Enquêtes sur les représentations des problèmes de la mécanique quantique

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Trois enquêtes similaires sur les attitudes envers les fondamentaux de la mécanique quantique ont été publiées à quelques mois d’intervalles cette année 2013.

Schlosshauer, M., Kofler, J., & Zeilinger, A. (n.d.). A Snapshot of Foundational Attitudes Toward Quantum Mechanics, janvier 2013.

Sommer, C. (n.d.). Another Survey of Foundational Attitudes Towards Quantum Mechanics, mars 2013.

Norsen, T., & Nelson, S. (n.d.). Yet Another Snapshot of Foundational Attitudes Toward Quantum Mechanics, juin 2013

Toutes trois sont publiées en libre accès sur Arxchiv. (A part celle de Tegmark en 1997[1], pas d’enquête connue sur le sujet)

Elles concernent un même questionnaire distribués à des physiciens, philosophes et mathématiciens participants à des conférences sur la mécanique quantique et ses interprétations. La première enquête a analysé 33 réponses au questionnaire, la deuxième 18, et la troisième 76. Il faut faire remarquer que les sujets des conférences ont déterminé les types de personnes invitées, et cela a eu en général une influence notable sur les réponses.  Par exemple, le sondage  de Nolsen et Noder a obtenu plus de faveur que le sondage SKZ  en faveur de l’interprétation de Broglie – Bohm. Cela est lié au fait que le thème de la conférence concernée était « la théorie quantique sans observateurs ». Il n’est donc pas surprenant que les participants à cette conférence là ont tendance à présenter davantage une perspectives «réalistes». Ils ont tendance à être attirés par les théories comme de Broglie – Bohm, et tendraient à penser que l’information quantique (quels que soient ses mérites et vertus pour les applications) n’est pas appropriée en tant que fondement irréductible pour la compréhension des phénomènes quantiques.

Le questionnaire présenté comportait 16questions. J’en sélectionné 9, les autres m’intéressant moins.

Malgré l’influence du contexte de la conférence sur la sélection des participants et donc sur les réponses au questionnaire, on remarque que qu’il y a des questions qui sont quasi invariantes en fonction de la conférence considérée: la 3, la 8, la 9.

 

Légende des tableaux : Les chiffres donnent les pourcentages de votes exprimés en faveur de chaque réponse, pour chacune des trois enquêtes, ainsi que la moyenne sur les trois. Le total n’est pas égal à 100 dans chaque colonne car des réponses multiples étaient autorisées.


[1] Tegmark, M. (1997). THE INTERPRETATION OF QUANTUM MECHANICS, sur Arxchiv aussi

 

Question 1: quelle est votre opinion au sujet de la distribution aléatoire des évènements quantique (tels que la désintégration d’un atome radioactif) ?

 

Enquête S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. L’aléatoire est seulement apparent
9 17 36 21
  1. Il y a un déterminisme caché
0 28 33 20
  1. L’aléatoire est irréductible
48 39 28 38
  1. L’aléatoire est un concept fondamental dans la nature
64 39 24 42

 

 

Bien que n’ait pas été précisé le sens du mot «apparent» dans la réponse fournie, la distinction entre la première et la deuxième réponse devient claire quand on oppose l’interprétation d’Everett avec l’interprétation de Broglie-Bohm. Pour l’interprétation d’Everett, l’aléatoire est un effet apparent relié à un certain observateur, la fonction d’onde globale (contenant toutes les branches) évolue de façon déterministe selon l’équation de Schrödinger. Cela ne correspond pas à la notion de «déterminisme caché», qui est souvent associée aux variables cachées, des mécanismes déterministes qui sous-tendent l’apparition d’événements objectifs quantique, comme dans l’interprétation de Broglie-Bohm. Dans le premier sondage (S,K,Z), aucun des participants n’a favorisé l’interprétation de Broglie-Bohm , mais il y avait une bonne quantité de soutien pour l’interprétation d’Everett (voir question 12). Cela peut expliquer pourquoi aucun votes ont été exprimés en faveur d’un déterminisme caché, alors que dans l’enquête de Norsen et Neslon, la majorité des enqupêtés soutenait l’interprétation de Bohm.

Question 2 : pensez-vous que les objets physiques ont leurs propriétés bien définies de manière antérieure et indépendante de la mesure ?

 

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. Oui, dans tous les cas
3 6 30 13
  1. Oui, dans certains cas
52 33 47 44
  1. Non
48 44 17 36
  1. Je suis indécis
9 17 5 10

L’une des réponses était : “mauvaise question, car elle presuppose le realism local et ignore l’enchevêtrement.

Question 3 : Le problème de la mesure

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. Un pseudo problème
27 6 12

15

  1. Résolu par la décohérence
15 6 3

8

  1. Résolu ou sera résolu d’une autre manière
39 61 51

50

  1. Une difficulté sévère pour la MQ
24 17 37

26

  1. Rien de tout cela
27 17 9

18

 

Question 4 : Que nous apprend l’observation expérimentale des violations des inégalités de Bell ?

