore plus
révolutionnaire, évoquée par l'article
de Michaël Brooks : celui selon laquelle les particules
quantiques disposeraient d'états intriqués dans
le temps. Si je mesure une particule donnée au temps
t et lui trouve un spin de tant, puis que je renouvelle la
mesure une seconde fois, je constate un lien entre la seconde
mesure et la première. Tout se passe comme si ma seconde
mesure avait affecté la première, par une action
à distance dans le temps (analogue à l'action
à distance dans le temps qui lie les mesures de l'état
de deux particules intriquées). Selon Caslav Brukner,
ceci ne permet pas de transmettre des informations dans le
passé, mais peut avoir une conséquence autrement
importante, sur le plan théorique : c'est que l'espace
et le temps sont également quantifiés et mesurables.
La mécanique quantique n'admet pas que le temps soit
un observable, mais ce ne devrait pas être le cas de
la gravitation quantique, dont on attend un jour ou l'autre,
peut-être prochain, des propositions révolutionnaires,
par rapport à la physique actuelle, propositions selon
lesquelles le tissu ultime de l'univers ne ferait pas référence
au temps non plus qu'à l'espace considérés
comme des cadres absolus - ce qui est déjà le
cas, sauf erreur, dans le vide quantique ou plus simplement
dans les trous noirs.
Il est
évident que si des particules quantiques intriquées
avec des particules classiques, celles notamment composant
notre génome, pouvaient d'une façon ou d'une
autre rétroagir sur leur état passé en
fonction de leur état présent, ceci expliquerait
encore mieux que l'appel à des computations quantiques
l'apparente finalité de l'évolution. Une solution
isolée ayant réussi aujourd'hui pourrait modifier
les paramètres lui ayant permis de voir le jour, de
façon à ce que ceux-ci puissent produire à
plus grande échelle la bonne solution. Mais n'explorons
pas davantage de telles perspectives, car il est évident
que si leurs fondements scientifiques se vérifiaient,
bien d'autres conséquences pourraient en découler,
n'intéressant pas seulement l'évolution biologique.
On pourrait
aussi, dans la suite des expériences signalées
par Michaël Brooks, se demander si le libre-arbitre ne
trouverait pas dans la suite de telles recherches une possible
explication. Comment expliquer l'apparente liberté
dont je dispose pour rechercher les solutions les plus aptes
à assurer ma survie ? On sait que les sciences récentes
tendent toutes à nier cette liberté, en mettant
en évidence des déterminismes plus ou moins
complexes qui m'obligent, selon elles, à agir comme
je le fais et non autrement. Mon libre-arbitre ne serait alors
qu'une illusion. Malgré cela, je reste intimement convaincu
(c'est même une donnée immédiate de ma
conscience) que je suis libre de choisir l'action que je choisis,
en éliminant d'autres choix également possibles.
L'ennui est que l'observation du cerveau en action ne montre
nulle part d'aires ou de réseaux neuronaux où
pourrait s'exercer mon libre-arbitre.
Mais que
se passerait-il si les calculs qui me permettent de me concevoir
comme capable d'agir librement se déroulaient dans
le monde quantique. Dans ce cas, en un temps nul, les neurones
supports des mécanismes d'auto-réflexion pourraient
par l'intermédiaire de particules quantiques intriquées
à certains de leurs éléments, procéder
à des computations dont seul le résultat (supposé
alors le meilleur) émergerait sous forme de décision
observable. Quand je me sens libre de prendre telle ou telle
décision, je ne prétends pas que je suis libre
de faire n'importe quoi, par exemple décider de façon
aléatoire comme si je tirais la solution au sort. Je
me sens seulement libre de faire un choix responsable, engageant
l'ensemble de mon être et de son histoire, conscient
et inconscient. Mais dans le monde de la neurologie computationnelle
macroscopique, je n'ai ni les ressources ni le temps de procéder
aux innombrables computations qui seraient nécessaires.
D'où ma tentation de considérer que ma supposée
liberté n'est qu'une illusion et que je suis en fait
agi par des déterminismes divers.
Tout changerait
si que mon cerveau neuronal macroscopique était doublé
d'un cerveau quantique (fut-il beaucoup plus petit) capable
de calculer comme le ferait un ordinateur quantique. Il suffirait
pour cela que certains atomes composant les neurones de mon
cerveau et placés dans des endroits clefs pour l'auto-représentation
et la computation des solutions possibles soient intriqués
avec des atomes quantiques auxquels ils délégueraient
la responsabilité des calculs nécessaires à
l'exercice du libre-arbitre et plus généralement
à l'heuristique permanente qui caractérise la
conscience volontaire. On observera que notre idée
ne tient pas, car la décohérence se réalise
immédiatement dans les milieux chauds et humides qui
sont ceux du vivant. Mais ...
Voilà
en tous cas un thème possible pour un roman de SF.
Pour en savoir
plus
Sayantani Ghosh http://home.uchicago.edu/~sghosh/CV.html.
Voir aussi
http://home.uchicago.edu/~sghosh/research.html. Sur les
effets de l'intrication dans des dipoles magnétiques,
voir http://arxiv.org/abs/cond-mat/0402456
Vlatko Vedral http://www.qubit.org/people/vlatko/
Publications de Thomas Durt à la Vrije University
http://rd-ir.vub.ac.be/vademecum/publication/FUND_pub.html
Caslav Brukner
http://www.ap.univie.ac.at/users/Caslav.Brukner/ Article:
quantum entanglement in time http://www.arxiv.org/abs/quant-ph/0402127
Voir
notre article: l'ordinateur quantique en 2020? http://www.admiroutes.asso.fr/europepuissancescientifique/ordiquant.htm
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