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Grands problèmes et petites réponses
Par Roland Omnès 03/03/2016

Le professeur Roland Omnès nous a adressé, ainsi qu'à d'autres correspondants, le texte ci-dessous. Nous le reprenons ici, malgré ce que certains lecteurs nommeront sa difficulté. Rappelons que Roland Omnès nous avait précédemment accordé un entretien, sur le même thème. Automates intelligents
http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2016/165/omnes.htm

Vous avez éventuellement reçu, de la part du professeur Petitot ou la mienne, un texte proposant un mécanisme explicite, ne s'appuyant que sur les lois connues, pour expliquer l'effet de "réduction des fonctions d'onde". Au vu du manque de recul et de clarté de ce texte, il a paru nécessaire de le reprendre à fond et c'est cette révision que je me permets de vous adresser ici, accompagnée de mes excuses.

Il faut d'abord qu'une idée nouvelle intervienne pour prétendre voir un vrai problème différemment. Dans le cas présent, un préalable consiste à préciser et élargir la voie, en retenant d'abord tout ce qui est connu et bien établi en ce qui concerne les fonctions d'onde et les opérateurs d'observables, comme Dirac et Von Neumann les ont formulés, mais sans les tenir cependant pour un cadre fermé, mais un cercle qu'on peut dépasser dans certains cas, dont l'un serait justement le phénomène de réduction.

Ce dépassement nécessaire n'est pas dans le cas présent une nouveauté et il apparut en 1972 avec "l'enchevêtrement local" de E. Lieb et D. Robinson, qu'on notera ici E.L. Bien que connu dans certains domaines, il l'est peu dans celui de l'interprétation et je l'ignorais pour ma part quand je l'ai redécouvert en chemin. Mais peu importe, l'essentiel étant qu'il s'agit là d'un outil à la fois peu exploité et de grande puissance.

Cet effet signifie que l'enchevêtrement algébrique, ce "deus ex machina" à la source des interrogations de Schrödinger et d'Einstein, s'accompagne de phénomènes à la fois plus locaux et plus transitoires. On montre ainsi que ces effets E.L. portent des probabilités spécifiques, qui se propagent derrière un front d'onde avançant à vitesse finie dans un appareil de mesure, à partir de ses zones d'interaction avec un système quantique en cours de mesure. Le point important est alors que ces probabilités d'E.L. ne sont pas réductibles à des probabilités quantiques. Les phénomènes associés ne sont pas exprimables par des opérateurs (des "observables") agissant sur des fonctions d'onde, mais ils appartiennent intrinsèquement à "l'histoire" irréversible de ces fonctions portant sur tous ses instants antérieurs.

Une autre conséquence, entièrement nouvelle, apparaît dans les conséquences locales des interactions d'un tel appareil de mesure avec son environnement. Bien que les lois quantiques soient universelles, leur formalisme mathématique est très exclusif et ne s'applique pas au-delà d'assez courts instants à un environnement, même très banal. Une prédiction de l'E.L. dans ce contexte est alors que des fluctuations dans l'environnement maintiennent inévitablement un certain degré d'une espèce spécifique d'incohérence, étudiée pour la première fois dans ce texte.

Quand on réunit l'enchevêtrement local d'un système de mesure avec un système mesuré et celui avec les fluctuations de l'environnement, on aboutit d'une manière presque directe à des prédictions fortes, qui ne sont rien d'autre que l'aboutissement inévitable d'un résultat unique et aléatoire d'une mesure, dont la loi de probabilités coïncide avec la célèbre règle de Max Born. Le mécanisme d'ensemble y consiste en une perturbation profonde du développement de l'E.L., entre les systèmes mesurant et mesuré, par l'incohérence qui vient d'un autre E.L. entre l'appareil de mesure et les fluctuations dans l'environnement.

Cet effet majeur est relativement simple, au moins conceptuellement. L'unicité du résultat final de la mesure est une conséquence ultime de l'E.L. entre deux systèmes bien définis et son caractère aléatoire vient d'une action incohérente de l'environnement (c'est-à-dire en somme du reste de l'univers, incontrôlable dans son détail mais puissant dans sa tendance vers l'unicité). On peut même identifier un élément de base dans cette construction, qu'on appelle un "glissement (ou dérapage) dans la cohérence quantique" et qui réside par exemple d'une simple collision entre deux atomes: L'un deux est localement enchevêtré avec un certain état du système mesuré alors que l'autre, ayant encore totalement échappé à l'E.L., est en revanche dans un état incohérent. On constate qu'une accumulation conflictuelle d'un nombre énorme de tels glissements est, en dernier ressort, le mécanisme directeur de l'effet de réduction.

Il va sans dire que cette affirmation, bien qu'apparemment très vraisemblable, n'est pas prouvée d'un coup sous tous ses aspects et qu'elle doive être encore envisagée comme une conjecture. Le but de la présentation préliminaire de ce travail, dû à des contraintes personnelles de l'auteur, est avant tout d'offrir cette idée à la critique par sa présente distribution. Je n'en attends pour ma part aucune satisfaction personnelle, l'âge pouvant être cause de raison sans qu'on renonce à contempler la beauté du monde et ses lois. Merci d'avance pour les critiques que vous voudrez bien m'apporter en retour.

Très cordialement à vous,
Roland Omnès

PS: Cette nouvelle version est accessible sur http://arxiv.org/abs/1601.01214



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