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. Le réalisme local est intenable
64 11 34

36

  1. Action à distance dans le monde physique
12 17 18

16

  1. Des notions de non-localité
36 67 74

59

  1. Des mesures non effectuées n’ont pas de résultats
52 0 3

18

  1. N’anticipons pas. Prenons en compte les failles de manière plus sérieuse
6 17 0

8

 

Question 5 : Quelle interprétation des états quantiques préférez-vous ?

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. Epistémique/informationnel
27 22 9

19

  1. Ontique
24 17 45

29

  1. Mélange d’épistémique et d’ontique
33 28 12

24

  1. Purement statistique (interprétation des ensembles)
3 11 7

7

  1. Autres
12 17 29

19

 

Le problème de la mesure nous force à considérer à la fois notre connaissance des états et des observables d’un système (épistémique) mais aussi ses états et ses observables, indépendamment de notre connaissance (ontique).

Question 6 : L’observateur

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. Est un système (quantique) complex
39 33 54

42

  1. Ne devrait pas jouer de rôle fondamental, quoi qu’il en soit
21 6 65

31

  1. Joue un rôle fondamental dans l’application du formalisme mais ne joue pas de rôle physique distincte
55 50 24

43

  1. Joue un rôle physique distinct (par exemple effondrement de la fonction d’onde par la conscience)
6 17 1

8

Il est remarquable que la majorité des personnes interrogées semblent croire que l’observateur n’est pas un système quantique complexe. En outre, très peu mais ce n’est pas négligeable, adhèrent à l’idée que l’observateur joue un rôle physique distinct (par exemple, par un effondrement de  la fonction d’onde induite par la conscience). Compte tenu de la relativement forte adhésion à l’interprétation de Copenhague (voir question 12), cette constatation montre que l’adhésion à l’interprétation de Copenhague n’implique pas nécessairement une croyance en un rôle fondamental pour la conscience. (Comptes populaires ont parfois suggéré que l’interprétation de Copenhague attribue un rôle à la conscience. De l’avis de S,K,Z, c’est se méprendre sur l’interprétation de Copenhague.

Dans l’enquête de Sommer, Les participants reconnaissent un statut spécial de l’observateur. Un tiers voient en lui un système complexe (quantique) et les deux tiers considèrent qu’il est important pour l’application du formalisme ou même pour son rôle physique distinct. Probablement, estime Sommer, le problème très discuté du corps-esprit en mécanique quantique, qui a été vivement débattue lors de la conférence, a joué un rôle dans cette question.

 

Question 7 : Quelle est votre interprétation favorite de la mécanique quantique ?

 

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
a. Consistent histories 0 0 1 0
b. Copenhague 42 11 4

19

c. De Broglie–Bohm 0 17 63

27

d. Everett (many worlds and/or many minds) 18 0 0

6

e. Information-based/information-theoretical 24 6 5

12

f. Modal interpretation 0 0 0
g. Objective collapse (e.g., GRW, Penrose) 9 11 16

12

h. Quantum Bayesianism 6 6 3

5

i. Relational quantum mechanics 6 6 0

4

j. Statistical (ensemble) 0 6 4

3

k. Transactional 0 0 0

0

l. Autre 12 0 8

7

m. pas de préférence 12 44 11 22
n. taisez-vous et calculez N.C 17 N.C 17


Question 8 : De quelle manière le choix d’une interprétation dépend de présupposés philosophiques personnels ?

 

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm)
  1. Beaucoup
58 78 40

59

  1. Un peu
27 17 34

26

  1. Pas du tout
15 6 15

12

 

En l’absence de différences empiriques entre les interprétations, il est naturel de conclure que l’adhésion à l’une d’elles sera influencée par les préférences personnelles et les croyances et la majorité des enquêtés sont de cet avis. Bien sûr, certains peuvent espérer que cette situation ne sera que temporaire, et que nous devrions nous efforcer de régler la question de l’interprétation d’une manière définitive.

 

Question 9 : La superposition d’états macroscopiques distincts

S,K,Z (Everett) Sommer Norsen, Nelson (Bohm) Moyenne
  1. Sont en principe possibles
67 56 62

62

  1. Seront finalement réalisés expérimentalement
36 39 20

32

  1. Sont en principe impossibles
12 0 20

11

  1. Sont impossibles du fait de l’effondrement
6 6 7

6

 

 

Il n’ya pas longtemps, la frontière macroscopique – microscopique a été systématiquement confondue avec la frontière classique – quantique, même si il avait déjà été souligné par Bohr qu’ils devraient être considérés comme des concepts indépendants. Il se peut que les progrès expérimentaux qui ont permis démontrer les effets de l’interférence quantique sur des objets de plus en plus gros aient modifié les attitudes de nombreux physiciens.


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